風力發(fā)電動力系統(tǒng)介紹

機艙是風力發(fā)電機核心所在，風輪旋轉(zhuǎn)機械能在這里轉(zhuǎn)換成電能。水平軸風力發(fā)電機機艙里主要設備有主傳動軸、齒輪箱、發(fā)電機、剎車裝置、機架、控制設備等。一.齒輪箱作用：將低轉(zhuǎn)速變?yōu)楦咿D(zhuǎn)速。類型：圓柱齒輪、行星齒輪。結(jié)構(gòu)：二級行星齒輪增速或一級行星齒輪加一級圓柱齒輪增速；大增速比的采用二級行星齒輪增速加一級圓柱齒輪增速。行星齒輪增速箱變比大、體積較小，故行星齒輪增速在風力機中是用得最多的增速方式。多數(shù)風力機增速箱的主輸入軸是管狀的，中部通孔用于輪轂變槳的信號與動力的傳輸。二.發(fā)電機大多數(shù)風力發(fā)電機采用三相交流發(fā)電機，因其有效率高體積小的優(yōu)點。①定槳變速：風輪葉片是固定的，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速隨風速而變，只要能發(fā)出電即可，在小型離網(wǎng)運行（不并網(wǎng)）的風力發(fā)電機用得較多，多采用永磁同步發(fā)電機。②變槳定速：大中型風力發(fā)電機多工作在并網(wǎng)狀態(tài)，要求發(fā)出的交流電頻率穩(wěn)定為50Hz。由于風速變化頻繁，采用變槳距角的方法控制風輪轉(zhuǎn)速盡量穩(wěn)定（只在較小的范圍內(nèi)波動），采用籠型感應發(fā)電機發(fā)電，在發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化不大時可輸出穩(wěn)定的50Hz交流電，達到直接并網(wǎng)目的。③變速變槳：采用變速恒頻的工作方式，風輪不再限制在固定轉(zhuǎn)速，可在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行。由同步發(fā)電機發(fā)出的電經(jīng)整流后再逆變成頻率穩(wěn)定的交流電輸送到電網(wǎng)，這樣可使風力發(fā)電機工作在最高效率。變槳主要是為了在超出額定風速時對電機功率進行調(diào)節(jié)，這就是變速恒頻方式。三.主軸與輪轂主軸不但要傳輸風輪轉(zhuǎn)動的力矩，還要抗拒風輪的擺動，由硬質(zhì)不銹鋼制作。輪轂是固定葉片的基座，葉片安裝在輪轂上組成風輪，葉片通過輪轂與主軸固定，葉片的變槳機構(gòu)安裝在輪轂上。（球形輪轂）（三圓柱形輪轂）四.機艙主要設備組成機架（底盤）由橫梁與縱梁組成，是風輪、齒輪箱、發(fā)電機等主要設備的支撐基座。五.塔架塔架的高度約為葉輪直徑的1至1.5倍。微型風力機是鐵管加拉線；中小型風力機有采用桁架型的也有采用管柱型；大型風力機基本采用管柱型的六.偏航系統(tǒng)對于較大的風力發(fā)電機的對風，在機艙與塔架間安裝偏航系統(tǒng)來實現(xiàn)風力機的對風。組成：偏航軸承、偏航齒輪、驅(qū)動電動機、控制系統(tǒng)裝置與測風裝置。七、風力機的變槳距系統(tǒng)變槳距系統(tǒng)要保證風輪葉片在啟動狀態(tài)、正常運行狀態(tài)、停機順槳狀態(tài)能有良好的變槳距角功能。1.驅(qū)動桿統(tǒng)一變槳驅(qū)動機構(gòu)1)變槳驅(qū)動桿型變槳距軸承的外圈固定在輪轂上，在變槳距軸承的內(nèi)圈與外圈間有多個鋼球，外圈與內(nèi)圈組成滾動軸承。變槳軸承內(nèi)圈與安裝葉片的發(fā)蘭集成為一體，葉片安裝發(fā)蘭可在變槳軸承外圈內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。葉片通過葉片根部的螺栓安裝在葉片安裝法蘭上，法蘭也是變槳距軸承的內(nèi)圈。在法蘭上有變槳柄，推動該柄即可轉(zhuǎn)動葉片安裝法蘭，并帶動葉片同步轉(zhuǎn)動。2）變槳驅(qū)動傘型變槳距軸承的外圈固定在輪轂上，在變槳距軸承的內(nèi)圈與外圈間有多個鋼球，外圈與內(nèi)圈組成滾動軸承。變槳軸承內(nèi)圈與安裝葉片的發(fā)蘭集成為一體，葉片安裝發(fā)蘭可在變槳軸承外圈內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。葉片通過葉片根部的螺栓安裝在葉片安裝法蘭上，葉片安裝法蘭與槳距角傘齒輪同軸固定，當槳距角傘齒輪轉(zhuǎn)動時，葉片同步轉(zhuǎn)動。2.風力機的獨立變槳距系統(tǒng)1）外齒輪電動變槳距系統(tǒng)采用外齒輪電動變槳距系統(tǒng)的輪轂，在風力機輪轂安裝著3個變槳軸承，軸承的外圈與輪轂固定，軸承外圈集成著變槳大齒輪，齒輪的齒在外圓周上。軸承內(nèi)圈可在外圈中轉(zhuǎn)動。變槳驅(qū)動電動機安裝在葉片根部，電機軸上的小齒輪和變槳齒輪嚙合，當電動機轉(zhuǎn)動時推動葉片轉(zhuǎn)動，即可改變槳距角。3個槳葉的變槳距驅(qū)動電動機與相關(guān)部件相對獨立。2）內(nèi)齒輪電動變槳距系統(tǒng)采用內(nèi)齒輪的電動變槳距系統(tǒng)輪轂，在風輪輪轂圓周安裝著3個變槳軸承，軸承的外圈與輪轂固定，軸承內(nèi)圈內(nèi)周集成著變槳齒輪（大齒輪），葉片將安裝在軸承的內(nèi)圈上。在輪轂內(nèi)安裝有3臺變槳驅(qū)動電動機，電機軸上的小齒輪和變槳齒輪嚙合。當電動機轉(zhuǎn)動時推動變槳齒輪轉(zhuǎn)動，即可改變槳距角。把3個葉