风力发电机讲解.doc

1 总体简介 金风/1500系列机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨 距调节、直接驱动，永磁同步发电机并网的总体设计方 案，额定功率为1500kW 主要机型：金风70/1500、金风77/1500、金风82/1500 比其它机组具有以下优点： 由于机械传动系统部件的减少，提高了风力发电机组的可靠性和可利用率；降低了风力发电机组 的噪音 永磁发电技术及变速恒频技术的采用提高了风电机组的效率 由于无齿轮箱，大大降低了风电场风力发电机组的运行维护成本仅是每三年更换一次齿轮箱润 滑油一项，就能节省大量费用 机械传动部件的减少降低了机械损失，提高了整机效率，风机设计结构简单，变流设备、电控设 备等易损件都在塔筒底部，维修非常方便 发电机在低转速下运行，损坏机率大大减小 利用变速恒频技术，可以进行无功补偿 由于减少了部件数量，使整机的生产周期大大缩短 全变流技术，提高了电能品质 可以从内部进入轮毂维护变桨系统，提高了人员的安全性 对比目前国际市场上现有的直接驱动机型，优点： 发电机效率高，变速范围宽（9rpm－19rpm）； 永磁体外转子，励磁方式结构简单，无励磁损失；减小了传统电励磁的体积，降低 了可能发生故障。

无碳刷和滑环，减少了维护量，提高了可利用率 桨系统采用带传动，无需润滑，免维护 变桨系统采用无刷交流电机，电容作为后备电源，寿命长，免维护 变频装置采用经过验证的成熟技术，谐波分量低 机舱结构设计采用了人性化设计方案，尽可能地方便运行人员检查维修，在设计中 加入爬升助力机构，使运行人员在维护过程中攀登梯子时变得格外轻松 2 技术参数 名称 单位 参数型号 金风70/1500 ； 金风77/1500 ； 金风82/1500额定功率 kW 1500叶轮直径 m 70 ； 77 ； 82轮毂中心高 M 61.5 、 65、70、 80、85、 100（根据塔架高度）切入风速 m/s 3额定风速 m/s 11切出风速（10min均值） m/s 25抗最大风速（3s均值） m/s 59.5运行温度范围 ?C -30 ～ +40设计使用寿命 年 ≥203 结构组成、功能说明及装配 1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 1. 叶片 2. 变浆机构 3. 轮毂 4. 发电机转子 5. 发电机定子6. 偏航驱动 7. 测风系统 8. 辅助提升机 9. 顶舱控制柜 10. 底座 11. 塔架3.1 基础 为独立的重力式基础，钢筋混凝土组成，主要依靠自身重力来承受上 部塔架传来的竖向荷载、水平荷载和颠覆力矩。

基础外观形式主要为 圆形承台 基础为主要承载部件，用于平衡机组自身重量、风轮产生的正压 力、风载荷、机组调向时产生的扭矩等载荷，以确保机组安全、稳定 运行 设计计算包括：基础混凝土重量、几何尺寸的计算、基础底部压力所 产生的偏心距计算、土壤压力的计算、设计配筋、抗冲切强度校核 3.2 塔架 采用柔性塔架，为锥形筒状钢结构，方便人员通行材 料选用低合金高强度结构钢Q345 是机组的主要承载部件，具有足够的静、动强度，能承 受作用在叶轮、塔架上的力及叶轮引起的振动载荷，包括 启动、停机过渡状态时的周期性交变载荷，以及阵风响 应、塔影效应等产生的影响 机舱通过偏航轴承安装在塔架上 ?3.3 机舱总成 3.3.1 机舱罩 外表面为白色胶衣，内部为玻璃钢结构胶衣保护树脂 不受紫外线分解，防止玻璃钢的老化，玻璃钢用以保护机 舱内部零部件不受冰雹等冲击破坏，机舱各片体连接处有 密封胶条并在外部涂机械密封胶，防止雨、雪进入机舱内 部 3.3.2 底座 底座总成主要有底座、下平台总成、内平台总成、上平 台总成、机舱梯子等组成 原理： 发电机总成、变浆系统总成共计84T的重量通过悬臂结构 作用在底座上。

通过偏航轴承与塔架相连，并通过偏航系统带动机舱总 成、发电机总成、变浆系统总成偏航 给下平台总成、内平台总成、上平台总成、机舱罩总成、 偏航系统总成、液压系统总成、润滑系统总成提供支撑 3.3.3 偏航系统 采用主动对风齿轮驱动形式， 与控制系统相配合，使叶轮始 终处于迎风状态，充分利用风 能，提高发电效率提供必要 的锁紧力矩，以保障机组安全 运行 偏航系统 各零部件功能介绍 偏航电机：为电磁制动三相异步电动 机，在三相异步电动机的基础上附加一个 直流电磁铁制动器组成，电磁铁的直流励 磁电源由安放在电机接线盒内的整流装置 供给，制动器具有手动释放装置偏航 时，电磁刹车通电，刹车释放偏航停止 时，电磁刹车断电，刹车释放将电机锁 死附加的电磁刹车手动释放装置，在需 要时可将手柄抬起刹车释放 偏航减速器：采用四级行星 减速机构，寿命长、功率大， 体积小三个行星齿轮使负载 均匀分布，经磨制的齿轮表面 使噪音减少到最大的可能 偏航轴承：采用四点接触球轴承，风机机舱通过偏航轴 承可以在360范围内转动，跟踪风向偏航轴承采用外 齿圈结构。

偏航制动器 ： 1500机组需用10台制动器，每台制动器 由上下两个闸体组成刹车闸为液压卡 钳形式，在偏航刹车时，由液压系统提 供约140～160bar的压力，使刹车片紧 压在刹车盘上，提供制动力偏航时保 持20～25bar的余压，产生一定的阻尼 力矩，使偏航运动更加平稳，减小机组 振动 3.3.4 液压系统 主要构成部分：液压系统由液压泵站、电磁元件、蓄能 器、联结管路线等组成，用于为偏航刹车系统及转子刹车 系统提供动力源 11421331211 410567891. 蓄能器（7）2． 偏航余压阀（12.4） 3． 压力表（6）4． 空气过滤器（1.5） 5． 手阀（11.2）6． 手阀（6.1）7． 手阀（7.1）8． 油位计（1.4）9． 手动泵（13）10. 放 油 球 阀 （ 1.8 ）11． 压力继电器（10） 12． 电磁阀（9）13． 安全阀（5）14． 电磁阀（12.1） 功能介绍 偏航控制回路：通过提供工作压力和释放压力控制偏航制动器的制动 和释放在无需对风及停机时提供制动压力，使机头不发生相对塔架 转动在偏航对风、解缆、侧风偏航时液压系统需要将制动器处于释 放同时保证制动器内留有较小的制动压力存在，以便偏航系统在较小 阻力下工作，保证机组偏航时整机平稳无冲击。

转子制动控制回路：通过提供工作压力和释放压力控制转子制动器的 制动与释放 手动泵：主要实现系统断电的情况下提供应急能源 3.3.5 润滑系统 自动润滑系统由润滑泵、油分配器、润滑小齿轮、润滑 管路线等组成，主要用于偏航轴承滚道及齿面的润滑 功能简介 自动润滑系统通过油脂润滑泵将偏航润滑油脂以及偏航小 齿润滑脂连续的输入轴承及偏航齿轮外齿面起到连续润滑 效果，避免了手动润滑的间隔性以及润滑不均问题（过润 滑，欠润滑）的产生 3.3.6 提升机 提升机形式为链式结构，主要由链盒、吊钩装置、提升 机本体（电机、齿轮等）、控制按钮站、支架等组成 功能：方便工具及备件的提升，吊重小于350kg（吊物孔 尺寸610mm?10mm） 3.4 发电机 发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件 采用多极永磁同步电机，是外转子型，与同功率电励磁 风力发电机相比，电机的尺寸和外径相对较小，易于运输 和安装 3.5 叶轮 吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的 机械能叶轮的转动是风作用在叶片上产生的升力导致。

由叶片、轮毂、变桨系统组成每个叶片有一套独立的 变桨机构，主动对叶片进行调节叶片配备雷电保护系 统 风机维护时，叶轮可通过锁定销进行锁定 3.5.1 轮毂 轮毂的作用是将叶片固定 在一起，并且承受叶片上 传递的各种载荷，然后传 递到发电机转动轴上 轮毂结构是3个放射形喇 叭口拟合在一起的 3.5.2 变桨系统 作用：叶片在不同风速时，通过改变叶片的桨距角，使叶片处于最佳的吸收 风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车 变桨电机是为变桨减速器提供扭矩，带动变桨减速器工作 变桨减速器为3级行星减速结构，是将变桨电机传递过来的扭矩增大，然后带 动叶片改变叶片的桨距角 变桨轴承：为双排四点接触球轴承，带一定的阻尼力矩，外圈与叶片连结， 带动叶片转动 变桨控制柜是控制变桨电机和变桨减速器带动叶片，从而控制叶片的桨距 角 工作原理：变桨电机为变桨系统提供扭矩，变桨系统把扭 矩增加大约100倍后，通过另外一端的变桨小齿轮（小齿 轮上面带着一个齿形带，齿形带与叶片上面的变桨轴承相 连），把力传递到变桨轴承上面，使变桨轴承旋转，改变 叶片的迎风角度。

3.5.3 叶片 是主要的吸收风能的单元，具备可靠的防雷击措施通 过变桨轴承，连接到轮毂上 3.6 机组运行及安全系统 金风1500系列机组是全天候自动运行的设备,整个运行过程都处于严 密控制之中其安全保护系统分三层结构：计算机系统，独立于计算 机的安全链，器件本身的保护措施在机组发生超常振动、过速、电 网异常、出现极限风速等故障时保护机组对于电流、功率保护，采 用两套相互独立的保护机构，诸如电网电压过高，风速过大等不正常 状态出现后，电控系统会在系统恢复正常后自动复位，机组重新启 动微机保护涉及到风力机组整机及零部件的各个方面，紧急停机链 保护用于整机严重故障及人为需要。