风力发电机机舱内部传动系统动画,直观!
风力发电机原理图
风力发电机原理图
风力发电机是一种利用风能转换成电能的装置。
其原理图主要由风轮、发电机、塔架和控制系统组成。
风轮是风力发电机的核心部件，它通常由数片叶片组成，叶片的设计和布局对发电效率有着重要影响。
当风力作用于叶片时，叶片转动带动风轮旋转，将风能转化为机械能。
风轮与发电机通过轴连接在一起，当风轮旋转时，轴带动发电机内部的转子旋转。
发电机内部的转子通过磁场感应原理产生感应电动势，将机械能转化为电能。
塔架是风力发电机的支撑结构，它能够将风轮和发电机置于较高的位置，以便捕捉到更大的风能。
同时，塔架还能够确保风力发电机的稳定性和安全性。
控制系统是风力发电机的智能核心，它能够监测风速、转速、温度等参数，并根据实时数据对风力发电机进行调节和控制，以保证其安全高效运行。
总的来说，风力发电机的原理图包括风轮、发电机、塔架和控制系统，通过风轮转动带动发电机内部的转子旋转，最终将风能转化为电能。
风力发电机以其清洁、可再生的特点，成为了当今世界上最重要的可再生能源之一，对于减少碳排放、保护环境具有重要意义。
希望随着技术的不断进步，风力发电技术能够得到更广泛的应用，为人类可持续发展做出更大的贡献。
第七章 风力发电机组传动系统
风力发电机组 传动系统
传动系统
定义:将风轮吸收的风能以机械的方式传送到 发电机的中间装置。
一.传动链布局形式 二.传动零部件组成
传动系统
传动系统包括主轴、联轴器、齿轮箱、制动器和过载安全保护 器等。
传动链的布局形式
传统的风力发电机采用齿轮增速装置， 按主轴轴承的支撑方式风力发电机组传动 的形式可以分为“两点式”、“四点式” 、“三点式”、“主轴齿轮箱集成式”、 “直驱式”、“半直驱式”。
2）齿轮箱可靠性要求高，维护不变。 体积较大、重量大、结构相对复杂、造 价较高
传动链布局形式—直驱式
直驱式：直驱永磁风力 发电机组的发电机机轴 直接连接到风轮上，转 子的转速随风速而改变， 其交流电的频率也随之 变化，经过大功率电力 电子变流器，将频率不 定的交流电整流成直流 电，再逆变成与电网同 频率的交流电输出。
风力发电机组 偏航系统
偏航系统
风力机的偏航系统：也称为对风装置，其作用在于当风速矢量的方向变 化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。
小微型风力机—尾舵对风：尾翼装在尾杆上与风轮轴平行或成一定的角 度。为了避免尾流的影响，也可将尾翼上翘，装在较高的位置。
中小型风机—舵轮对风：工作原理：当风向变化时，位于风轮后面两舵 轮（其旋转平面与风轮旋转平面相垂直）旋转，并通过一套齿轮传动系 统使风轮偏转，当风轮重新对准风向后，舵轮停止转动，对风过程结束。
传动链布局形式—半直驱式
半直驱式：采用了一级行星齿轮传动 和适当增速比，把行星齿轮副与发电 机集成在一起，构成了发电机单元。
采用单级变速装置以提高发电机 转速，同时配以多级永磁同步发电机。 介于直驱和双馈之间，齿轮箱的调速 没有双馈的高，发电机也由双馈的绕 线式变为永磁同步式。
风力发电机及其系统柴建云PPT课件
典型风力发电机系统
• 定速笼型异步风力发电机系统 • 转子电流受控的异步风力发电机系统 • 双馈异步风力发电机系统 • 转子电流混合控制的异步风力发电机系统 • 变速笼型异步风力发电机系统 • 电励磁直驱同步风力发电机系统 • 永磁直驱同步风力发电机系统 • 混合励磁直驱同步风力发电机系统 • 横向磁通永磁同步风力发电第机26系页/共统78页
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转子电流受控的异步风力发电机系统(Rotor Current Control， RCC)
转子回路串入三相对称电阻时的人为机械特性
sn
0 n1
Rs＝0
固有机械特性
sm sm1 Rs＝Rs1
sm2 Rs＝Rs2
三相绕线型异步电动机的参
数和U1、f1一定，转子每相中 串入附加电阻Rs
Rs 增
双馈异步风力发电机系统
系统主回路构成： 双馈异步发电机 ＋交直交双向功率变换
器
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双馈异步风力发电机系统
国产1MW双馈异步风力发电机
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双馈异步风力发电机系统
双馈异步发电机 ➢绕线型转子三相异步发电机的一种； ➢定子绕组直接接入交流电网； ➢转子绕组端接线由三只滑环引出，接至一台
优点：
（1）风速变化引起风轮转矩脉动的低频分量由 变桨调速机构调节，其高频分量由RCC调节， 可明显减轻桨叶应力，平滑输出电功率;
（2）利用风轮作为惯性储能元件，吞吐伴随转 子转速变化形成的动能，提高风能利用率；
（3）电力电子主回路结构简单，不需要大功率 电源。
缺点：
旋转电力电子开关电路检修、更换困难。
1.5MW风力发电机组传动系统讲解课件
一级行星齿
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齿轮箱弹性支撑
类型：齿轮箱弹性支撑 数量：4组 制造商：ESM或株洲时代 外部部件壳体材料：Q345E （低温） 总量：约1000kg
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齿轮箱收缩盘 （胀套） 连接主轴与齿轮箱
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三、高速制动器
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制造商:
类型: 器 数量: 制动盘厚度: 制动盘直径: 有效制动盘直径:
特性：
• 连接齿轮箱轴及发电机轴 • 传递扭矩 • 角向、轴向和径向补偿 • 绝缘 (绝缘等级10 MOhm at 1000 Volt DC） • 扭矩限制 • 带高速制动盘
技术参数
类型: 总长度: 轴端距离： 额定扭矩： 最小打滑扭矩：:
连杆/膜片式联轴器 约850 mm 600 mm 9.066 kNm 15kNm
数量
3套 /台
传动比
1110（±3）
小齿轮偏心
±1.5mm
油位指示
油窗
最大扭矩
51kNm
效率
≥91%
偏航小齿
噪声（声功率级） ≤85dB（A）
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偏航轴承和偏航驱动啮合齿轮参数
偏航轴承 模数m 齿数Z2 齿宽b 变位量 xm2 齿顶修缘km2 变为系数x 压力角 齿面硬度 齿轮精度
18mm 165 120mm 9mm -1.8mm 0.5 20° － 12de
材料：Q345E (抗低温）； 重量：463kg； 功能：锁定风轮
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3、主轴承
调心球面滚子轴承 240/630 ECJ / W33、240/630B.MB ，制造商： SKF、FAG。
特性:
30、1.5MW风力发电机组传动系统
风轮扫风面积为：
有
A = 3448 m2
叶轮扫风半径为：
R = 35 (米)
以上计算均是在理想条件下进行，现实条 件下空气密度彼此会有差异，各个效率因数也 会由于某种特定的原因被减小，因此考虑到实 际情况1.5MW风力发电机的叶片在理论计算值 给出后会给出一定的补偿，综合各因素，我公 司的1.5MW风力发电机组叶片的长度选取一般 为40.3m和42m。
水平轴风力发电机
叶片的数量
对于水平轴风力发电机来说，三叶片风力发电机 组是最常见的。相对于三叶片，双叶片和单叶片也有 它们的优点，可以节约成本减少风轮的重量。然而， 以保证同尺寸的三叶片风力发电机具有同样的出力， 使用的叶片越少，旋转速度就越高，或者叶片弦长就 越长。采用单叶片或双叶片还会由于惯性的变化导致 载荷的波动，这取决于叶片是在水平位置还是在垂直 位置，以及叶片位于上端及下端位置时的风速变化。
单叶片
双叶片
三叶片
因此，通常双叶片和单叶片都是连接在所谓 的跷铰式轮毂上，此时风轮是铰接在主轴上的 。这种设计允许风轮跷转以消除部分不平衡载 荷。单叶片风力发电机不如双叶片风力发电机 使用广泛，主要因为单叶片风力发电机转速高 ，载荷不平衡，噪音大，同时还有视觉美观问 题，需要平衡重块来平衡风轮叶片的偏载。
叶片的几何形状
风力发电机组风轮叶片的外形轮廓是基于空气动 力学考虑设计的，叶片的横截面是具有非对称的流线 形状，迎风缘扁平。气动外形确立后，叶片要具有足 够的强度和刚度。叶片的型腔是空心的，是由两个壳 体粘接在一起构成的，上壳面是吸力面，下壳面是压 力面为使叶片有足够的强度和刚度，叶片型腔内有腹 板与上下大梁粘接，形成箱型端面结构。从结构力学 角度讲，叶片的腹板起到一个类似于梁的作用，简单 的梁理论在结构分析时可以用于模化叶片，从而确定 叶片的整体强度。
风力发电机整体结构ppt
小型风力发电机是一种用于家庭和小型商业 场所的小型风力发电机，具有灵活性和便携 性，但能量转换效率较低。
02
风力发电机结构概述
风轮叶片
01
叶片是风力发电机的核心部件之一，它的主要作用是将风能转化为机械能，进 而通过齿轮箱与主轴将机械能传递到发电机，最终将机械能转化为电能。
02
叶片的材料通常为玻璃纤维或碳纤维复合材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等 特点。
成部分。
风力发电机的技术发展趋势
大容量、高可靠性、长寿命、低噪音、低成本、易维护等特性 是风力发电机技术发展的趋势。
直驱式、半直驱式、双馈式等不同类型风力发电机组的技术特 点与优劣日益凸显。
海上风电技术逐渐成熟，为海上风电的大规模开发提供了技术 支持。
风力发电机的市场前景与发展趋势
全球风力发电市场规模持续扩大，海 上风电市场潜力巨大。
03
叶片的形状和尺寸会根据不同的风力发电机型号而有所不同，但通常都采用空 气动力学设计，以最大化捕风效率。
齿轮箱与主轴
齿轮箱是风力发电机中连接风轮叶片和发电机 的关键部件，它能够将风轮叶片的转速提升到 发电机所需的速度。
主轴是连接齿轮箱和发电机的轴，它能够将齿 轮箱传递的机械能传递到发电机。
齿轮箱和主轴通常采用高强度钢材制造，并经 过精密加工和热处理，以确保其高精度和长寿 命。
气动性能
叶片的气动性能与形状、材料和表面处理等有关 ，需要经过复杂的气动分析和优化。
强度与稳定性
叶片需要承受复杂的气动载荷和旋转离心力，因 此需要具备足够的强度和稳定性。
齿轮箱与主轴的工作原理
主轴设计
主轴是连接风轮叶片和发电机的重要部件，需要具备高强度、稳 定性和耐疲劳性能。
风力发电机的组成部件及其功用
风力发电机的组成部件及其功用风力发电机是将风能转换成机械能，再把机械能转换成电能的机电设备。
风力发电机通常由风轮、对速装置、传动装置、发电机、塔架、停车机构等组成。
下面将以水平轴升力型风力发电机为主介绍它成部件及其工作情况。
图3-3-4和3-3-5是小型和中大型风力发电机的结构示意图。
图3-3-4 小型风力发电机示意图1—风轮2—发电机3—回转体4—调速机构5—调向机构6—手刹车机构7—塔架8—蓄电池9—控图3-3-5 中大型风力发电机示意图1—风轮；2—变速箱；3—发电机；4—机舱；5—塔架。
1 风轮风轮是风力机最重要的部件，它是风力机区别于其它动力机的主要标志。
其作用是捕捉和吸收风能，变成机械能，由风轮轴将能量送给传动装置。
风轮一般由叶片（也称桨叶）、叶柄、轮毂及风轮轴等组成（见图3-3-6）。
叶片横截面形状基本类型图第二节的图3-2-3）：平板型、弧板型和流线型。
风力发电机的叶片横截面的形状，接近于流线型；机的叶片多采用弧板型，也有采用平板型的。
图3-3-7所示为风力发电机叶片（横截面）的几种结构图3-3-6 风轮1.叶片2.叶柄3.轮毂4.风轮轴图3-3-7 叶片结构（a）、(b)—木制叶版剖面； (c)、(d)—钢纵梁玻璃纤维蒙片剖面；(e) —铝合金等弦长挤压成型叶片；(f)—玻璃钢叶片。
木制叶片（图中的a与b）常用于微、小型风力发电机上；而中、大型风力发电机的叶片常从图中的选用。
用铝合金挤压成型的叶片（图中之e），基于容易制造角度考虑，从叶根到叶尖一般是制成等弦的材质在不断的改进中。
1 机头座与回转体风力发电机塔架上端的部件——风轮、传动装置、对风装置、调速装置、发电机等组成了机头，机头结部件是机头座与回转体（参阅后面的图3-3-24）。
（1）机头座它用来支撑塔架上方的所有装置及附属部件，它牢固如否将直接关系到风力机的安危与寿命。
微、小于塔架上方的设备重量轻，一般由底板再焊以加强肋构成；中、大型风力机的机头座要复杂一些，它梁、横梁为主，再辅以台板、腹板、肋板等焊接而成。
风力发电机的内部结构
交流-直流-交流
谢谢大家
动1动1.变电.变电桨装源桨装源距在与距在与电轮控电轮控动毂制动毂制机内装机内装的置的置驱安驱安
2.由于轮毂在不停旋 转，变桨系统的电源 电缆，信号电缆、控 制电缆不能直接与机
舱连接
3这些电缆通过主轴 通孔与齿轮箱通孔再 通过滑环装置连接到
机舱的控制柜
发电机内部结构
双馈式发电机亚同步/同步/超同步发电示意图
等风来
风机是怎样发电的
我国风电的现状
• 风电作为一种较成熟的可再生能源技术，是我国可再生能源发电 的重要形式，且随着成本下降和规模扩大，对化石能源的替代作 用开始显现。近年来，我国风电装机规模迅速扩大，2019年1-6 月，全国新增风电装机容量909万千瓦，其中海上风电40万千瓦， 累计并网装机容量达到1.93亿千瓦。
风电的上网电价
目录
1
叶轮
2
齿轮箱
3
发ห้องสมุดไป่ตู้机
4
变频器
5
塔筒
风机主要部件
叶片，轮毂与主轴
主轴与轮毂
内齿轮电动变桨距系统动画
风机机舱设备布置
主轴（中部通孔用于轮毂变桨的信号与动力的传输）
齿轮箱的行星轮与太阳轮
太阳轮与行星轮动画演示
行星架
行星轮 行星轮 行星轮
安上了太阳轮
滑环装置剖开图
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风力发电机机舱内部传动系统动画，直观！
★ 风力发电机将风能转换为机械功的动力机械，将广义地说，它是一以大气为工作介质的能量利用机械。
风力发电利用的是自然能源。
风力发电机由机舱、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成，下面小编来详述详述风力发电机结构图，如下：机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。
机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。
转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。
现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，
而且被设计得很像飞机的机翼。
轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。
在现代600千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。
轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。
齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。
高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。
它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。
发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。
在现代风力发电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。
偏航装置:借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。
偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。
图中显示了风力发电机偏航。
通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。
电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。
为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热)，该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。
液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。
冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。
此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。
一些风力发电机具有水冷发电机。
塔：风力发电机塔载有机舱及转子。
通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。
现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。
它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。
管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。
格状的塔的优点在于它比较便宜。