风力发电机组设计与制造教学课件作者姚兴佳第5章节课件幻灯片.pptVIP

—作用在机舱上的空气动力矩 —作用在机舱上的空气动力 K1—机舱表面形状系数 ρ—空气密度 vw—尾流风速 A—迎风面的面积 δ—风轮偏角 —空气动力的力臂 L—机舱旋转轴O到C点的距离 m—旋转轴O到迎风面的距离 1.作用在机舱上的空气动力矩 偏航过程中：机械制动力矩为阻尼力矩，液压系统工作压力小； 偏航制动时：机械制动力矩要足够大，液压系统工作压力要大。 2.机械制动力矩 —回转轴承上的摩擦力矩，不计粘性摩 擦力矩 Μf—摩擦系数 a、b、c—比例系数 Μt—倾覆力矩 Fr—作用在偏航轴承上的径向力 Fa—作用在偏航轴承上的轴向力 Dr—轨道直径 3.回转轴承上的摩擦力矩 大型机组偏航速度一般小于1°/s，此时，回转效应所产生的力矩所占比例较小。对于三叶片风轮，回转效应所产生的偏航力矩为零。 4.回转效应所产生的力矩 偏航驱动机构与变桨距驱动机构类似，偏航驱动机构设计可以参照5.5节所述内容。应该注意的是：在确定电动机的驱动力矩时，由式（5-61）求出的偏航轴上的驱动力矩应折算到电动机的驱动轴上。 5.6.4偏航制动机构设计 5.6.3偏航驱动机构设计 偏航制动机构与主传动链制动机构类似，偏航制动机构设计可以参照5.4节所述内容。 谢 谢！ * * * * * * * * * * * * * * * * * 1.初步确定总体结构参数：是风电机组齿轮箱重要的设计依据，根据设计目标和各种限制条件，应反复比较寻得优化设计方案。可按下列方法之一，初步确定齿轮箱的总体结构尺寸。 5.3.3 齿轮箱的结构设计 1）参照已有工作条件相同或类似的传动，用类比方法初步确定总体结构参数。 2）根据齿轮箱在机舱上的安装和布置要求（如中心距、高度及外廓尺寸等），初步确定主要尺寸。 3）采用专门的应用分析计算程序初步确定主要尺寸。 2.箱体的结构设计 箱体是齿轮箱基础部件，承受风轮和齿轮传动过程产生的各种载荷，应有足够强度和刚度，以保证传动的质量。 箱体的设计一般应依据主传动链的布局需要，并考虑加工、装配和安装条件，同时要便于检修和维护。 批量生产的箱体一般采用铸造成型，常用材料有球墨铸铁或其他高强度铸铁。用铝合金或其他轻合金制造的箱体，可使其重量较铸铁降低20%-30%。但当轻合金铸件材料的强度性能指标较低时，需要增加铸造箱体的结构尺寸，可能使其降低重量的效果并不显著。 3.齿轮和传动轴结构设计 4.构件的连接 根据传动要求，设计过程要考虑可靠的构件的联接问题。齿轮与轴的联接可采用键联接或过盈配合联接等方式。 键联接包括平键和花键两种基本联接方式，其中花键联接的承载能力高，对中性好，但制造成本高。 由于传动构件的运转环境和载荷情况复杂，要求设计采用的材料除满足常规力学性能条件外，还应具有极端温差条件下的材料特性。 由于传动构件的运转环境和载荷情况复杂，要求设计采用的材料除满足常规力学性能条件外，还应具有极端温差条件下的材料特性。 鉴于齿轮传动效率与传动比、齿轮类型和润滑油粘度密切相关，设计过程一般按经验值考虑传动效率：对于定轴传动齿轮，每级约有2%的损失，而行星轮每级约有1%的损失。图5-22基本可以反映不同类型齿轮箱的传动效率。 5.3.4传动效率和噪声 除了传动设计条件外，齿轮箱的传动效率还与额定功率PR与实际传递功率P有关。图5-23是根据某1.5MW机组2级行星齿轮箱实测值的传动效率与功率变化关系。从中可见，机组传动载荷较小时，效率会有明显的下降，其原因是此种条件下的润滑、摩擦等空载损失的比重相对增大，会使传动效率相应的下降。 良好的润滑是保证齿轮箱可靠运行的必备条件，须重视齿轮箱润滑问题，配备可靠的润滑油和润滑系统。 润滑油的品质是润滑决定性因素之一，对润滑油的基本要求是考虑其对齿轮和轴承的保护作用。 2.润滑系统 对大型风力发电机齿轮箱而言，根据运行条件设计合理的润滑与冷却系统显得尤为重要。 5.3.5润滑与冷却 1.润滑油 润滑、冷却系统及其使用方法： 1）在机组每次启动之前，先启动润滑与冷却系统，齿轮箱充分润滑后再投入工作。 2）要求齿轮箱内的润滑油工作温度不低于-15°C 。低温使润滑油粘度大，系统压力升高，安全阀打开，润滑油需先由加热回路。 3）当温度在-15°C~45°C的工作范围，系统压力降低，润滑油不再经加热回路，经两级过滤器对齿轮箱实施润滑，但保证规定流量，确保充分润滑。 4）当系统的油温超过一定值时，需冷却润滑油；油经过热交换器冷却，再流回齿轮箱进行润滑。 ； 5.4 主传动链制动机构的设计 5.4.1 风力发电机组关机过程规划