《風(fēng)力發(fā)電機組原理與應(yīng)用》版課件第4章

1、第四章 主傳動與制動第一節(jié) 帶齒輪箱機組的主傳動第二節(jié) 直驅(qū)式機組的主傳動第三節(jié) 制動第四章 主傳動與制動第一節(jié) 帶齒輪箱機組的主傳動第一節(jié)帶齒輪箱機組的主傳動風(fēng)力發(fā)電機組主傳動裝置的功能是將風(fēng)力機的動力傳遞給發(fā)電機。主傳動裝置主要由主軸、主軸承、齒輪箱、聯(lián)軸器等部分組成第一節(jié)帶齒輪箱機組的主傳動風(fēng)力發(fā)電機組主傳動裝置的功能是將一、幾種整體布局1兩點式2三點式一、幾種整體布局1兩點式2三點式3一點式 普通型 緊湊型3一點式 普通型 4內(nèi)置式4內(nèi)置式二、主軸及主軸承二、主軸及主軸承主軸前端法蘭與輪轂相聯(lián)接，承擔(dān)了支撐輪轂處傳遞過來的各種負載的作用，并將扭矩轉(zhuǎn)遞給增速齒輪箱，將軸向推力、氣動彎矩傳

2、遞給機艙、塔架。在主軸中心有一個軸心通孔，作為控制機構(gòu)通過或電纜傳輸?shù)耐ǖ馈Ｖ鬏S前端法蘭與輪轂相聯(lián)接，承擔(dān)了支撐輪轂處傳遞過來的各種負載法蘭連接法蘭連接主軸承 主軸承 調(diào)心滾子軸承：裝有雙列球面滾子滾子軸線傾斜于軸承的旋轉(zhuǎn)軸線外圈滾道呈球面形滾子可在外圈滾道內(nèi)進行調(diào)心調(diào)心滾子軸承：軸承座 軸承座 主軸、軸承、軸承座裝配圖隔套端蓋軸承座軸承螺母主軸主軸、軸承、軸承座裝配圖隔套端蓋軸承座軸承螺母主軸三、齒輪箱 風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速較低，在多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機組中，達不到發(fā)電機發(fā)電的要求，必須通過齒輪箱齒輪副的作用來實現(xiàn)增速，故也將齒輪箱稱之為增速箱。三、齒輪箱 風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速較低，在多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機組中，達不到發(fā)1.常

3、用齒輪副直齒和斜齒圓柱齒輪 1.常用齒輪副直齒和斜齒圓柱齒輪 行星齒輪系 行星齒輪系 行星齒輪傳動行星齒輪傳動一級行星兩級圓柱齒輪傳動 2.齒輪箱形式一級行星兩級圓柱齒輪傳動 2.齒輪箱形式二級行星一級圓柱齒輪傳動二級行星一級圓柱齒輪傳動三級圓柱齒輪傳動齒輪箱剖面 三級圓柱齒輪傳動齒輪箱剖面 一級行星兩級圓柱齒輪傳動齒輪箱拆分圖 一級行星兩級圓柱齒輪傳動齒輪箱拆分圖 Repower 1.5MW齒輪箱1.5MW風(fēng)機齒輪箱Repower 1.5MW1.5MW風(fēng)機齒輪箱差動齒輪箱差動齒輪箱差動齒輪箱原理圖差動齒輪箱原理圖應(yīng)用液力機械傳動的齒輪箱 應(yīng)用液力機械傳動的齒輪箱 3.箱體和軸承傳動齒輪副置于

4、箱體之中齒輪箱可安裝在彈性減振器上 齒輪箱上常采用的軸承有圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承等。3.箱體和軸承傳動齒輪副置于箱體之中彈性支座 彈性支座 4.密封裝置齒輪箱軸伸部位的密封一方面應(yīng)能防止?jié)櫥屯庑?，同時也能防止雜質(zhì)進入箱體內(nèi)。1）非接觸式密封 2）接觸式密封 4.密封裝置齒輪箱軸伸部位的密封一方面應(yīng)能防止?jié)櫥屯庑?，同四、?lián)軸器聯(lián)軸器是一種通用元件，可以分為：剛性聯(lián)軸器（如：脹套聯(lián)軸器）撓性聯(lián)軸器四、聯(lián)軸器聯(lián)軸器是一種通用元件，可以分為：撓性聯(lián)軸器又分為：無彈性元件聯(lián)軸器（如：萬向聯(lián)軸器）非金屬彈性元件聯(lián)軸器（如：輪胎聯(lián)軸器）金屬彈性元件聯(lián)軸器（如：膜片聯(lián)軸器）。撓性聯(lián)軸器又

5、分為：無彈性元件聯(lián)軸器（如：萬向聯(lián)軸器） 剛性聯(lián)軸器常用在對中性好的兩個軸的聯(lián)軸接；而撓性聯(lián)軸器則用在對中性較差的兩個軸的聯(lián)接。撓性聯(lián)軸器還可以提供一個彈性環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)可以吸收軸系外部負載的波動而產(chǎn)生的振動。 剛性聯(lián)軸器常用在對中性好的兩個軸的聯(lián)軸接；而撓性聯(lián)軸器則 在風(fēng)力發(fā)電機組中通常在低速軸端（主軸與齒軸箱低速軸連接處）選用剛性聯(lián)軸器。在高速軸端（ 發(fā)電機與齒輪箱高速軸連接處）選用撓性聯(lián)軸器。 在風(fēng)力發(fā)電機組中通常在低速軸端（主軸與齒軸箱低速軸連接處1.剛性脹套聯(lián)軸器1.剛性脹套聯(lián)軸器2. 萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器是一類容許兩軸間具有較大角位移的聯(lián)軸器，適用于有大角位移的兩軸之間的聯(lián)接。2.

6、萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器是一類容許兩軸間具有較大角位移的聯(lián)1、3軸叉 2十字軸 1、3軸叉 2十字軸 十字軸式萬向聯(lián)軸器（高速軸-發(fā)電機）十字軸式萬向聯(lián)軸器（高速軸-發(fā)電機）3. 膜片聯(lián)軸器 膜片聯(lián)軸器采用一種厚度很薄的彈簧片，制成各種形狀，用螺栓分別與主、從動軸上的兩半聯(lián)軸器聯(lián)接。 3. 膜片聯(lián)軸器 膜片聯(lián)軸器采用一種厚度很薄的彈簧片，制成1、6半聯(lián)軸器 2襯套 3膜片 4墊圈 5中間軸 1、6半聯(lián)軸器 2襯套 3膜片 4墊圈 5分離膜片聯(lián)軸器 每一膜片由單獨的薄桿組成一個多邊形，其工作性能與連續(xù)環(huán)形基本相同，適用于聯(lián)軸器尺寸受限制的場合。中間體帶力矩限制器，當(dāng)傳動力矩過大時可以自動打滑。 分離

7、膜片聯(lián)軸器 每一膜片由單獨的薄桿組成一個多邊形，其1帶測速盤的齒輪箱側(cè)組件 2帶力矩限制器的中間體 3脹緊螺母 4發(fā)電機側(cè)的組件 5脹緊軸套 1帶測速盤的齒輪箱側(cè)組件 2帶力矩限制器的中間體 風(fēng)力發(fā)電機組原理與應(yīng)用最新版精品課件第4章4. 連桿聯(lián)軸器 由五個連桿組成，連桿一端聯(lián)接被聯(lián)接軸，一端聯(lián)接中間體。可以對被聯(lián)接軸軸向、徑向、角向誤差進行補償。 4. 連桿聯(lián)軸器 由五個連桿組成，連桿一端聯(lián)接被聯(lián)接軸，一風(fēng)力發(fā)電機組原理與應(yīng)用最新版精品課件第4章滑動保護套 滑動保護套 第二節(jié) 直驅(qū)式機組的主傳動一、單軸承結(jié)構(gòu)第二節(jié) 直驅(qū)式機組的主傳動一、單軸承結(jié)構(gòu)二、雙軸承結(jié)構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)子軸承外圈固定二、雙軸承結(jié)

8、構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)子軸承外圈固定內(nèi)轉(zhuǎn)子軸承內(nèi)圈固定內(nèi)轉(zhuǎn)子軸承內(nèi)圈固定外轉(zhuǎn)子軸承內(nèi)圈固定外轉(zhuǎn)子軸承內(nèi)圈固定三、直驅(qū)式機組主傳動軸承三、直驅(qū)式機組主傳動軸承第三節(jié) 制動大型風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)置制動裝置的目的是保證機組從運行狀態(tài)到停機狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。制動一般有兩種情況： 運行制動 緊急制動第三節(jié) 制動大型風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)置制動裝置的目的是保證機組從 制動裝置有兩類： 機械制動 空氣動力制動 在機組的制動過程中，兩種制動形式是相互配合的。 制動裝置有兩類：制動系統(tǒng)的工作原理制動系統(tǒng)的工作原理一、機械制動 機械制動的工作原理是利用非旋轉(zhuǎn)元件與旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動的趨勢。一、機械制動 機械制動的工作原理是利用

9、非旋轉(zhuǎn)元件與機械制動裝置的組成： 液壓系統(tǒng)(液壓站) 執(zhí)行機構(gòu)(制動器) 輔助部分(管路、保護配件等)機械制動裝置的組成：1. 制動器按照工作狀態(tài)分：常閉式：常閉式制動器靠彈簧的作用經(jīng)常處于緊閘狀態(tài)，而機構(gòu)運行時，則用液壓力使制動器松閘。常開式：常開式制動器經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，只有施加外力時才能使其緊閘。1. 制動器按照工作狀態(tài)分：常閉式制動器的工作原理 常閉式制動器的工作原理 利用常閉式制動器的制動機構(gòu)稱為被動制動機構(gòu)，否則，稱為主動制動機構(gòu)。被動制動機構(gòu)安全性比較好，主動制動機構(gòu)可以得到較大的制動力矩。 利用常閉式制動器的制動機構(gòu)稱為被動制動機構(gòu)，否則，稱為主動制在風(fēng)力發(fā)電機組中，常用的機械

10、制動器為盤式液壓制動器。盤式制動器沿制動盤軸向施力。制動軸不受彎矩。徑向尺寸小，散熱性能好，制動性能穩(wěn)定。在風(fēng)力發(fā)電機組中，常用的機械制動器為盤式液壓制動器。盤式制動盤式制動器有鉗盤式、全盤式及錐盤式三種。最常用的是鉗盤式制動器，這種制動器制動襯塊與制動盤接觸面很小，在盤中所占的中心角一般僅3050。故又稱為點盤式制動器。盤式制動器有鉗盤式、全盤式及錐盤式三種。最常用的是鉗盤式制動滑動鉗式制動器外形圖。它可以用于風(fēng)力發(fā)電機組主傳動的制動?；瑒鱼Q式制動器外形圖。它可以用于風(fēng)力發(fā)電機組主傳動的制動。滑動鉗式制動器工作原理滑動鉗式制動器工作原理2.帶齒輪箱機組制動器安裝方式為了不使制動軸受到徑向力和

11、彎矩，鉗盤式制動器應(yīng)成對布置。制動轉(zhuǎn)矩較大時可采用多對制動器。2.帶齒輪箱機組制動器安裝方式為了不使制動軸受到徑向力和彎矩制動器可以安裝在齒輪箱高速軸上，也可以安裝在齒輪箱低速軸上。制動器可以安裝在齒輪箱高速軸上，也可以安裝在齒輪箱低速軸上。制動器設(shè)在低速軸時： 制動力直接作用在風(fēng)輪上，可靠性高 并且制動力矩不會變成齒輪箱載荷 所需制動力矩很大 在結(jié)構(gòu)布置方面較為困難。制動器設(shè)在低速軸時： 制動力直接作用在風(fēng)輪上，可靠性高高速軸上制動的優(yōu)缺點則與低速軸上的情形相反。高速軸上制動的優(yōu)缺點則與低速軸上的情形相反。失速型風(fēng)力機常用機械制動，出于可靠性考慮，制動器常裝在低速軸上；變槳距風(fēng)力機使用機械制

12、動時，制動器常裝在高速軸上。 失速型風(fēng)力機常用機械制動，出于可靠性考慮，制動器常裝在低速軸高速軸上的主傳動制動機構(gòu)制動盤有兩種形式 雙盤結(jié)構(gòu) 高速軸上的主傳動制動機構(gòu)制動盤有兩種形式 雙盤結(jié)構(gòu) 單盤結(jié)構(gòu) 單盤結(jié)構(gòu) 3. 直驅(qū)式機組制動器安裝方式3. 直驅(qū)式機組制動器安裝方式直驅(qū)機組制動機構(gòu)直驅(qū)機組制動機構(gòu)4. 風(fēng)輪的鎖定由于安全的需要，風(fēng)力機設(shè)有風(fēng)輪鎖定裝置。鎖定裝置由鎖緊手柄、機械銷軸等組成。當(dāng)需要鎖定風(fēng)輪時，先使風(fēng)力發(fā)電機組停止運行，確認葉片處于順槳位置。然后順時針搖動鎖緊手柄，直至機械銷軸完全插于定位盤。4. 風(fēng)輪的鎖定由于安全的需要，風(fēng)力機設(shè)有風(fēng)輪鎖定裝置。鎖定風(fēng)輪鎖定裝置 風(fēng)輪鎖定裝

13、置 液壓自動鎖定液壓自動鎖定二、空氣動力制動對于大型風(fēng)力發(fā)電機組，機械制動已不能完全滿足制動需求。必須同時采用空氣動力制動。二、空氣動力制動對于大型風(fēng)力發(fā)電機組，機械制動已不能完全滿足空氣動力制動并不能使風(fēng)輪完全靜止下來，只是使其轉(zhuǎn)速限定在允許的范圍內(nèi)。正常制動時，先由空氣動力制動使轉(zhuǎn)速降下來（例如使轉(zhuǎn)速小于1r/min），然后進行機械制動?？諝鈩恿χ苿硬⒉荒苁癸L(fēng)輪完全靜止下來，只是使其轉(zhuǎn)速限定在允許對于定槳距風(fēng)機，空氣動力制動裝置安裝在葉片上。它通過葉片形狀的改變使風(fēng)輪的阻力加大。如葉片的葉尖部分旋轉(zhuǎn)8090以產(chǎn)生阻力。葉尖的旋轉(zhuǎn)部分稱為葉尖擾流器。 對于定槳距風(fēng)機，空氣動力制動裝置安裝在葉片上。它通過葉片形帶有葉尖擾流器的葉片 帶有葉尖擾流器的葉片 實物照片實物照片使葉尖擾流器復(fù)位的動力是風(fēng)力機組中的液壓系統(tǒng)；葉尖的擾流器通過不銹鋼絲繩（圖中未畫出）與液壓缸的活塞桿相聯(lián)接。 使葉尖擾流器復(fù)位的動力是風(fēng)力機組中的液壓系