风力发电设备.ppt

风力发电设备,一、机舱,机舱座上覆盖有机舱罩，材料是玻璃钢，具有轻质高强的特点，有效地密封，以防止外界侵蚀，如雨、潮湿、盐雾、风砂等。机舱上安装有散热器，用于齿轮箱和发电机的冷却；同时，在机舱内还安装有加热器，使得风电机组在冬季寒冷的环境下，机舱内保持在10℃以上的温度。,二、叶片,叶片结构选用材料,主要材料由玻璃纤维增强塑料（GRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）、木材、钢和铝等；对于大型风电机组来说，主要考虑叶片刚度、固有特性和经济性，目前世界上绝大多数叶片都采用复合材料制造，即GRP或CFRP。主要优点是轻质高强、易成型、抗腐蚀、维修方便等。,复合材料叶片成型工艺,目前国际上多采用玻璃纤维增强塑料，成型工艺有手工湿法成型、真空辅助注胶成型和手工预浸布铺层等。碳纤维复合材料强度高、重量轻，但是其价格昂贵，经济性差，一般在2MW米以上机组的叶片中使用，2MW以下的机组叶片使用很少。,叶片剖面结构,LM叶片,Vastas叶片,三、主轴/主轴承座/轴承,主轴的作用在于将转子叶片上的旋转力矩传到齿轮箱上，主轴与齿轮箱的连接大多采用胀紧式联轴器，这样可保证主轴与齿轮箱同心，在运行中免于维护。主轴上坚固的三点悬挂支撑，能够很好地吸收弯矩，降低齿轮箱输入轴的径向负载。有些风电机组采用双轴承的结构设计，目的在于减少由于风作用于叶片而引起的轴向推力，以及消除风电机组运行时齿轮箱低速轴侧的俯仰力矩，改善齿轮箱运行环境，避免近年来，世界范围出现的齿轮箱行星轮系轴断裂问题。两个主轴承选用双列向心推力滚子轴承，还可以吸收大部分的来自风轮的轴向推力，进而，降低齿轮箱输入轴的轴向负载。,四、齿轮箱,600kW以下风电机组多为平行轴结构，大于600kW的风电机组基本是采用行星轮结构或行星轮加平行轴结构。齿轮箱体采用球铁铸造而成，齿轮箱的负荷及压力通过齿轮箱两侧的支撑传到塔架和基础，该支撑为强力橡胶结构，可以降低风电机组的噪音和震动。在齿轮箱后部的高速轴上安装有刹车盘，其连接方式是采用胀紧式联轴器；液压制动器通过螺栓紧固在齿轮箱体上；齿轮箱高速轴通过柔性连接与发电机轴连接。,刹车机构的作用1、使风力发电机组在发生故障或紧急情况下，能快速、平稳的制动停机。2、在运行情况下使机组保持稳定，不被侧风或绕流影响。,五、刹车机构,刹车机构组成1、叶尖刹车（阻尼板、动叶片、小叶片）2、风轮刹车（低速、高速制动装置）3、偏航刹车（盘式制动器）,叶尖刹车,风轮刹车,偏航刹车,刹车程序1、正常刹车得到指令后，释放叶尖慢速刹车，电机在转速低于同步转速时切出，当电机转速低于设定值（系统默认750rpm或500rpm）时，一个圆盘刹车制动，当电机转速为0rpm，第二个圆盘刹车制动。两个圆盘刹车全部作用。,2、快速刹车得到指令后，释放叶尖快速刹车，电机立即切出电网。风轮刹车得到指令，一个圆盘刹车制动。当电机转速为0rpm，第二个圆盘刹车制动。两个圆盘刹车全部作用。,3、紧急刹车得到指令后，释放叶尖快速刹车，两个圆盘刹车全部作用。电机立即切出电网。,五、偏航系统,机舱的偏航是由电动偏航齿轮自动执行的，它是根据风向仪提供的风向信号，由控制系统控制，通过驱、传动机构，实现风电机组叶轮与风向保持一致，最大效率地吸收风能。偏航时间的长短，是由计算机控制的，一旦风向仪出现故障，自动偏航操作将中止，仅可以从控制柜或机舱顶部控制盒上人工方式操作偏航。偏航的控制在风速低于3或3.5m/s下，自动偏航不会工作，风电机组将不会偏航到与风向一致。只有风速大于该值后，风电机组才自动扑捉风向，这样，可以避免不必要的偏航和电能消耗。,六、塔架,塔架是用钢板焊接成锥筒形，通过螺栓和法兰连接塔筒的各部分。塔架是支撑机舱的结构部件，承受来自风电机组各部件的所有载荷，不仅要有一定的高度，使风电机组处于较为理想的位置上运转，而且还应有足够的强度和刚度，以保证在极端风况下，不会使风电机组倾倒。,目前商业运行风电机组的种类,定桨矩型变桨矩型变桨变速型直驱型,定桨矩型风电机组,优点-结构简单，运行可靠性较高缺点-效率低-对电网影响大-常发生过发电现象，加速机组的疲劳损坏市场情况-在欧美市场已停产-在中国仍有一定的需求,变桨矩风电机组,优点-结构较简单，运行可靠性较高-不会发生过发电现象缺点-效率不高-对电网影响大市场情况-逐渐退出欧美市场-中国市场仍有一定的需求,变桨变速型风电机组,优点-不会发生过发电现象-效率高-对电网影响小缺点-电控系统较复杂，运行维护难度较大市场情况-欧美市场大量在使用-近几年进入中国市场商业运行,直驱型风电机组,优点-不会发生过发电现象-效率高-对电网影响小-无齿轮箱损坏的风险缺点-电控系统复杂，运行维护难度较大市场情况-在欧美市场处于发展阶段-中国市场目前尚无商业运行机组,风电机组发展情况,目前较为成熟、质量和性能可靠、在国际国内市场上可以采购到的风电机组的容量等级在750KW到2500KW之间；750KW定桨矩风机国内已有生产销售；在欧美市场，kW级风电机组已基本停止生产，转而生产MW级的机组。风机技术发展趋势是大型化、变桨变速、直驱型；,