聯(lián)軸器在風力發(fā)電機中的運作

發(fā)布時間：2019-11-29

風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)作為一個復(fù)雜的機械系統(tǒng)，從輪轂端主軸經(jīng)聯(lián)軸器至剎車盤、齒輪箱，再到發(fā)電機，其承擔著傳遞動能的重任。
　　1、風力發(fā)電機基本構(gòu)成
　　風機傳動系統(tǒng)完成風能向機械能的轉(zhuǎn)換，典型的風機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括：葉片、輪轂、主軸、主軸承、機艙、齒輪箱、傳動軸、制動器、聯(lián)軸器、發(fā)電機、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、停車系統(tǒng)、機艙和塔架等部件。
　　2、風力發(fā)電機的原理
　　風力發(fā)電機組的工作原理簡單地說，就是將風力機械能轉(zhuǎn)化為電能。具體點就是風力推動風輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)自然能向機械能的轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)動的風輪通過傳動系統(tǒng)驅(qū)動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能，然后在電氣控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下并網(wǎng)輸電。
　　對于齒輪箱升速型的雙饋式機組，機械能通過連接在輪轂上的齒輪箱輸入軸傳入，風輪輸入的大轉(zhuǎn)距能量通過升速齒輪箱轉(zhuǎn)化為小轉(zhuǎn)距的形式，再通過聯(lián)軸器傳給發(fā)電機。
　　3、風力發(fā)電機基本結(jié)構(gòu)
　　風輪、變槳距系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、發(fā)電機、控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機艙和塔架。
　　(1)風輪
　　風輪是將風能轉(zhuǎn)化為機械能的關(guān)鍵部件，主要由葉片和輪轂組成。承接風能的部件，現(xiàn)代兆瓦級風機葉片材料多使用玻璃纖維或復(fù)合材料，根據(jù)風機葉片與機艙的位置，風機又可分為上風風機和下風風機；輪轂用來連接葉片和主軸的部件，承受復(fù)雜的載荷；輪轂中變槳系統(tǒng)低風速時捕捉風能，高風速時改變槳距角，減小迎風面防止風機頁面受損。
　　(2)變槳系統(tǒng)
　　變槳系統(tǒng)安裝在風輪的輪轂內(nèi)，主要包括輪轂、變槳距軸承、變槳驅(qū)動裝置、變槳控制柜、蓄電池等。
　　(3)傳動系統(tǒng)
　　傳動系統(tǒng)主要包括高低速軸、齒輪箱、制動器等。制動器分電磁制動、液壓制動和手動制動，是使風機停止運轉(zhuǎn)的裝置。高低速軸和齒輪箱以及發(fā)電機之間通過聯(lián)軸器連接。梅花聯(lián)軸器具有良好的吸收振動效果且維修方便，而膜片聯(lián)軸器適合應(yīng)用低扭矩傳動中，風機傳動系統(tǒng)的功能是將風輪轉(zhuǎn)化的機械能傳遞給發(fā)電機供其發(fā)電，對于齒輪箱升速型的雙饋式機組而言，齒輪箱是傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，可以用來升速。而對于永磁直驅(qū)型的機組，由于其結(jié)構(gòu)簡單，主要是指傳動軸等部件。
　　(4)偏航系統(tǒng)
　　偏航系統(tǒng)的功能簡單的說就是，驅(qū)動風輪追蹤風向，盡量使風向垂直于風輪掃掠面，提升風輪的捕風能力。結(jié)合對風系統(tǒng)，大限度的風機對準風向，獲取動能。同時自身具有偏航角度保護，當風機機艙轉(zhuǎn)過角度的時候便停止轉(zhuǎn)動防止扭斷纜線。
　　(5)發(fā)電機
　　發(fā)電機作用是將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機的類型自上世紀以來出現(xiàn)了同步發(fā)電機、異步發(fā)電機、繞線式發(fā)電機、永磁直驅(qū)發(fā)電機等類型，主要類型有：同步發(fā)電機、異步發(fā)電機、永磁直驅(qū)型發(fā)電機等。
　　(6)控制系統(tǒng)
　　控制系統(tǒng)一般采用PC控制，主要包括監(jiān)測和控制兩部分。
　　(7)制動系統(tǒng)
　　制動系統(tǒng)的功能是當控制系統(tǒng)發(fā)出停機指令時，可以及時使風電機組停機，并且啟動機械閘，控制風電機組軸，防止風電機組在有風時異常啟動。
　　(8)液壓系統(tǒng)
　　風機的液壓系統(tǒng)是通過有壓的液體實現(xiàn)動力傳輸和和運動控制的單元，主要作用為變槳距系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)提供功力。
　　(9)機艙和塔架
　　風機的機艙用來承載風輪、齒輪箱、發(fā)電機、控制柜等機械部件，塔架用來支撐整個風機，并于地面基礎(chǔ)構(gòu)建相連，承載系統(tǒng)工作中的各種載荷。塔架主要起支撐整機、承受風壓及運行動載荷的作用，多采用鋼筋混泥土和圓錐形鋼管組成。
　　風機的主要故障還是發(fā)生在齒輪箱、發(fā)電機、葉片上，其中齒輪箱的故障率在逐年，故障百分比己超過60%，所以齒輪箱的故障分析對于風電行業(yè)的發(fā)展很有意義。