风力发电机培训教材

1、第 1 页 风力发电机组培训教材 发电机部分第 2 页目目 录录1 安装位置 2 作用与工作原理 3 技术参数 4 附件 5 运输、贮存及维护1安装位置第 3 页 通过联轴器与齿轮箱高速端相连。从驱动端往发电机看控制柜位于右侧。 叶片吸收风能中的动能，将其转化为机械能传给齿轮箱。发电机将齿轮箱传输到发电机主轴的机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。 发电机分为同步发电机（传统发电机模式）和异步发电机。传统风力发电机组模式效率可达93.2%,而双馈异步发电机模式可达96.4%。 作用：作用：第 4 页传统风力发电机组能量流图传统风力发电机组能量流图93.2% 电网电网100%变频器变

2、频器发电机发电机4.0%2.8%功率损耗功率损耗 功率损耗功率损耗第 5 页变速恒频发电机组能量流图变速恒频发电机组能量流图77.8% 100%19.4%0.8% 能量损耗能量损耗变频器变频器18.6%96.4% 电网电网2.8%发电机发电机第 6 页变速恒频技术特点变速恒频技术特点采用双馈异步发电机（采用双馈异步发电机（DFIGDFIG）只在发电机转子测使用相当于发电机容量只在发电机转子测使用相当于发电机容量1/31/3的变频器的变频器风机转速随风速变化得到最优控制风机转速随风速变化得到最优控制消除紊流对机器和设备的影响，大幅提高关键部件寿命消除紊流对机器和设备的影响，大幅提高关键部件寿命采

3、用采用IGBTIGBT变频器，可调节发电机输出功率因数变频器，可调节发电机输出功率因数系统损耗小，发电量高系统损耗小，发电量高并网时冲击小，适合弱电网并网时冲击小，适合弱电网第 7 页变速恒频控制结构变速恒频控制结构GO: 光缆光缆 IG: 增量编码器增量编码器DFIG: 双馈异步发电机双馈异步发电机0.690 V0.17 Hz滤波器滤波器3=690 V50 HzGOPCCPCIG3690 V50 HzDFIG数字数字 / 模拟模拟输入输入 / 输出输出CrowBardU/dtFilter控制控制dU/dt 滤波器滤波器Crow BarGO第 8 页 变频器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持

4、发电状态。亚同步发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产生制动力矩使电机工作在发电状态。这时脉冲整流器相当于整流器从电网吸收能量。定子功率转子功率 电网功率功率与发电机转速的曲线图 第 9 页 超同步发电时，通过定转子两个通道同时向电网馈送能量，这时脉冲整流器相当于逆变器将直流侧能量馈送回电网。转速范围是10002000rpm，同步转速是1500rpm。定子电压等于电网电压。转子电压与转差频率、转子堵转电压成正比 。定子功率转子功率 电网功率功率与发电机转速的曲线图 第 10 页额定输出1800rpm时1520kW级数 4级速度范围10002000功率因数容性0.95感性0.9定子电压6

5、90VAC 10%最高定子电流1300A定子连接D转子连接Y最高转子电流500A频率50 Hz 10% 效率97%（额定状态下） 最大发电机损耗 45 kW 转子开路电压 2000V 绝缘等级 F级绝缘/H级绝缘工作寿命 20年 轴承设计寿命 170，000小时 冷却 水冷，60 l / min 水压 5 bar 入口水温度 +50C 发电机重量 5700kg防护等级 IP 54 中心高 450mm 涂层颜色 RAL5003 电机安装方式 IMB3 3.发电机技术参数第 11 页3.发电机技术参数 第 12 页华锐风电科技有限公司690V，功率因数为，功率因数为1，50Hz3.发电机技术参数

6、尺 寸图 第 13 页 加热器加热器 为了使风力发电机组在低温环境下正常运行，发电机内置了600W的加热器。在低温启动风机时，首先启动加热器，通过排水孔排出冷凝水。加热器的启停由PLC控制。 PT100PT100温度传感器温度传感器 每个定子绕组、轴承都用2个PT100温度传感器来检测和监控温度，防止发电机过热。如果绕组、轴承温度过高，监控系统就发出警报，并降低功率，如果温度过高变频器系统关断。 4.4.发电机附件发电机附件 第 14 页华锐风电科技有限公司 编码器编码器 变频器系统需要实时监测发电机的转速进行控制。编码器是一种精确的测量设备，记录与其相连的设备的角度位置和转速。因而速度检测采

7、用分辨率高、性能稳定、安装方便、抗干扰能力强、体积小、重量轻的增量型编码器。发电机主轴和编码器主轴的连接用R+W, MK1 020 / 40 XX的弹性联轴器。编码器轴和驱动轴不能用任何的刚性连接。 4.4.发电机附件发电机附件 第 15 页编码器编码器 4.4.发电机附件发电机附件 电压：电压：5VDC5VDC；分度分度 ：25002500线线/ /转转 ；输出信号输出信号 ：A, /A,B,/B,N,/NA, /A,B,/B,N,/N 第 16 页华锐风电科技有限公司编码器编码器 编码器轴与发电机主轴必须绝缘；编码器轴与发电机主轴必须绝缘； 编码器壳体与发电机壳体必须绝缘；编码器壳体与发电

8、机壳体必须绝缘；4.4.发电机附件发电机附件 第 17 页接线盒接线盒 定子接线盒 定子为三角形连接，每相通过大约5m长的电缆连接到变频器。如下表所示：4.4.发电机附件发电机附件 相 螺纹连接 电缆型号电缆直径/管截面积 U M50 x1.5 3根，NSSHU-O 24-35mm/150mm VM50 x1.5 3根，NSSHU-O 24-35mm/150mm WM50 x1.5 3根，NSSHU-O24-35mm/150mm 第 18 页接线盒接线盒 定子接线盒 4.4.发电机附件发电机附件 第 19 页接线盒接线盒 转子接线盒 转子为Y形连接，转子电缆为屏蔽电缆且EMC螺纹连接，防止转子

9、与变频器之间的信号干扰、便于变频器控制。转子接线盒的电缆连接如下表所示：4.4.发电机附件发电机附件 相 螺纹连接 电缆型号电缆直径/管截面积 K M50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O 32-37 mm/240mm LM50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O32-37 mm/240mm MM50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O32-37 mm/240mm PEM50 x1.5 1根，NSSHU-O24-35 mm/150mm 第 20 页接线盒接线盒 转子接线盒 4.4.发电机附件发电机附件 第 21 页接线盒接线盒 转子接线盒 4.4.发电机附件发电机附件 第 21 页冷却冷却 双馈异

10、步发电机冷却方式采用水冷的形式。需冷却部位为集电环系统、定转子绕组（通过机壳水冷却管道）。冷却水从集电环的后端入水口进入，经蛇行的水管从集电环后端的出水口流出给机壳上端的入水口，出水口与入水口位于同一轴向位置。冷却管道如图所示： 4.4.发电机附件发电机附件 第 22 页水冷：优点：发电机体积小、结构紧凑， 效率高，机舱无需排风扇。缺点：需要冷却液。风冷优点：无需冷却液，温度适应范围广。缺点：体积大，效率低，机舱需要增设排 风孔，影响防护。适应市场及中国风场的多样化需求，正开发多种机型。第 23 页第 24 页轴承轴承 发电机两端必须是绝缘轴承，且选用品牌过硬、质量最优的SKF或FAG绝缘轴承

11、。自动润滑系统 润滑泵：Kluberplex BEM 41-132 润滑脂：Lincoln P223第 25 页废油脂箱废油脂箱 第 26 页接地保护接地保护 第 27 页 运输及贮存运输及贮存 机器在供货时要用合格的木材包装。如果机器到达指定地 点之后不能立即安装并投入使用，必须进行合理的短时间贮存。在选择存放位置时必须注意下列事项：良发通风、干燥和无震动要防潮、防冻、防热、防粉尘和砂子要防止有害小动物，如啮齿目动物、翅目昆虫等等 在不准备投产需要长期贮存时，对机器还要附加专用防腐措施防止损坏：发电机只能装填冷却剂混合物来贮存所有光面都要通过涂适合的物质防腐5.5.运输、贮存及维护运输、贮存及维护 第 28 页 集电环单元的操作和维护集电环单元的操作和维护 集电环单元是专为风力发电设备的发电机开发的。共4个集电环。其中第4个为