作为新能源的风力发电产业,在近几年中迅猛发展,尤其是中国,在近十年内风电产业经历了爆发式发展,从跌落低谷再转入复苏的曲折过程,2003年底风电装机只有50万千瓦(0.5GW ),到2013年并网容量7700万千瓦(77GW),吊装容量超过9000万千瓦(90GW)(图1)。
2003-2013累计一吊装容量(GM)
.jpg)
图1:2003-2013年累计吊装容量(单位:GW,1GW=100万千瓦)
而风电机组的单机容量也从kW等级发展到今天的59W,6MW甚至更高;同时风电机组零部件也逐渐实现国产化,常规MW级机组国产化率可达到90%以上。随着风电产业的深层次发展,国内对于风电机组的研究越来越深入,并逐步掌握了风电核心技术;风电产业的高速、大规模发展,带来的问题之一是,大批风电机组在长达20年的寿命期内如何稳定可靠运行?其中风电机组后期的维护保养至关重要。由于风轮转速与发电机转速的巨大差距,传动系统是整个风电机组中必不可少的部分之一,在风电机组的运行过程中,由于风况的多变,传动系统的受力及运行条件极度恶劣,一旦传动系统发生故障,整台机组会受到严重影响。因此,对传动系统的正确维护是保证风电机组正常运行的必要条件。本文针对双馈型风力发电机组传动链的维护进行探讨。
1.双馈型风力发电机的传动链的组成及作用
双馈型风力发电机组的传动链包括叶片、轮毅、主轴、主轴轴承、主轴轴承座、齿轮箱、联轴器、发电机的定转子以及齿轮箱弹性支撑和发电机弹性支撑等。其中叶片用于捕获风能;轮毅用于连接用于叶片和主轴:主轴用于连接风轮并传递能量;主轴轴承在风轮与齿轮箱之间起支承作用,并承担来自风轮的部分推力和部分径向力;主齿轮箱主要用于将风轮的转速增加后,将动力传递给异步发电机,所以这种齿轮箱一般也称为增速齿轮箱;联轴器用于传递扭矩,补偿对中量,绝缘并防止发电机的反向扭矩对齿轮箱的冲击;发电机用于将机械能转化为电能;弹性支承用于减振,保护外部对齿轮箱或发电机内部零件的冲击。