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1、并网型风力发电机组的 机械传动 目录 （初级培训稿） 一. 概述 (1). 风力发电机组的主传动 1. 机械传动 2. 液压传动 3 . 液力传动 (2). 偏航驱动 1. 机械式 2. 液压式 (3). 变桨驱动 1. 机械式 2. 液压式 二. 机组的增速齿轮箱 (1). 特点及原理 1. 特点 2. 工作原理 (2). 运行及维护 1. 运行 2. 维护 一.概述 风力发电机组（以下称机组）的机械传动通常 包含主传动、偏航驱动及变桨驱动。 （1） 机组的主传动 指从风轮到发电机的传动系 统，这是从获取风能到把风能转化为电能的能量 形式转换和传递的途径，是做为发电设备的风力 发电机组的最重
2、要的工作过程。 主传动采用的 传动形式 以机械传动为主，近年来还有尝试采用 液压传动和液力传动的。 1. 机械传动 是采用最多的结构形式，典型结构为： 风轮齿轮箱发电机。风轮与主轴用高强螺栓连接 ，主轴与齿轮箱输入轴用联轴器连接，齿轮箱输出轴与发 电机轴用联轴器连接。 由于产品设计的思路不同，具体结构有多种形式： 独立主轴，由前后两个轴承支撑，带底脚的齿轮箱， 带底脚的发电机。 独立主轴，由前轴承及齿轮箱输入端支撑，齿轮箱通 过两个吊耳支撑与机舱底座连接。俗称三点式连接。带底 脚的发电机。 无独立主轴，风轮直接与装在齿轮箱内的 主轴即齿轮箱输入轴连接，带底脚的齿轮箱， 带底脚的发电机。 无独立
3、主轴，风轮直接与装在齿轮箱内的 主轴即齿轮箱输入 轴连接，带底脚的齿轮箱， 无底脚带凸缘的发电机。 直驱式，无齿轮箱，风轮与低速发电机外 转子（内转轴）直接连接。 半直驱式，在风轮与中速发电机之间 有一 组增速齿轮结 构。 2.液压传动 无齿轮箱，风轮带动高压油泵， 高压油驱动油马达，拖动发电机。 3.液力传动 无齿轮箱，风轮带动液力变矩器 ，拖动发电机。 （2）偏航驱动 1.机械式 利用固定在机舱底座上的电动机驱 动多级行星减速器（或蜗轮行星减速器）的 主动小齿轮，与固定在塔架上法兰上的偏航轴承 的大齿圈之间的啮合运动，使机舱产生偏航。 2.液压式 以油马达替换上述电动机做偏航动 力。由机组
4、液压站的油泵给油马达提供高压油。 （3）变桨驱动 1.机械式 风轮叶片用高强螺栓固定在变桨轴承 内圈上，变桨轴承外圈固定在风轮轮毂上，电动 多级行星减速器固定在风轮轮毂上，减速器的主 动小齿轮驱动变桨轴承的齿圈完成变桨。 2.液压式 以高压液压油推动油缸活塞杆，驱动 轮毂内的变桨机构动作，替代上述电动减速器完 成变桨。高压油由液压站的油泵提供。 二. 机组的增速齿轮箱 （1）特点及结构 1. 特点: 环境条件恶劣 风大、砂尘、盐雾、潮 湿、高温、严寒 工作条件复杂 风速风向多变、强阵风 、高空无人值守 要求高可靠性、高效率、高安全性 寿命二十年（175200小时） 输入输出速比大 加工制造要求
5、高 2. 结构原理相关知识 为获取更多风能希望风轮直径大些,又受叶尖速度 过大的制约； 为减轻发电 机重量又希望发电机转速再高 些，所以从设计方面必须考虑介于风轮和发电机之间的 齿轮箱的速比不能小，通常在50100左右，因此，齿 轮箱需要采用多级增速，采用行星传动。 考虑到使用寿命长和高可靠性要求，及运转平稳 、振动小、噪音低的要求，要采用斜齿轮传动 ，要采用 硬齿面。 为适应高空和无人值守的要求，齿轮箱必须有远 程监控配置，如转速、油温、油位、轴承温度的传感器 。 目前市场上风力发电 机组的齿轮 箱 多采用三级增速。有三级平行轴结 构、两 级平行轴加一级行星结构、一级平行轴加 两级行星结构，
6、也有采用两级行星结构的 。 采用三点式主轴齿轮 箱 结构的 机组，一般齿轮 箱输入端是一级增速机构 的行星架，它通过胀紧 套与主轴后轴径刚 性连接。 齿轮 箱的润滑 多采用压力润滑，也 有采用复合润滑即压力润滑加飞溅润 滑的 。 润滑油温度趋高时，系统自动打开 散热油路，通过自然风或强制吹风散热； 当温度降下来时，系统自动关闭散热油路 。系统的温度控制点预设 。 机组在低温启动前，齿轮 箱润滑油 要通过齿轮 箱的加热装置（加热器或电热 毯）预热 。 齿轮箱制造常用材料： 箱体球铁QT400-18。 行星架球铁QT700-2、42CrMoA 或铸钢 ZG34Cr2NiMo。 齿轮类 零件低合金钢
7、（渗碳钢） 20CrNiMo、17CrNiMo6， 调质钢 42CrMoA、34CrNiMo6 。 轴类零件40Cr、 42CrMo 、 34CrNiMo6。 零件加工精度： 齿轮类 外齿5级，内齿7级 箱体 轴孔的同轴度、园跳动5级； 孔心距5级 行星架 孔系及其与行星架轴线 位 置度5级 滚动轴 承的修正额定寿命175200小时 齿轮 箱产品出厂试验 检查试验项 目： 零件材质、外观、接触斑点、空载 试验 、加载试验 、噪声、振动、 密封性。 齿轮 箱型式试验项 目： 除出厂试验项 目外，另加： 试验 用油品清洁度、齿面接触疲劳 寿命试验 、空载功率损耗、拆检。 （2） 运行维护中注意事项
8、及要求 1. 运行： 切实按照生产厂家对于齿轮箱运行的要求和风力发 电场的运行规范组织管理运行作业。 正确进行监控操作，注意有关齿轮箱各项参数如油 温、轴承温度、转速 及其与机组发电 量等的关系。 有条件时，到现场注意了解振动、噪声的情况。 新机组和长期停运后重新投入运行的机组，要按照 有关规定进行检查和保养后再投入运行。 低温环境冷启动前，要落实先启动润滑系统，待确 认轴承、齿轮副得到足够润滑后再启动主机。 运行中发现齿轮 箱突发不正常情况， 如异常振动、异常噪声等情况时，要 立即停机检查。 2. 维护保养： 坚持按例行维护保养规程对齿轮 箱进 行维护保养作业。 保证正常润滑，油品油量、油质关系甚 大。要定期做油品质量化验，适时更换 滤清器的滤网滤芯，适时更换变质润 滑 油。 定期检查 和紧固高强螺栓，更换个别 断裂、滑扣的已损螺栓。 3. 齿轮 箱常见损 坏状况： 断齿 齿面疲劳损伤 齿面胶合损伤 齿面磨损 轮齿 塑性变形 讨论交流 1. 请分析风力发电机组主传动的几种 机械传动方案，比较各自的优缺点。 你认为哪种方案较好，为什么？ 谢 谢！
