1. 风力发电机增速齿轮箱工作原理
齿轮箱是在风力发电机组中应用很广泛的一个重要的机械部件。其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低,远达不到发电机发电所要求的转速,必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现,故也将齿轮箱称之为增速箱。
齿轮箱承受来自风轮的作用力和齿轮传动时产生的反力,必须具有足够的刚性去承受力和力矩的作用,防止变形,保证传动质量。齿轮箱箱体的设计应按照风电机组动力传动的布局安排、加工和装配条件、便于检查和维护等要求来进行。随着齿轮箱行业的不断飞速发展,越来越多的行业和不同的企业都运用到了齿轮箱,也有越来越多的企业在齿轮箱行业内发展壮大。
齿轮箱根据单元结构模块化设计原理,大大的减少了零部件种类,适合大规模生产及灵活多变的选型。减速器螺旋锥齿轮、斜齿轮均采用优质合金钢渗碳淬火,齿面硬度高达60±2HRC,齿面磨削精度高达5-6级。
传动部位轴承均选用国内知名品牌轴承或进口轴承,密封件选用骨架油封;吸音箱体结构、较大的箱体表面积和大风扇;使整机的温升、噪音降低,运转的可靠性得到提高,传递功率增大。可实现平行轴、直交轴、立式、卧式通用箱体,输入方式有电机联接法兰、轴输入;输出轴可直角或水平输出,备有实心轴和空心轴、法兰盘式输出轴。使齿轮箱满足狭小空间的安装要求,也可按客户需求供货。其体积比软齿减速箱小1/2,重量减轻一半,使用寿命提高3~4倍,承载能力提高8~10倍。广泛应用于印刷包装机械、立体车库设备、环保机械、输送设备、化工设备、冶金矿山设备、钢铁电力设备、搅拌设备、筑路机械、制糖工业、风力发电、扶梯电梯驱动、船舶领域、轻工领域、造纸领域、冶金行业、污水处理、建材行业、起重机械、输送线、流水线等大功率,大速比,高扭矩的场合。具有良好性价比、有利于国产化设备的配套。
齿轮箱有如下的作用:
1、加速减速,就是常说的变速齿轮箱。
2、改变传动方向,例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴。
3、改变转动力矩。同等功率条件下,速度转的越快的齿轮,轴所受的力矩越小,反之越大。
4、离合功能:我们可以通过分开两个原本啮合的齿轮,达到把发动机与负载分开的目的。比如刹车离合器等。
5、分配动力。例如我们可以用一台发动机,通过齿轮箱主轴带动多个从轴,从而实现一台发动机带动多个负载的功能。
齿轮箱的用途:
1、加速减速,就是常说的变速齿轮箱。
2、改变传动方向:例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴。
3、改变转动力矩:同等功率条件下,速度转的越快的齿轮,轴所受的力矩越小,反之越大。
4、离合功能:我们可以通过分开两个原本啮合的齿轮,达到把发动机与负载分开的目的。比如刹车离合器等。
5、分配动力:例如我们可以用一台发动机,通过齿轮箱主轴带动多个从轴,从而实现一台发动机带动多个负载的功能。
2. 风力发电机组用齿轮变速箱
质量很好,比较耐用。
优点:1.技术成熟
AT变速箱是当今市面上应用最广、普及率最高的变速箱。其成熟的机械结构也被诸多厂家继承开发并发扬光大。
2.可靠性好
传统的液力自动变速器采用了液力变矩器(或液力耦合器、多片离合器等),可以缓冲发动机的动力冲击,搭配行星齿轮的机械组合,性能稳定。能够承受的扭矩也很高。连坦克也有采用AT变速箱的型号。
3. 风力发电机增速齿轮箱工作原理图
一、二者的原理不同,
1、直驱式风力发电机是一种由风力直接驱动发电机,亦称无齿轮风力发动机,这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式,免去齿轮箱这一传统部件。
2、半直驱风力发电机采用一级或两级增速齿轮箱,多极同步发电机,全容量变流。此外,为了减轻机舱的重量,半直驱风力发电机组多为紧凑型机型,也就是取消低速轴或将低速轴的长度减小,增速箱输出轴与发电机主轴直联。
二、二者的优势不同
1、直驱式风力发电机组没有齿轮箱,减少了传动损耗,提高了发电效率,尤其是在低风速环境下,效果更加显著。
2、半直驱的发电机转速高。这个特点决定了半直驱一方面能够提高齿轮箱的可靠性与使用寿命,同时相对直驱发电机而言,能够兼顾对应的发电机设计,改善大功率直驱发电机设计与制造条件。
三、二者的结构不同,
1、直驱式风力发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式,免去齿轮箱这一传统部件。由于齿轮箱是在兆瓦级风力发电机中属易过载和过早损坏率较高的部件,因此,没有齿轮箱的直驱式风力发动机。
2、半直驱概念是在直驱与双馈风电机组在向大型化发展过程中遇到的问题而产生的,兼顾有二者的特点。从结构上说半直驱可与双馈是类似的,具有布局形式多样的特点,同时目前研究中的无主轴结构还具有与直驱相似的外形。
4. 风力发电增速齿轮箱的工作原理
风力发电正在世界上形成一股热潮,风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行,我国也在西部地区大力提倡。因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染,是一种特别好的发电方式。 风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。
风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;我国近几年风电产业突飞猛进。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。
风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。
机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性,表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。 风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一以大气为工作介质的能量利用机械。
机舱:机舱包容着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子,即转子叶片及轴。
转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很像飞机的机翼。
轴心:转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
低速轴:风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上,转子转速相当慢,大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。
齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。 高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转,并驱动发电机。它装备有紧急机械闸,用于空气动力闸失效时,或风力发电机被维修时。
发电机:通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上,最大电力输出通常为500至1500千瓦。 偏航装置:借助电动机转动机舱,以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常,在风改变其方向时,风力发电机一次只会偏转几度。
电子控制器:包含一台不断监控风力发电机状态的计算机,并控制偏航装置。为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热),该控制器可以自动停止风力发电机的转动,并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。
液压系统:用于重置风力发电机的空气动力闸。
冷却元件:包含一个风扇,用于冷却发电机。此外,它包含一个油冷却元件,用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。
塔:风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。
风速计及风向标:用于测量风速及风向 前言 第1章绪论1 1 1风能利用及风力发电历史2 1 2中国风能资源与开发前景4 1 2 1风能特点4 1 2 2我国风能资源分布特点及 开发前景5 1 2 3风电发展概况7 1 3风力发电技术现状与发展8 1 3 1风力发电机组的类型8 1 3 2大型水平轴并网风电机组的 基本结构10 1 3 3风力发电技术的发展状况11 1 4风电机组相关设计标准14 1 4 1国际电工委员会标准14 1 4 2国外主要风电标准15 1 4 3中国主要风电标准16 思考题17 第2章风能及其转换原理18 2 1风的种类及其特性18 2 1 1风的形成及其基本特性18 2 1 2全球性的风21 2 1 3地方性的风22 2 1 4平均风23 2 1 5脉动风27 2 1 6极端风29 2 1 7地形地貌对风的影响31 2 2风的测量与估计32 2 2 1风向的测量33 2 2 2风速的测量33 2 2 3风能估计34 2 3风能资源评估及风电场选址概述37 2 3 1风能资源评估38 2 3 2风电场选址38 2 4风能转换基本原理40 2 4 1叶片上的气动力40 2 4 2风能转换基础理论42 2 5风力机的特性46 2 5 1风轮空气动力特性46 2 5 2风力机的运行特性47 2 5 3实度对风力机特性的影响48 思考题50 第3章风力发电机组的结构51 3 1水平轴风电机组概述51 3 1 1风电机组的基本结构、性能 和类型51 3 1 2风电机组主要参数56 3 1 3风电机组设计级别60 3 2风轮61 3 2 1叶片61 3 2 2轮毂66 3 2 3变桨机构67 3 3风电机组传动系统69 3 3 1风轮主轴69 3 3 2增速齿轮箱71 3 3 3轴的连接与制动79 3 4机舱、主机架与偏航系统80 3 4 1机舱80 3 4 2主机架80 3 4 3偏航系统81 3 5塔架与基础84 3 5 1塔架84 3 5 2陆上风电机组的基础88 3 5 3海上风电机组的基础90 3 6风电机组其他部件91 思考题91 第4章风力发电机92 4 1发电机的工作原理92 4 1 1发电机的基本类型92 4 1 2直流发电机的基本工作原理94 4 1 3同步交流发电机的基本工作 原理95 4 1 4异步交流发电机的基本工作 原理97 4 2风力发电系统中的发电机98 4 2 1并网风电机组使用的发电机99 4 2 2离网风电机组使用的发电机100 4 3并网风力发电机101 4 3 1同步发电机101 4 3 2异步发电机103 4 3 3双馈异步发电机104 4 3 4直驱型发电机107 思考题110 第5章风力发电机组的控制及安全 保护111 5 1风力发电机组的控制技术111 5 1 1风力发电机组的基本控制 要求111 5 1 2风力发电机组的控制系统 结构114 5 1 3风力发电机组的运行控制 过程115 5 2风力机控制117 5 2 1风力机控制的空气动力学 原理117 5 2 2定桨距风力机控制118 5 2 3变桨距风力机控制119 5 2 4功率控制121 5 3发电机控制123 5 3 1风力发电机控制要求123 5 3 2异步风力发电机控制124 5 3 3双馈式发电机控制129 5 3 4直驱式发电机控制132 5 4风力发电机组信号检测135 5 4 1风速及风向信号检测135 5 4 2转速信号检测135 5 5控制系统的执行机构136 5 5 1制动保护系统137 5 5 2变桨距执行系统137 5 5 3偏航系统139 5 6风电机组的安全保护140 5 6 1风电机组安全保护系统设计140 5 6 2风电机组安全链系统141 5 6 3风力发电机组防雷保护142 思考题143 第6章垂直轴风力发电机组145 6 1垂直轴风力发电机组及其发展 概况145 6 1 1垂直轴风力发电机组的发展 概况145 6 1 2垂直轴风力机的类型146 6 1 3垂直轴风力机的主要特点148 6 2垂直轴风力机基本原理149 6 2 1阻力型垂直轴风力机149 6 2 2升力型垂直轴风力机151 6 3水平轴与垂直轴风力机的对比152 思考题153 第7章离网风力发电系统154 7 1离网风力发电机组的应用154 7 1 1向大用户直接供电154 7 1 2向农户、村落、农牧场供电155 7 2微、小型风力发电机组结构156 7 2 1叶片与风轮157 7 2 2调速装置157 7 2 3调向装置158 7 2 4发电机159 7 2 5塔架160 7 2 6蓄电池160 7 2 7控制器和逆变器160 7 3互补发电系统160 7 3 1风 光互补发电系统160 7 3 2风力发电机与蓄电池系统162 7 3 3风力 柴油互补发电系统164 7 4储能装置166 7 4 1蓄电池166 7 4 2抽水蓄能170 7 4 3飞轮储能170 7 4 4超导储能171 7 4 5其他储能方式171 思考题171 附录风力发电名词术语汉英对照172 参考文献178
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5. 风力发电机增速齿轮箱工作原理图解
直驱风机发电原理主要是直驱式永磁发电机,它最大的特点就是风轮直接与发电机转子相连,没有了中间的齿轮箱。它是增加磁极对数从而使得电机的额定转速下降,这样就不需要增速齿轮箱,故名直驱。其实原理都差不多,只不过一个是通过齿轮箱增加转速,一个是直接增加磁极对数。
6. 风力发电机增速齿轮箱工作原理视频
首先是线切割机床丝杆齿轮的拆卸:
1、拆掉丝杆传动电机、及丝杆齿轮锁紧螺丝;
2、拆掉螺母座并退至摇把一端方便操作;
3、拆掉整个丝杆轴承座固定螺丝和定位销钉;
4、摇把端用手扶好丝杆,在齿轮一头顶住丝杆轻轻敲、把齿轮从丝杆上退出来
然后是线切割机床丝杆齿轮装配:
把新的齿轮塞进齿轮箱,扶住丝杆浆齿轮往丝杆上敲进一点儿,在有足够的空间后往齿轮箱方向归位丝杆,让齿轮箱轴承和丝杆轴承座归位,并放回定位销钉锁紧固定螺丝,再把齿轮敲到位,锁上固定螺丝,涂上保护油(黄油+少少机油)来回转动均匀防护,装回丝杆电机和丝杆螺母。
7. 风力发电机组齿轮箱的作用
1)降低齿轮及其它运动部件的磨损,延长齿轮寿命。
2)降低摩擦,减少功率损失。
3)分散热量,起一定的冷却作用。
4)防止腐蚀和生锈。
5)降低工作噪声、减少振动及齿轮间的冲击作用。
6)冲洗污物,特别是冲去齿面间污物,减轻磨损。