风力发电设备.ppt

风力发电设备 * * * * 一、机 舱 * 机舱座上覆盖有机舱罩，材料是玻璃钢，具有轻质高强的特点，有效地密封，以防止外界侵蚀，如雨、潮湿、盐雾、风砂等。 机舱上安装有散热器，用于齿轮箱和发电机的冷却；同时，在机舱内还安装有加热器，使得风电机组在冬季寒冷的环境下，机舱内保持在10℃以上的温度。 * 二、叶 片 * 叶片结构选用材料 主要材料由玻璃纤维增强塑料（GRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）、木材、钢和铝等； 对于大型风电机组来说，主要考虑叶片刚度、固有特性和经济性，目前世界上绝大多数叶片都采用复合材料制造 ，即GRP或CFRP。主要优点是轻质高强、易成型、抗腐蚀、维修方便等。 * 复合材料叶片成型工艺 目前国际上多采用玻璃纤维增强塑料，成型工艺有手工湿法成型、真空辅助注胶成型和手工预浸布铺层等。 碳纤维复合材料强度高、重量轻，但是其价格昂贵，经济性差，一般在2MW米以上机组的叶片中使用，2MW以下的机组叶片使用很少。 * 叶片剖面结构 LM 叶片 Vastas 叶片 * * 三、主轴/主轴承座/轴承 主轴的作用在于将转子叶片上的旋转力矩传到齿轮箱上，主轴与齿轮箱的连接大多采用胀紧式联轴器，这样可保证主轴与齿轮箱同心，在运行中免于维护。主轴上坚固的三点悬挂支撑，能够很好地吸收弯矩，降低齿轮箱输入轴的径向负载。 有些风电机组采用双轴承的结构设计，目的在于减少由于风作用于叶片而引起的轴向推力，以及消除风电机组运行时齿轮箱低速轴侧的俯仰力矩，改善齿轮箱运行环境，避免近年来，世界范围出现的齿轮箱行星轮系轴断裂问题。两个主轴承选用双列向心推力滚子轴承，还可以吸收大部分的来自风轮的轴向推力，进而，降低齿轮箱输入轴的轴向负载。 * 四、齿轮箱 600kW以下风电机组多为平行轴结构，大于600kW的风电机组基本是采用行星轮结构或行星轮加平行轴结构。 齿轮箱体采用球铁铸造而成，齿轮箱的负荷及压力通过齿轮箱两侧的支撑传到塔架和基础，该支撑为强力橡胶结构，可以降低风电机组的噪音和震动。 在齿轮箱后部的高速轴上安装有刹车盘，其连接方式是采用胀紧式联轴器；液压制动器通过螺栓紧固在齿轮箱体上； 齿轮箱高速轴通过柔性连接与发电机轴连接。 * 刹车机构的作用 1、使风力发电机组在发生故障或紧急情况下，能快速、平稳的制动停机。 2、在运行情况下使机组保持稳定，不被侧风或绕流影响。 五、刹车机构 刹车机构组成 1、叶尖刹车（阻尼板、动叶片、小叶片） 2、风轮刹车（低速、高速制动装置） 3、偏航刹车（盘式制动器） * 叶尖刹车 * 风轮刹车 * 偏航刹车 * 刹车程序 1、正常刹车：得到指令后，释放叶尖慢速刹车，电机在转速 低于同步转速时切出 ，当电机转速低于设定值（系统默认 750rpm 或500rpm）时，一个圆盘刹车制动，当电机转速 为0rpm，第二个圆盘刹车制动。两个圆盘刹车全部作用 。 2、快速刹车：得到指令后，释放叶尖快速刹车，电机立即 切出电网。风轮刹车得到指令，一个圆盘刹车制动。当 电机转速为0rpm，第二个圆盘刹车制动。两个圆盘刹车 全部作用。 3、紧急刹车：得到指令后，释放叶尖快速刹车， 两个圆盘 刹车全部作用。电机立即切出电网。 * 五、偏航系统 机舱的偏航是由电动偏航齿轮自动执行的，它是根据风向仪提供的风向信号，由控制系统控制，通过驱、传动机构，实现风电机组叶轮与风向保持一致，最大效率地吸收风能。 偏航时间的长短，是由计算机控制的，一旦风向仪出现故障，自动偏航操作将中止，仅可以从控制柜或机舱顶部控制盒上人工方式操作偏航。 偏航的控制：在风速低于3或3.5m/s下，自动偏航不会工作，风电机组将不会偏航到与风向一致。只有风速大于该值后，风电机组才自动扑捉风向，这样，可以避免不必要的偏航和电能消耗。 * 六、塔架 塔架是用钢板焊接成锥筒形，通过螺栓和法兰连接塔筒的各部分。 塔架是支撑机舱的结构部件，承受来自风电机组各部件的所有载荷，不仅要有一定的高度，使风电机组处于较为理想的位置上运转，而且还应有足够的强度和刚度，以保证在极端风况下，不会使风电机组倾倒。 * 目前商业运行风电机组的种类 定桨矩型 变桨矩型 变桨变速型 直驱型 * 定桨矩型风电机组 优点： - 结构简单，运行可靠性较高 缺点： - 效率低 - 对电网影响大 - 常发生过发电现象，加速机组的疲劳损坏 市场情况： - 在欧美市场已停产 - 在中国仍有一定的需求 * 变桨矩风电机组 优点： -