对风力发电机组机械传动技术的探究

摘要：随着社会主义制度的不断完善，国民经济的不断发展，能源问题成为一个突出问题。要实现可持续发展，就必须要开发绿色可再生资源，我们不能为了发展而发展，而是要实现经济又好又快的发展，只有这个才是科学发展之根本。现如今对风能的利用开发，越来越引起人们的重视，所以风力发电机组机械传动技术就显得尤为重要。下面我就对风力发电机组机械传动技术进行探究和分析，并希望能借此抛砖引玉，让更多的人去关注我们资源短缺问题，以及新技术的应用。

关键词：风能；风力发电机组；传动技术； 优化系统

风能，作为一种可再生的绿色清洁能源，引起了越来越多的人的关注。而对于我们风能大国，更是应该，高效科学的去发展风力发电机组机械传动技术，为我国，为我人民创造更多的财富。将风能转化为电能是风力发电机组的主要作用，并且风能与电能转化过程中的布局和传动方式都影响着发电机的发电效能。而风力发电机组机械传动技术，是风力发电机组技术中的一种，我们要不断去优化内部系统，加强传动技术的作用。这种技术也为我们解决了很多难题。因此，我将在我下面的文章中具体去阐述和分析一下该技术。

1.风力发电机组机械传动技术的构造与原理

在讲风力发电机组机械传动技术的构造与原理时，我主要通过三方面来说，即风力发电电源的构成与发展，传动技术，偏航和变桨距传动技术。下面就具体来阐述一下。“风力发电机组、支撑塔架、并网控制器、蓄电池组、逆变器、卸荷器、蓄电池充电控制器、”等是组成风力发电电源的基本的部件构成；而风轮和发动机则是风力发电机组的重要构成，其中发电机组当中的风轮则包含车毂、叶片等组成构件；并且叶片能够通过风力进行旋转发电、推动发电机机头转动。鉴于要开发使用低能环保的绿色能源，所以这一技术，在当今不断的得到改进与发展。我们国家很早以前就会使用传动技术，如齿轮传动、绳带传动和链传动。传动技术，能够通过改变力的方向和速度，并使得传动装置部件的选用和设计要配比风力发电机组的要求。“简单的构造，平稳的传输、以及噪音的最小化，是带传动的显著特点。这些传动带自身携带的功能能起到缓冲吸振的作用，就算是超载，也只会在带轮上打滑，不会对其他零件磨损，产生很好的保护作用。常用的带传动有两种形式，即平带传动和V带传动。我将引用宣安光，在对风力发电机组机械传动技术的探讨中的对偏航和变桨距传动技术的分析来诠释，即“为了获取足够的风能，偏航机构必须始终要处于迎风位置，这样才能及时追踪风向的变化。当风力机开始偏转时，偏航加速度将产生冲击力距。偏航转速和其加速度成正比，成倍增加了冲击力。”

2.机组动力传动的关键技术问题

由于发电机组自身，对环境要求和使用工况条件比较特殊，因此它对传动装置有着严格的要求；外加上，有很多外在的不确定的因素，也会使风力机组变得异常的不稳定，常见的问题主要有风轮变化多端，异常载荷，导致电网不够稳定；机舱刚性不足，则会引起强烈振动。此时传动技术则起着至关重要的作用。风力发电机组的传动链的运作原理是，通过风带动叶轮转动，叶轮与齿轮箱通过主轴刚性连接，经过齿轮箱的增速从而带动发电机转动，当达到一定的转速时，风力发电机组并网发电。齿轮箱内部的输入轴轴承除承受转矩以外，还需要承受弯矩及径向力和轴向力，需要加强齿轮箱的箱体和行星架两端的轴承；齿轮箱弹性支撑的作用是吸收冲击转矩，风轮传过来的倾覆力矩和径向力和轴向力由两个轴承吸收，前轴承起支撑作用，后轴承会将载荷转化成转矩， 由于上述， 所以只有转矩进入齿轮箱， 在一定程度上保护了齿轮箱。而齿轮箱的外形的设置，根据传动链的要求，对于变浆距风机，输出周和输入轴的距离是有要求的，齿轮箱的结构一般为1p+2h，2P+1h，2p/1p的。随着科技的不断进步与发展，现在风力发电机组的传动效率越来越高，发电机由风力机经过传动装置进行驱动运转，所以这种方式无疑要恒定风力机的转速，这种方式会影响到风能的转换效率；另一种方式就是发电机转速随风速变化，通过其它的手段保证输出电能的频率恒定，即变速恒频运行。风力机的风能利用系数跟叶尖速比（叶轮尖的线速与风速的比值）有关，存在某一确定的叶尖速比，使Cp达到最大值。

3.导致直驱永磁型和双馈异步风力发电机组传动效率上的差异原因

直驱永磁型风力发电机组在稳定性，功率因数也不易调节，传动效率的成熟上，实际应用中都不如双馈异步风力发电机组，但在低风速区域，直驱永磁型风力发电设备具有优势，能够相对高效的传动。两者的驱动链结构不同，双馈异步风力发电机组有齿轮箱，维护成本高，直驱永磁型则无齿轮箱或低传动比；电机种类的不同，双馈异步属于电励磁，直驱永磁型是永磁，需要考虑永磁体退磁问题；变流单元的不同，双馈异步，IGBT，单管额定电流小，技术难度大；直驱永磁型IGBT，单管额定电流大，技术难度小等问题都会导致两者在传动效率的不一样。

4.小结

本人结合多年实践工作经验，就风力发电机组机械传动技术展开了探讨，系统地诠释了风力发电机组机械传动技术的构造与原理，并且分析了机组动力传动的关键技术问题；和导致直驱永磁型和双馈异步风力发电机组传动效率上的差异原因。但是由于自身知识和见识的局限，可能不能说的那么全面，只是希望大家能通过我的文章能够多多关注风力发电机组机械传动技术的发展。

参考文献：

[1] 宣安光； 对风力发电机组机械传动技术的探讨[J]；期刊； 2010年03期

[2] 赵朦朦； 风力发电机组传动系统结构配置与布局优化[J]；期刊；2012年03期

[3] 张梅有； 风力发电机组传动系统常见故障分析[J]；期刊；2012年03期

[4]苏绍禹/苏刚；《风力发电机组设计、制造及风电场设计施工》[J]；图书；2013年05期

[5]姚兴佳；《风力发电机组设计与制造》[J]；教材；2012年10期