引言
作為新能源的風力發電產業,在近幾年中迅猛發展,尤其是中國,在近十年內風電產業經歷了爆發式發展,從跌落低谷再轉入復蘇的曲折過程,2003年底風電裝機只有50萬千瓦(0.5GW ),到2013年并網容量7700萬千瓦(77GW),吊裝容量超過9000萬千瓦(90GW)(圖1)。
2003-2013累計一吊裝容量(GM)
圖1:2003-2013年累計吊裝容量(單位:GW,1GW=100萬千瓦)
而風電機組的單機容量也從kW等級發展到今天的59W,6MW甚至更高;同時風電機組零部件也逐漸實現國產化,常規MW級機組國產化率可達到90%以上。隨著風電產業的深層次發展,國內對于風電機組的研究越來越深入,并逐步掌握了風電核心技術;風電產業的高速、大規模發展,帶來的問題之一是,大批風電機組在長達20年的壽命期內如何穩定可靠運行?其中風電機組后期的維護保養至關重要。由于風輪轉速與發電機轉速的巨大差距,傳動系統是整個風電機組中必不可少的部分之一,在風電機組的運行過程中,由于風況的多變,傳動系統的受力及運行條件極度惡劣,一旦傳動系統發生故障,整臺機組會受到嚴重影響。因此,對傳動系統的正確維護是保證風電機組正常運行的必要條件。本文針對雙饋型風力發電機組傳動鏈的維護進行探討。
1.雙饋型風力發電機的傳動鏈的組成及作用
雙饋型風力發電機組的傳動鏈包括葉片、輪毅、主軸、主軸軸承、主軸軸承座、齒輪箱、聯軸器、發電機的定轉子以及齒輪箱彈性支撐和發電機彈性支撐等。其中葉片用于捕獲風能;輪毅用于連接用于葉片和主軸:主軸用于連接風輪并傳遞能量;主軸軸承在風輪與齒輪箱之間起支承作用,并承擔來自風輪的部分推力和部分徑向力;主齒輪箱主要用于將風輪的轉速增加后,將動力傳遞給異步發電機,所以這種齒輪箱一般也稱為增速齒輪箱;聯軸器用于傳遞扭矩,補償對中量,絕緣并防止發電機的反向扭矩對齒輪箱的沖擊;發電機用于將機械能轉化為電能;彈性支承用于減振,保護外部對齒輪箱或發電機內部零件的沖擊。