风力发电机组的传动装置.pdf

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第17卷第2期
传动技术
Vol 17 No. 2
2003年6月
DRIVE SYSTEM TECHNIQUE
July 2003
章编号:1006-8244(2003)02-35-02
风力发电机组的传动装置
The Drive system of the Wind Driven Generato
上海电力环保设备总厂张展
Shanghai Electric power Enviromental protection
Equipment Gemeral Factory
ク SANG Zhan
[摘耍]本文简单介绍几种风力发电杌增速箱的结枘、原理和特点及其在风力发电机组中的应用。
Labstract This paper briefly introduces structure, principle, character of the wind motor increaser and aj
plication in wind motor.
关键词:风力发电机增速
Key words: Wind motor Increaser
中图分类号:TM315
文猷标识码:B
风力发电机组是将风能转化为电能的机械。风部杭州机械所主持,用于温州地区
轮是风力发电机组最主要的部件,由浆叶和轮毂组
图1示10kW风力发电增速箱的运动简图。采
成。浆叶具有良好的空气动力外形,在气流作用下用两级2K一H(KGW)型行星传动,由行星架输入
产生空气动力使风轮旋转,将风能转换成机械能,再太阳轮输出。输入转速n1=88r/min时,则输出转速
通齿轮增速箱增速,驱动发电机转变成电能。
n2=1500r/min,即为发电机的转速,其增速比i
风力发电将是可再生浩净能源的自选,风力发17。
电的优点:1)取之不尽可再生,我国幅员辽阔;2)洁
Zp2=25Z=96
净能源;随处可见;3)可不占地或少占地
Zb2=79
目前世界上风电机组在技术和工艺上比较发
达,有良好质量保证体系的画家有美国、徳国、丹麦
印度、荷兰、比利时等国。
n入=8g/min
n出=1500m/
我国风力发电以东北、西北、华北和东南沿海为
主,地形平坦、运输条件和安装条件较好的新疆、内
蒙及浅海地区以600kW为宜;运输和安装条件不理
想的沿海地区以300kW为宜。但风机愈大,其经济
图12K一H型两級增速箱筒图
效益愈明显
Fig 1 2K-H type two step increaser scheme
国内主要应用地区有:内蒙、河北、浙江、山东
增速箱主要特点:1)高速级采用行星架浮动,低
辽宁、吉林、黑龙江、广东、新疆
速级采用太阳轮浮动,这样使结构简化而紧湊,同时
上述地区的60%安装60oW机组为宜,40%均载效果好。2)输入轴(即低速级行星架)的强度高
安装300kW为宜
刚性大,加大支承,可承受大的径向力、轴向力和传
风力发电要求具有先进性、高可靠性、易维护性递大的转矩,以适应风力发电的要求。3)行星架采用
及经济性。增速箱是其主要部件之一,显然增速箱焊接结构,工艺简单,重量较轻。本増速箱系上海港
是保证上述要求的主要因素。本文将着重介绍风力联传动机被厂制造。
发电机组中增速箱的有关问题
增速箱的测试是在上海交通大学内进行的,分
110kW风力发电增速箱
别进行空载跑合,逐一加载至额定载荷,最后进行超
载测试,共运行35h。测得传动效率?=0.95左右。
10kW风力发电体能源部的科研项目,由水电空载时的噪声不大于83.8dB(王点平均值),由于增
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张展:凤力发电机组的传动装量
速箱、高速级采用行星架浮动,空载时噪声大,满载
图2示300kW风力发电机组总装简图。
时行星架浮动起作用,噪声下降5~8dB,于是运行
时噪声为75~78dB。
满负载时,P=20kW,n=1410r/min连续运行
④Q⊙の③の@①
5h,油温平衡后的温度值为76C(室温为17℃)。
试验中被测增速箱运转平稳、正常、无冲击、联
接无松动,密封无渗漏油现象。
太阳轮、行星轮材料为20 Crmnti,渗碳淬火,
磨齿加工。内齿圈用42CrMo调质处理。精度等级为
6-6HK(GB1009588),内齿为7级
(GB10095-88)。
2200kW风力发电增速箱
200kW风力发电机组是我国自行设计与研制
的最大风力发电机组,用于福建平拉岛,由水电部杭
州机械所和福建电力局联合主持,已通过技术鉴定
图2300kW风力发电机组总袭简图
200kW风力发电增速箱,由于叶片变矩拉杆从
Fig 2 300kw wind motor system general scheme
1:轮hub2r叶片lade(14.2米)3:液压装thy
增速箱主轴孔通过,因此,只好采用定轴传动,由三
uralic unit4:环 slip ring5:主轴main&haft6:联轴
级双斜齿组成的人字齿轮传动,由洛阳矿山机械厂
coupling7:增速箱支槊 Increaser support8:增速箱in
制造。设计功率P=360kW。输人转速n1=41r/min,
creaser9:剩率盘 Brake desk10;车 Brake lever
其增速比=37.6。
1:弹性联轴 Elastic coupling12:发电机 Generato
13:机 Enginer roorn14:调向减速 Adjustment direc-
额定转矩T=959P=9550×20=50kN,m
tion reducer15r向机や Adjustment direction mechanism
16:进机鎗梯子 Enter into engine room ladder17:机固
最大传递转矩T=9550
360
4184kN
定卡 Engine room fixed card18:剩车液压装量 Brake hy-
dralic unit19:电 Cable20:安金吳 Safety rope21:梯
齿轮材料为20 CRNI,MOA(相当于美国的
子 Cadder22:塔架1ower(29.16米)
4320),碳淬火,齿面硬度58~62HIRC。齿轮精度
为6级(GB1005-8)。齿轮箱总重G=4080kg。4600kW风力发电机组增速箱
1992年7月3日11时30分,机组发电功率P
=100~15kW,风速为7~12m/s,因10kV线路故
600kW风力发电的增速箱,采用2K-H(NGW)
障跳闸,机组未能应急顺浆,发生失控超速,风轮转型行星齿轮传动,輪人转速n2=30r/min,其增速比
速猛增至88x/min(215%的额定转速),超速运行=52.5,额定功率P=600W,最大传递功P
h,增速箱安然无羌,这充分证明增速箱具有高可1150kW。因此,额定转矩
靠性
T=9550
9550×S00
91kN·m
3300kW风力发电增速