变桨轴承安装及导流罩套装.doc

毕业设计（论文）

10级风能与动力技术专业

题目：变桨轴承安装及导流罩套装

毕业时间：二O一二年六月

学生姓名：

指导教师：

班级：

2011年

1.5MW二代风机变桨轴承安装及导流罩套装

摘要：作为绿色能源的风能,风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。与发达国家相比,我国在风力机的大型化、变桨距控制、变速恒频等先进风电技术的研究方面还存在较大的差距。随着风力发电机组单机容量的大型化,变桨距控制风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视。因此,开展对风力机变桨距控制系统及其驱动系统的研究具有重要的意义。

直驱式风力发电机组在我国是一种新型的产品，但在国外已经发展了很长时间。目前我国在直驱式风机中系统的研究相对传统机型较少，但开发直驱式风力发电机组也是我国日后风机制造的趋势之一。这里我们对直驱风力发电机组的变桨系统控制的模型进行探讨。

关键词:风力发电；变桨轴承；变桨锁；直驱式；预紧装置；上、下支撑。

目录

TOC\o1-2\h\z\u一、1.5MW二代直驱式风力发电机组叶轮简介 4

（一）直驱式风力发电机组结构 4

（二）变桨轴承安装工艺 5

（三）导流罩套装工艺 6

二、直驱风力发电机组变桨特性叙述 7

（一）不同变桨角度下的特性 7

（二）变桨的调节方式 10

三直驱型风力发电机组的变桨控制模型 11

（一）变桨控制 12

（二）转速控制A(发电机脱网) 12

（三）转速控制B（发电机并网） 13

参考文献 15

致谢 16

一、1.5MW二代直驱式风力发电机组叶轮简介

（一）直驱式风力发电机组叶轮结构

直驱永磁风力发电机取消了沉重的增速齿轮箱，发电机轴直接连接到叶轮轴上，转子的转速随风速而改变，其交流电的频率也随之变化，经过置于地面的大功率电力电子变换器，将频率不定的交流电整流成直流电，再逆变成与电网同频率的交流电输出。国际先进的无齿轮箱直驱风力发电机，多沿用低速多极永磁发电机，并使用一台全功率变频器将频率变化的风电送入电网。

直接驱动式风力发电机组由于没有齿轮箱，零部件数量相对传统风电机组要少得多。其主要部件包括：叶轮叶片、轮毂、变桨系统、发电机转子、发电机定子、偏航系统、测风系统、底板、塔架等（如图1.1所示）。

1．叶轮叶片2.轮毂3.变桨系统。4.发电机转子5.发电机定子6.偏航系统7.测风系统8.底板9.塔架

（二）直驱型风力发电机总体设计方案

直驱型风力发电机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、直接驱动、永磁同步发电机并网的总体设计方案，

水平轴风力发电机的风轮旋转方向是水平方向的。三叶片是指风机的叶片有三个，上风向是指风先吹过叶轮，后吹到塔架。变桨距也就是调节桨距角。在风力机中，通过对桨距角的主动控制可以克服定桨距/被动失速调节的许多缺点。桨距角最重要的应用是功率调节，桨距角的控制还有其他优点。当风轮开始旋转时，采用较大的正桨距角可以产生一个较大的启动力矩。停机的时候，，经常使用90°的桨距角，因为在风力机刹车制动时，这样做使得风轮的空转速度最小。在90°正桨距角时，叶片称为“顺浆”。在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能地捕捉较多的风能，所以这时没有必要改变桨距角，此时的空气动力载荷通常比在额定风速之上时小，因此也没有必要通过变桨距来调节载荷。然而，恒速风力发电机组的最佳桨距角随桌风速的变化而变化，因此对于一些风力发电机组，在额定风速以下时，桨距角随风速仪或功率输出信号的变化而缓慢地改变季度。在额定风速以上时，变桨距控制可以有效调节风力发电机组吸收功率及叶轮产生载荷，使其不超过设计的限定值。然而，为了达到良好的调节效果，变桨距控制应该对变化的情况作出迅速的响应。永磁是指型发电机采用永磁体励磁,消除了励磁损耗,提高了效率,实现了发电机无刷化;并且运行时,不需要从电网吸收无功功率来建立磁场,可以改善电网的功率因数;采用风力机对发电机直接驱动的方式,取消了齿轮箱,提高了风力发电机组的效率和可靠性,降低了设备的维护量,减少了噪声污染。

（三）直驱型风力发电机相对于传统的异步发电机组的优点

(1)由于传动系统部件的减少，提高了风力发电机组的可靠性和可利用率；

(2)永磁发电技术及变速恒频技术的采用提高了风电机组的效率；

(3)机械传动部件的减少降低了风力发电机组的噪音；

(4)可靠性的提高降低了风力发电机组的运行维护成本；

(5)机械传动部件的减少