风力发电机组传动系统与制动系统（风电机组课件）

1)主轴2)齿轮箱3)联轴器

传动系统与制动系统

2制动系统1传动系统3系统的维护传动系统传动系统组成主轴齿轮箱联轴器发电机主轴主轴后轴承座（推力）前轴承座（浮动）轴承座材料有两种1）QT400-18AL2）EN-GJS-350-22U-LT主轴工艺流程：锻件验收→打中心孔→夹大端，双顶→上中心架→夹大端，支左侧轴承→探伤→调质→打深孔→夹大端，顶两端堵头→夹小端，支大端轴承→划线，钻法兰孔及底孔→钻小端端面孔→夹小端，顶两堵头→磨削两端的轴承挡及外圆→去毛刺→标石→检验→喷漆→包装。主轴的加工1.主轴功率主轴的参数功率通过轴进行传递时，可定义转矩为：

2.主轴的强度校核3.主轴的额定寿命

风力机所采用的齿轮箱一般都是增速的,大致可以分为两类,即定轴线齿轮传动和行星齿轮传动。

齿轮箱齿轮箱齿轮箱的基本类型

1.展开式齿轮箱

展开式齿轮箱结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴具有较大的刚度。展开式齿轮箱适用于载荷比较平稳的场合，高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。齿轮箱的基本类型

2.分流式齿轮箱结构复杂，但由于齿轮相对于轴承对称布置，与展开式相比，载荷沿齿宽分布均匀、轴承受载较均匀。一般情况下使用斜齿轮，低速级可用直齿或人字形齿轮。齿轮箱的基本类型

3.同轴式增速器同轴式增速器轴向尺寸和重量较大，且中间轴较长、刚度差，高速轴的承载能力难以充分利用。从输入轴输入的载荷进行分流，每对啮合齿轮仅传递全部载荷的一半，大大提高了承载能力。4.分流同轴式齿轮箱齿轮箱的基本类型

5.NGW型齿轮箱该齿轮箱具有内啮合齿轮副、外啮合齿轮副和公用齿轮组成的行星齿轮传动机构。低速轴为行星传动，可以使功率分流，同时合理应用了内啮合。高速级为平行轴圆柱齿轮传动，提高传动效率。6.混合型齿轮箱三.SL1500风电机组齿轮箱结构装配位置齿轮箱传动链布局形式

双排独立的滚珠轴承；只承受扭矩的独立齿轮箱；与机座相联接的独立的发电机；发电机座不传递转子负载；转子负载对齿轮箱只具有很小的冲击作用。齿轮传动系统两点支撑VESTASV80-1.65MW三点式支撑单主轴轴承，成本低，传动链缩短。齿轮箱前轴承承受转矩和径向负载，故障率高。齿轮传动系统传动链布局形式WINTECWT1650主轴齿轮箱集成式优点：结构紧凑、重量轻。缺点：齿轮箱可靠性要求高，维护不变。齿轮传动系统传动链布局形式传动链布局形式直驱式省去齿轮箱，结构紧凑。发电机尺寸大，吊装不便。齿轮传动系统半直驱式齿轮箱传动比小，并与发电机集成，结构紧凑。传动系统传动链布局形式齿轮箱的主要零部件箱体结构：

箱体是齿轮箱的重要部件，它承受来自风轮的作用力和齿轮传动时产生的反力，必须具有足够的刚性去承受力和力矩的作用，防止变形，保证传动质量。

箱盖上设有透气罩、油标或油位指示器。

齿轮和轴的结构：

为了提高承载能力，齿轮、轴一般都采用合金钢制造。滚动轴承：

齿轮箱的支承中，大量应用滚动轴承，根据载荷的性质和部件的结构要求来确定选用的滚动轴承。

润滑系统润滑油的主要作用抗磨损－减少磨损，减少阻力冷却清洁抗腐蚀/防锈齿轮箱附属零部件润滑油品的选用原则主要从以下几个方面考虑：载荷：载荷大选用粘度较大的润滑油

速度：高速运转的设备选用粘度较小的润滑油

运行温度：选用润滑油时要根据设备的运行温度，选择合适粘度的润滑油

其它运行环境：-20℃~45℃(普通型)；-30℃~45℃(寒带型)水和外来物的污染风机的运行工况及对油品的要求风机的运行工况：广泛的温度范围水和外来物的污染较长的服务期

风机运行工况对润滑油品的要求：较长的润滑使用期良好的氧化稳定性好的低温特性微点蚀保护特性优越的抗泡性能和抗乳化能力作用：主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋转，并传递扭矩。联轴器装配位置刚性联轴器涨套式联轴器柱销式联轴器装配位置弹性联轴器膜片联轴器轮胎联轴器十字联轴器传动系统的维护主轴轴承的维护(1)主轴轴承润滑系统是否运行正常，润滑泵有没有堵塞，润滑油管有没有爆裂。(2)检查轴承与轴承座接触面应清洁，无杂物。(3)轴承座应紧固，没有前后错位情况(4)转速传感器信号准确。传动系统的维护齿轮箱的维护(1)检查齿轮箱周围是否存在泄漏情况。如有应马上采取处理措施并清理积油。(2)在齿轮箱运转时注意是否有异常噪音，特别是周期性的异常响声。(3)齿轮箱是否存在局部温度过高，特别是轴承部位。(4)对齿轮箱的滤清帽进行定期的清理或冲洗。(5)检查齿轮箱上的附件是否正常。传动系统的维护联轴器的维护(1)检查联轴器罩是否完好。(2)检查联轴器外表是否有损坏现象。(3)检查联轴器表面清洁度。(4)使用激光对中仪进行对中检测。制动系统气动刹车机械刹车风力发电机组使用的空气动力制动系统(气动制动)主要有两种形式：一种是定桨距风轮的叶尖扰流器旋转约90°，利用空气阻力使风轮减速或停止；另一种是变桨距风轮处于顺桨位置利用空气阻力使风轮减速或停止。

空气动力制动系统一般采用失效-安全型设计原则。制动系统空气动力制动系统主要是限制风轮的转速，并不能使风轮完全停止转动，而是使其转速限定在允许的范围内。

气动刹车结构形式空气动力制动系统作为一个安全系统，常通过超速时的离心力起作用。气动刹车叶片攻角由根部向叶尖逐渐增加，根部先进入失速，随风速增大逐渐向叶尖扩展。叶片的失速调节原理失速部分功率减少，未失速部分功率仍在增加，使功率保持在额定功率附近。叶片的安装角β不变风速增加升力增加升力变缓升力下降阻力增加叶片失速气动刹车过速状态时：离心力使液压缸上压力增加，导致储压罐压力升高；当压力超过设定值时，发信号停机；叶尖甩出，当压力超过防爆膜的设定值时，防爆膜被冲开，系统泄压，叶尖闸动作停机。

工作原理：运行状态时：液压系统提供的压力压缩和叶尖阻尼板相连的弹簧使叶尖阻尼板和叶片主体平滑地联为一体。正常停机时：液压系统压力下降，叶尖的液压压力减小，叶片在离心力和弹簧机构的共同作用下，叶尖被甩出并沿转轴旋转，产生阻尼力矩，从面使叶轮的转速迅速下降。机械刹车盘式刹车结构形式机械刹车机械盘式刹车：作为辅助刹车装置被安装在高速轴上，液压驱动。因风力机转矩很大，作为主刹车将会使刹车盘直径很大，改变了机组结构。大型风机一般有两部机械刹车。制动系统按失效保护原则设计，一旦失电或液压系统失效即处于制动状态。结构制动盘制动钳体制动块活塞制动钳导向销金属背板与摩擦块组成结构：活塞制动钳体制动块车桥进油口制动盘缺点：油缸多、结构复杂、制动钳尺寸大定钳盘式制动器浮钳盘式制动器结构：车桥导向销进油口活塞制动钳制动块制动盘基本概念正常刹车：首先叶尖动作，发电机转速降到同步转速时脱离电网，当叶轮转速低于15RPM时，一个机械刹车动作（下一次刹车先启用另一个刹车），如果转速增大，则另一个机械刹车也动作。紧急刹车：叶尖与两个机械刹车动作，发电机同时脱离电网。液压或机械动作延时为0.25秒。安全刹车：叶尖和一个机械刹车同时动作，当发电机达到同步转速时，发电机脱离电网，第二个机械刹车动作。