风电偏航_变桨轴承寿命试验装置研制
大功率风力发电机增速齿轮箱性能试验台研制总结
・
日
数据 采集 系统实现 了多通道、 多类型信 号的高精度同 齿轮箱则是这两 大领域 都要涉及到的重要设 备。
步 采集及丰 富的后 处理功能 ： 通过优 化设计 ，使 该试 的 国有、 民营企 业都进 入 了齿轮箱 的生产 制造领］ 验 台能适应 于多种不同类型齿轮箱 的试验， 创造 了多 齿轮箱在研制过程 中，必须进 行台架试验取得试聪
长 的特点。 因此， 对各组成部分 的零部件 的精 度、功 中 央 控 制 台 、 数 采 控 制 台 、扭 矩 传 感 器 、 水 力 测 功 机 能要 求高。重庆齿轮箱 有限责任公 司 （ 以下简称 ： 重 和 Ｌ Ｄ显 示屏等。系统组成框 图如 图 １ 示。 Ｅ 所 齿公 司）是 生产风 电增速、偏航、变浆齿轮箱 的专业
监控系统 由中央控制 台和 Ｌ Ｄ大屏幕组成。 Ｅ 中央 控制台用于对齿轮箱试验 平台系统操作控制
量。随着产 品功率 的增大 ，对风 力发电机增速齿轮箱 与运 行 状 态 监 视 。 主 要 由 Ｓ ４ ０ Ｌ 、手 动 面 板 、甲、 ７ ０Ｐ Ｃ
５ 第０期 数控机床市场 ４・ ２
以往 的齿轮箱性能试验 台一般都是 针对某一特定
的被试 齿轮箱来进行设计，工 况明确 ，且负荷特性单
一
必须装备。 另外，齿轮 箱性能试验 台的主要 功能是
用变频调速技术使 系统依 据控制指令，提供需要 型号、不负荷特性齿轮箱 的性能 试验 。因此，在系统 速和转矩 ，同时，可对相关信号进行采 集、记 录和 研 制过 程 中采 取 了 自适 应 变参 数 控 制 的 方 法 ， 从 而 解 理。在齿轮箱 台架试验 中该转速和转矩模拟 的是 决了多种齿轮箱或 多种工况在 同一试 验台上进行试验 箱 的驱动源或 负载。 同样，该转速和转矩也可用
风力发电机传动系统的设计doc_图文
学号密级公开xxxxxxxxx本科生毕业设计风力发电机传动系统的设计学院名称：培黎工程技术学院专业名称：机械设计制造及其自动化学生姓名：马指导教师：同教授二○一三年五月BACHELOR'S DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITYDesign of Transmission System of WindPower GeneratorCollege : School of Bailie Engineering & TechnologySubject : Mechanic Design Manufacturing and AutomationName : MaDirected by : Professor Tong ChanghongMay 2013郑重声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于培养单位。
本人签名：日期：摘要风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，传动系统是风电机组的核心系统，而齿轮箱又为双馈式风电机组传动系统的核心部件，备受国内外风电行业和研究机构的关注。
但由于国内齿轮箱的研究起步晚，技术薄弱，尤其在目前兆瓦级风力发电机中，其属于易过载和过早损坏率较高的部件，且易出故障。
与之相对应的，直驱式风力发电机具备低风速时高效率、低噪音等优点，但直驱式发电机组在风力发电越来越大型化发展的今天，其过于庞大的低速发电机运输、吊装困难，制造成本较高。
二者相比较，考虑到结构、经济问题，我们就不得不重新思考如何提高齿轮箱的传动效率，从而提高传动系统的传动效率。
本文在对风力发电机的结构、原理深入了解、研究的基础上，对其传动系统的齿轮增速系统进行自主设计。
大型风力发电机主轴轴承故障分析及预防方法
大型风力发电机主轴轴承故障分析及预防方法摘要：在直驱风电机组中，由于受偏航、变桨、刹车等冲击的影响，其动态特性十分复杂。
根据直驱风机的工作特性，采用常规的振动监测方法，因其工作状态复杂，故障演变机制不清楚，致使风机发生重大事故。
传统的振动检测方法存在着缺陷，目前国内外尚无一套行之有效的状态监控理论。
本文针对直驱式风扇的主轴轴承进行了故障机理和动力学特性的研究。
探讨了动态交变应力条件下的故障演变机制，揭示了故障的主轴承动力特性和故障信息特征之间的定量关系。
关键词：大型风力发电；主轴轴承；故障；预防1 项目背景（1）风机设计时通常由风机主机厂向风机轴承供应商提出技术要求，风机轴承供应商据已有标准规范：GL 2010风机认证指南，IEC 61400风电标准，ISO 281滚动轴承，额定动载荷和额定寿命，ISO 16281滚动轴承，通用装载轴承用改良参考额定寿命的计算方法，JB/T 10705-2016 滚动轴承，风力发电机轴承，GB/T29718-2013 滚动轴承风力发电机组主轴轴承，GB-T 4662-2003 滚动轴承，额定静载荷，GB-T 6391-2003滚动轴承，额定动载荷和额定寿命，GB/T18254-2002高碳铬轴承钢等标准进行轴承选型计算提供相应型号轴承，在某些情况下由于轴承选型不合理导致轴承在实际运行过程中发生开裂、断裂及过早磨损等失效，而使用轴承的风机主机厂商并没有掌握风机轴承选型的方法，当风机轴承发生故障后很难分析出引起轴承故障的原因及预防轴承发生故障。
本项目通过对已颁布的风机轴承相关标准进行整理，掌握风机轴承在选型过程中注意事项及计算方法，编制轴承选型规范，为后续风机设计轴承选型提供选型依据。
（2）目前公司机组使用轴承（变桨轴承、偏航轴承、主轴轴承）集中润滑系统是贝卡（国外）生产的轴承集中润滑系统，贝卡的轴承集中润滑系统成本较高，本项目通过开发国产轴承集中润滑系统来降低轴承集中润滑系统成本，拟降低成本30%。
风力发电机组偏航轴承故障原因浅析
风力发电机组偏航轴承故障原因浅析摘要：在科学技术不断发展的背景下，近年来制造风电机组的企业也提升了制造水平，偏航轴承是风力发电机组中的核心零部件，但是由于其所处的自然环境较为恶劣，再加上设备长时间处于工作状态，因此，风电机组的偏航轴承经常出现故障，从而影响风力发电机组的整体性能。
本文主要分析风力发电机组偏航轴承故障原因关键词：偏航轴承；失效；风电机组引言风力发电是一种清洁能源，近年来装机容量快速增长。
偏航轴承是风电设备中最重要的零部件。
偏航轴承性能与工况的好坏直接影响偏航系统甚至整个设备的性能。
因此，研究偏航轴承的失效机理，提出合理化建议为改善轴承质量提供一定理论依据，对生产实践起到一定的指导意义。
1.偏航轴承故障原因分析1.1设计制造对偏航轴承寿命的影响在偏航轴承的设计工艺中，接触角、沟道结构和密封设计以及材料的选择等各个方面都对轴承的使用寿命产生各种不确定的影响。
要保证偏航轴承具有较高的使用寿命和运行可靠性，就必须在机械加工工艺上确保零件各个指标符合标准，如旋转精度、尺寸精度、表面粗糙度。
某风场27号风机偏航轴承故障后，该风场对33台风机所有偏航轴承进行了检查，密封不严对偏航轴承失效的影响该风电场位于高原，冬季最低气温在－40℃以下，且该地区冬期较长。
偏航轴承要承受风力发电机主传动系统的全部质量，靠近机头侧偏航轴承轴向分力增加，机头侧轴承受压应力，机尾侧受张应力，机头与机尾方向产生不平衡力趋势，导致轴承内前后两端受力复杂。
随着机组运行时间的增加，偏航轴承连接螺栓会随着机舱的偏航和震动产生应力松弛现象，从而扩大机头与机尾两端的不平衡状况，机组在运行和停机时会在两端产生交变应力。
丁晴橡胶密封圈长期在超过使用温度的极端恶劣环境下工作，反复受交变应力变化的影响，导致密封圈老化、变形、破裂和脱落的现象。
密封条件变坏、泄漏，加之该地区风沙较大，外界杂质很容易进入轴承内部，并在轴承滚动体与沟道之间形成疲劳源，导致润滑油脂恶化并加速轴承的接触疲劳失效。
风电偏航系统的容错设计与容错控制方法研究
风电偏航系统的容错设计与容错控制方法研究随着全球能源需求的不断增长，风能作为一种清洁、可再生的能源正逐渐成为人们关注的热点。
风力发电作为风能利用的主要手段之一，其发电效率和安全性受到风电机组的控制系统质量和性能的直接影响。
在风电机组中，偏航系统是确保风轮转向风向并保持稳定运行的关键部件之一。
然而，由于复杂的运行环境和设备故障可能性，偏航系统偶尔会出现故障。
因此，研究风电偏航系统的容错设计和容错控制方法成为了当今风电行业的重要任务。
容错设计通常是通过优化系统架构和增强系统鲁棒性来实现对故障的容错能力。
在风电偏航系统中，采用备用或冗余的控制器和传感器是常用的容错设计方案之一。
例如，可以使用多个位置传感器来监测风向，以提高风轮朝向的可靠性和精度。
此外，引入冗余的控制器可以在主控制器发生故障时启动备用控制器，从而实现对偏航系统的容错控制。
除了容错设计，容错控制方法也是解决风电偏航系统故障的关键。
容错控制方法可以根据系统状态和故障信息，采取相应的控制策略来保证风电机组的安全运行。
一种常用的容错控制方法是基于传感器冗余的容错控制方法。
这种方法利用多个传感器来监测系统状态，当某个传感器发生故障时，可以利用其他正常工作的传感器来纠正系统状态，保证风电机组的稳定运行。
另一种常见的容错控制方法是基于控制器冗余的容错控制方法。
在这种方法中，备用或冗余控制器可以在主控制器发生故障时接管控制任务。
这需要在系统设计阶段对备用控制器进行合理的配置和切换策略的制定。
此外，还需要考虑到备用控制器与主控制器之间的信息交换和同步问题，以确保切换过程的平稳进行。
除了传感器冗余和控制器冗余的方法，还可以使用基于模型的容错控制方法来保证风电机组的安全运行。
在这种方法中，通过建立风电机组的数学模型，并在模型中引入故障，可以利用故障检测和诊断方法来判断故障的发生和类型。
然后，根据检测和诊断结果，采取相应的控制策略来保证风电机组的稳定运行。
总之，风电偏航系统的容错设计和容错控制方法对于保证风电机组的安全运行至关重要。
风力发电机偏航系统设备可靠性分析和评估方法研究
令 C1 为风机功能故障的影响重要程度 ；C2 为风机对周围 的影响严重程度 ；C3 为故障出现概率，判定标准为故障发生
时更换偏航轴承
偏航电机 振动异常
工作噪音及 影响风机偏航 偏航电机
载荷增大
对风
振动损坏
偏航驱动啮合不好 振动检测异常 5 3 1 5 2.94 检查偏航驱动啮合情况 偏航减速机安装联接松动 振动检测异常 5 3 1 3 2.59 定期预紧安装螺栓
组件 故障模式
故障影响 局部影响 高一层次影响 最终影响
故障原因
检测手段 C1 C2 C3 C4 Cs
策略措施
偏航电机过
载，温度升高 偏航电机
偏航电机 温度升高
偏航电机烧坏 其它设备烧坏
电磁刹车失效抱紧 偏航轴承阻力增大
温度检测异常 6 4 1 2 2.63
更换电磁抱闸
轴承加注润滑油脂，必要 温度检测异常 6 4 1 4 3.13
润滑泵、偏航编码器组成。偏航驱动主要由一个末端带有电 磁刹车抱闸装置的电磁制动电机及一个减速齿轮箱等机构组 成。偏航制动力的来源分为两个部分 ：（1）与偏航电机直接 相连的电磁抱闸刹车 ；（2）液压偏航制动器刹车。
液压偏航制动器刹车由偏航刹车盘和液压制动器组成， 由风机液压站系统为其提供压力。当偏航系统进行刹车制动 时，制动器闸片紧压刹车盘，确保制动。偏航时，压力释放， 但闸片仍对刹车盘保持一定余压，这样偏航时仍保留一定的 阻尼力矩，可以有效避免偏航过程中的振动和滑移，保证偏 航时的平稳性，避免偏航啮合齿轮的损伤。 5 风机偏航系统故障的FMECA分析
大型风力发电机组偏航系统的概述
Science &Technology Vision科技视界0前言随着国际社会对全球气候变化问题的日益关注,风力发电得到了高度重视。
到2008年底,全球风力发电总装机容量已达到1.20791亿KW [1]。
风场中的风向随时会发生变化,所以需要风轮始终对准风向。
偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统,它是使风轮稳定的跟踪变化的风,保证捕获最大的风能。
因此,偏航系统的控制问题就显得尤为重要。
1风力发电机组应用的偏航风力机应用的偏航系统大致分位常阻尼式和液压阻尼式偏航两种。
(1)常阻尼式偏航系统采用全部偏航卡块以额定力矩固定在偏航齿圈盘上,偏航时通过偏航电机的输出功率克服卡块与齿圈盘之间的摩擦力,使机舱按照某一方向转动,在机舱与风向角度一致时,电机电源被切断,机舱的固定由偏航卡块来保证。
采用常阻尼式偏航系统,因结构相对简单,减少了偏航液压系统,但要求偏航电机输出功率大、偏航卡块力矩均衡度高、摩擦垫片耐磨性能强,因而偏航系统维护量大。
若偏航卡块力矩均衡度较差,在偏航时机舱会产生较大的振动,根据测量数据振幅峰值为非偏航时的30倍以上;如果这种情况时间较长,更严重的会导致塔筒变形,可见产生的破坏性极为巨大的。
(2)液压阻尼方式采用一半数量的卡块以额定力矩固定在偏航齿圈盘上,另一半可由液压单元控制压紧或释放在卡块上。
需要偏航时,通过液压的压力使之释放,机舱可转动;对风后,通过液压对卡块的上下油路加压,使之压紧在齿盘上。
液压阻尼式偏航采用“需用才用”的设计思维,在机舱偏航时即释放液压卡块,这样对偏航的功率要求低,也就可相对减配偏航电机,其缺点为,增加了一套液压单元,也增加了风电机故障的可能性。
因此,国内有些公司已结合两者的优点,采用液压阻尼混合式设计,这显得更为合理,也更符合自动控制的理念。
2目前大型风力发电机组偏航系统存在的一些问题2.1机械故障经过长时间的考察和验证,在风力发电机中,机械部件比电气部件更容易坏,而机械部件中,偏航系统部件又是机械中经常出现故障的重点问题。
高精度推力向心组合圆锥滚子轴承研制
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ｉ 。 ｈ ｌ ＿ 。 鬲 Ｎ ｏ ｌ 芒
高精 度 推 力向心 组 合 圆锥 滚 子 轴 承研 制
文 鉴 恒
（ 成都 重型轴承 研 究所 ， 四川 成都 ６ ０ ７ ） １０ ２
Ｔ ｅ Ｄ ｖ ｌｐ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｇ － ｒｃｓｏ ｍｂｎ ｔ ｎ ｏ ｄａ Ｔ ｒ ｓ ａ ｅ ｅ ｌ ｒＢ ａ ｉｇ ｎ ｆＨｉｈ ｐ ｅ ｉｉｎ Ｃｏ ｉａ ｉ ｆＲａ ｉｌ ｈ ｕ ｔＴ ｐ ｒ ｄ Ｒｏｌ ｅ ｒ ｓ ｏ ｅ ｎ
实用价值 。
参
电子科技大学 ， ０ ５ ２０．
７ 单宁 ， 史仪凯 ， 刘霞． 光纤法 一 珀传感器在飞机发动机 叶片裂纹检测 中的应用研究 ［］ 无损检测 ，０ ９ ３ （ ）２ ６～ ０ Ｊ． ２ ０ ，１ ３ ：０ ２ ８ ８ 《 超声 波探 伤技 术及 探 伤仪》编 写组． 超声 波探 伤技 术 及探 伤仪 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 国防工业 出版社 ，９ ７ １７ ． ９ 沈 晓红 ， 峰． 携数 字式 超声 探伤 仪 ［ ］ 起 重运输 机 械，２０ 杨 便 Ｊ． ０６
不 同而不断 发生 打滑现 象 ， 许用转 速不 可能高 。 其 为满足 自用 以车代磨 的 ２ ５ｍ 高精度数 控立 车的 ． 要求 ， 我研究 所发 明 了 图 １ 示 的推 力 向心 滚子 轴 承 所
（ 已进入 实审 的发 明专利 ） 。 如图 １ 所示 ， 本组 合轴 承共有 ９种零 件 ， 由件 １ 座 圈 、 ３中 圈 、 ６圆锥 滚子 以及 隔离 圆锥 滚子 的支柱 件 件 保持 架 （ ４ ５ ７ 构成 推 力滚 子 轴 承 （ 尺寸 情况 也 件 、、） 视 可用 实体 或冲压保 持架 替换 支柱保 持架 ） 承受 中圈 ３ ，
风力发电机组变桨距
风力发电机组变桨距风力发电机组变桨距：随着国家新能源发展战略的提出和实施，我国风电产业进入跨越式发展的阶段。
本文从分析我国风力发电的现状出发，在总结分析风力发电技术发展的基础上，对我国风电发展过程中存在的主要问题进行了探讨分析，提出了相关建议。
关键词：风力发电；现状；技术发展能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。
常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。
因此，对可再生能源的开发利用，特别是对风能的开发利用，已受到世界各国的高度重视。
风电是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展风电这一清洁能源已成为世界各国的战略选择。
我国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。
近年来我国风电产业及技术水平发展迅猛，但同时也暴露出一些问题。
总结我国风电现状及其技术发展，对进一步推动风电产业及技术的健康可持续发展具有重要的参考价值。
1我国风力发电的现状202*年2月，我国国家立法机关通过了《可再生能源法》，明确指出风能、太阳能、水能、生物质能及海洋能等为可再生能源，确立了可再生能源开发利用在能源发展中的优先地位。
202*年12月，我国政府向世界承诺到202X年单位国内生产总值二氧化碳排放比202*年下降40%~45%，把应对气和变化纳入经济社会发展规划，大力发展包括风电在内的可再生能源与核能，争取到202X年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。
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随着新能源产业成为国家战略新兴产业规划的出台，风电产业迅猛发展，有望成为我国国民经济增长的一个新亮点。
我国自上世纪80年代中期引进55kW容量等级的风电机投入商业化运行开始，经过二十几年的发展，我国的风电市场已经获得了长足的发展。
到202*年底，我国风电总装机容量达到2601万kW，位居世界第二，202*年新增装机容量1300万kW，占世界新增装机容量的36%，居世界首位[1,2]。
可以看出，我国风电产业正步入一个跨越式发展的阶段，预计202*年我国累计装机容量有望突破4000万kW。
风力发电电能变换装置的研究与设计毕业论文
风力发电电能变换装置的研究与设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (I)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 研发背景及意义 (1)1.2.1 国际风力发电及风力发电能能变换转置研究现状 (1)1.2.2 中国风电的研究现状及发展趋势 (2)1.2.2 风力发电机组类型简介 (3)1.3 本文主要内容及其设计思路 (6)第2章永磁同步电机风力发电系统总体方案 (7)2.1 引言 (7)2.2 直驱式永磁同步风力发电系统总体结构 (7)2.3 直驱式永磁同步发电机模型 (8)2.3.1 永磁同步电机概述 (8)2.3.2 永磁同步电机原理 (8)2.3.3 永磁同步电机数学模型 (9)2.4.1 升压式（Boost）变换器 (12)第3章直驱式风力发电系统的电路分析 (14)3.1 概述 (14)3.2 三相二极管整流电路 (14)3.3 （BOOST）升压电路 (16)3.3.1 Boost 控制结构图 (16)第4章直驱式风力发电系统控制策略 (18)4.1 最大功率追踪法控制方案 (18)4.1.1 控制方案概述 (18)4.2 并网运行控制策略 (20)4.3 双环控制 (22)4.4 DSP简述与选型 (22)第5章系统软件设计 (25)5.1 基于MATLAB/Simulink环境下的仿真研究 (25)5.1.1 MATLAB/Simulink概述 (25)5.2 系统总体结构图 (26)5.3 系统软件框图 (27)第6章仿真验证 (29)6.1 仿真总体模型 (29)6.1.1 仿真分析 (30)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (36)附录 (37)风力发电电能变换装置的研究与设计摘要：风能作为一种可再生能源越来越受到人们广泛的重视，其中变速恒频风力发电是现代风力发电中的一个发展趋势。
而在变速恒频风力发电中，又向着直驱化方向发展，但直驱风力发电机产生的电能存在着电压幅值和频率随风速变化、功率不稳定等诸多问题。