联轴器在风力发电机中的运作

发布时间：2019-11-29

风力发电机传动系统作为一个复杂的机械系统，从轮毂端主轴经联轴器至刹车盘、齿轮箱，再到发电机，其承担着传递动能的重任。
　　1、风力发电机基本构成
　　风机传动系统完成风能向机械能的转换，典型的风机系统结构主要包括：叶片、轮毂、主轴、主轴承、机舱、齿轮箱、传动轴、制动器、联轴器、发电机、偏航系统、变桨系统、停车系统、机舱和塔架等部件。
　　2、风力发电机的原理
　　风力发电机组的工作原理简单地说，就是将风力机械能转化为电能。具体点就是风力推动风轮转动，实现自然能向机械能的转换；转动的风轮通过传动系统驱动发电机旋转，发电机将机械能转换成电能，然后在电气控制系统的调节下并网输电。
　　对于齿轮箱升速型的双馈式机组，机械能通过连接在轮毂上的齿轮箱输入轴传入，风轮输入的大转距能量通过升速齿轮箱转化为小转距的形式，再通过联轴器传给发电机。
　　3、风力发电机基本结构
　　风轮、变桨距系统、传动系统、偏航系统、发电机、控制系统、制动系统、液压系统、机舱和塔架。
　　(1)风轮
　　风轮是将风能转化为机械能的关键部件，主要由叶片和轮毂组成。承接风能的部件，现代兆瓦级风机叶片材料多使用玻璃纤维或复合材料，根据风机叶片与机舱的位置，风机又可分为上风风机和下风风机；轮毂用来连接叶片和主轴的部件，承受复杂的载荷；轮毂中变桨系统低风速时捕捉风能，高风速时改变桨距角，减小迎风面防止风机页面受损。
　　(2)变桨系统
　　变桨系统安装在风轮的轮毂内，主要包括轮毂、变桨距轴承、变桨驱动装置、变桨控制柜、蓄电池等。
　　(3)传动系统
　　传动系统主要包括高低速轴、齿轮箱、制动器等。制动器分电磁制动、液压制动和手动制动，是使风机停止运转的装置。高低速轴和齿轮箱以及发电机之间通过联轴器连接。梅花联轴器具有良好的吸收振动效果且维修方便，而膜片联轴器适合应用低扭矩传动中，风机传动系统的功能是将风轮转化的机械能传递给发电机供其发电，对于齿轮箱升速型的双馈式机组而言，齿轮箱是传动系统的关键部件，可以用来升速。而对于永磁直驱型的机组，由于其结构简单，主要是指传动轴等部件。
　　(4)偏航系统
　　偏航系统的功能简单的说就是，驱动风轮追踪风向，尽量使风向垂直于风轮扫掠面，提升风轮的捕风能力。结合对风系统，大限度的风机对准风向，获取动能。同时自身具有偏航角度保护，当风机机舱转过角度的时候便停止转动防止扭断缆线。
　　(5)发电机
　　发电机作用是将旋转的机械能转化为电能，发电机的类型自上世纪以来出现了同步发电机、异步发电机、绕线式发电机、永磁直驱发电机等类型，主要类型有：同步发电机、异步发电机、永磁直驱型发电机等。
　　(6)控制系统
　　控制系统一般采用PC控制，主要包括监测和控制两部分。
　　(7)制动系统
　　制动系统的功能是当控制系统发出停机指令时，可以及时使风电机组停机，并且启动机械闸，控制风电机组轴，防止风电机组在有风时异常启动。
　　(8)液压系统
　　风机的液压系统是通过有压的液体实现动力传输和和运动控制的单元，主要作用为变桨距系统、偏航系统、控制系统、制动系统提供功力。
　　(9)机舱和塔架
　　风机的机舱用来承载风轮、齿轮箱、发电机、控制柜等机械部件，塔架用来支撑整个风机，并于地面基础构建相连，承载系统工作中的各种载荷。塔架主要起支撑整机、承受风压及运行动载荷的作用，多采用钢筋混泥土和圆锥形钢管组成。
　　风机的主要故障还是发生在齿轮箱、发电机、叶片上，其中齿轮箱的故障率在逐年，故障百分比己超过60%，所以齿轮箱的故障分析对于风电行业的发展很有意义。