聯軸器在風力發電機中的運作

發布時間：2019-11-29

風力發電機傳動系統作為一個復雜的機械系統，從輪轂端主軸經聯軸器至剎車盤、齒輪箱，再到發電機，其承擔著傳遞動能的重任。
　　1、風力發電機基本構成
　　風機傳動系統完成風能向機械能的轉換，典型的風機系統結構主要包括：葉片、輪轂、主軸、主軸承、機艙、齒輪箱、傳動軸、制動器、聯軸器、發電機、偏航系統、變槳系統、停車系統、機艙和塔架等部件。
　　2、風力發電機的原理
　　風力發電機組的工作原理簡單地說，就是將風力機械能轉化為電能。具體點就是風力推動風輪轉動，實現自然能向機械能的轉換；轉動的風輪通過傳動系統驅動發電機旋轉，發電機將機械能轉換成電能，然后在電氣控制系統的調節下并網輸電。
　　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，風輪輸入的大轉距能量通過升速齒輪箱轉化為小轉距的形式，再通過聯軸器傳給發電機。
　　3、風力發電機基本結構
　　風輪、變槳距系統、傳動系統、偏航系統、發電機、控制系統、制動系統、液壓系統、機艙和塔架。
　　(1)風輪
　　風輪是將風能轉化為機械能的關鍵部件，主要由葉片和輪轂組成。承接風能的部件，現代兆瓦級風機葉片材料多使用玻璃纖維或復合材料，根據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，承受復雜的載荷；輪轂中變槳系統低風速時捕捉風能，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
　　變槳系統安裝在風輪的輪轂內，主要包括輪轂、變槳距軸承、變槳驅動裝置、變槳控制柜、蓄電池等。
　　(3)傳動系統
　　傳動系統主要包括高低速軸、齒輪箱、制動器等。制動器分電磁制動、液壓制動和手動制動，是使風機停止運轉的裝置。高低速軸和齒輪箱以及發電機之間通過聯軸器連接。梅花聯軸器具有良好的吸收振動效果且維修方便，而膜片聯軸器適合應用低扭矩傳動中，風機傳動系統的功能是將風輪轉化的機械能傳遞給發電機供其發電，對于齒輪箱升速型的雙饋式機組而言，齒輪箱是傳動系統的關鍵部件，可以用來升速。而對于永磁直驅型的機組，由于其結構簡單，主要是指傳動軸等部件。
　　(4)偏航系統
　　偏航系統的功能簡單的說就是，驅動風輪追蹤風向，盡量使風向垂直于風輪掃掠面，提升風輪的捕風能力。結合對風系統，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，當風機機艙轉過角度的時候便停止轉動防止扭斷纜線。
　　(5)發電機
　　發電機作用是將旋轉的機械能轉化為電能，發電機的類型自上世紀以來出現了同步發電機、異步發電機、繞線式發電機、永磁直驅發電機等類型，主要類型有：同步發電機、異步發電機、永磁直驅型發電機等。
　　(6)控制系統
　　控制系統一般采用PC控制，主要包括監測和控制兩部分。
　　(7)制動系統
　　制動系統的功能是當控制系統發出停機指令時，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
　　風機的液壓系統是通過有壓的液體實現動力傳輸和和運動控制的單元，主要作用為變槳距系統、偏航系統、控制系統、制動系統提供功力。
　　(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，并于地面基礎構建相連，承載系統工作中的各種載荷。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生在齒輪箱、發電機、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的發展很有意義。