有关风力发电机传动系统的探讨

wang1988

有关风力发电机传动系统的探讨我是一名在校大学生，关注风力发电已经一年多了，所学专业为机械工程，自学了PRO/E,感觉很爽，创造是一种快乐。很早就发现这个论坛上有很多风力发电方面的高手。
$ p4 h* B- z1 J: R8 }        目前我在准备做有关风力发电传动系统（wind turbine drive train）的课题研究，有几个问题请教诸位大侠
         1  三行星轮齿轮箱和四行星轮齿轮箱各有什么优缺点
9 J3 m4 c( D& y& W       2 提高齿轮箱可靠性方案在结构设计和工艺制造方面的关键点是什么？
       3 目前国产的齿轮箱在运行时都出现什么问题？是结构设计还是工艺出现了问题
  M, T. o; U$ e% y( @$ F* R       4 在大功率齿轮箱研究的方向上，瓶颈在哪里？
       5 就三级传动，直驱而和一级传动而言，哪个更有发展前景?
       6  传统的传动布置方式在未来大功率风机上是否可行？什么样的传动方案是最有发展前景的？

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           希望各位大侠能鼎力相助 。若在此论坛不方便交流，望发到我的邮箱windpower2007@163.com 。
; r  Y8 V8 T( R/ D' l$ P) d, ]           我手头有很多风力发电方面的相关资料，都是我陆续从网上收集的，有需要的请发邮件到我的邮箱，欢迎访问我的空间http://hi.baidu.com/windenergy
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           另外不知有哪家公司能提供假期实习机会（与风力发电总装或部件制造有关）望在此留言
; F" c& @/ _6 M) d# _' Z           谢谢

spinachchang

风力发电的前景是不可小觑，据我所知，在南京有高精齿轮集团和汽轮发电机厂（两家都是大型上市公司）都已经研究并投资了该项目，可以预言，未来5~10年将是风电的一个高速发展时期，不过其技术难点好像不仅是传动发面的

spinachchang

我国风电场中安装的风电机组多数为进口机组。近几年来，一批齿轮箱发生故障，有些由厂家更换，也有的由国内齿轮箱专业厂进行了修理。有的风场齿轮箱损坏率高达40~50%，极个别品牌机组齿轮箱更换率几乎接近100%。虽然齿轮箱发生损坏不仅仅在我国出现，全世界很多地方同样出现过问题，但在我国目前风电机组运行出现的故障中已占了很大比重，应认真分析研究。
) f2 t& o. v7 V1) 过去小容量风电机组齿轮箱多采用平行轴斜齿轮增速结构，后来为避免齿轮箱造价过高、重量体积过大，500kW以上的风电机组齿轮箱多为平行轴与行星轮的混合结构。由于风电机组容量不断增大，轮毂高度增加，齿轮箱受力变得复杂化，这样就造成有些齿轮箱可能在设计上就存在缺陷。
* r  X7 A" I) u+ u  h2) 由于我国有些地区地形地貌、气候特征与欧洲相比有特殊性，可能对标准设计的齿轮箱正常运行有一定影响。我国风电场多数处于山区或丘陵地带，尤其是东南沿海及岛屿，地形复杂造成气流受地形影响发生崎变，由此产生在风轮上除水平来流外还有径向气流分量。我国相当一部分地区气流的阵风因子影响较大，对于风电机组机械传动力系来说，经常出现超过其设计极限条件的情况。作为传递动力的装置-齿轮箱，由于气流的不稳定性，导致齿轮箱长期处于复杂的交变载荷下工作。由于设备安装在几十米高空，不可能容易地送到工厂检修，因此经常进行状态监视可以及时发现问题，及时处理，还可以分析从出现故障征兆到彻底失效的时间，以便及时安排检修。
3) 在我国北方地区，冬季气温很低，一些风场极端(短时)最低气温达到-40℃以下，而风力发电机组的设计最低运行气温在-20℃以上，个别低温型风力发电机组最低可达到-30℃。如果长时间在低温下运行，将损坏风力发电机组中的部件，如齿轮箱。因此必须对齿轮箱加温。齿轮箱加温是因为当风速较长时间较低或停风时，齿轮油会因气温太低而变得很稠，尤其是采取飞溅润滑部位，无法得到充分的润滑，导致齿轮或轴承短时缺乏润滑而损坏。如果机舱温度也很低，那么管路中润滑油也会发生流动不畅的问题，这样当齿轮箱油不能通过管路到达散热器，齿轮油温会不断上升直至停机。
归纳起来，我们可以分析在我国风电场经常发生齿轮箱故障可能主要有以下原因：
1．齿轮箱润滑不良造成齿面、轴承过早磨损
——大气温度过低，润滑剂凝固，造成润滑剂无法到达需润滑部位而造成磨损
& t, x9 Q6 @  p) A——润滑剂散热不好，经常过热，造成润滑剂提前失效而损坏机械啮合表面
——滤芯堵塞、油位传感器污染，润滑剂“中毒”而失效
- B6 r7 j$ m: R7 D: w2．设计上存在缺陷
齿轮的承载能力计算一般按照ISO6336(德国标准DIN3990)进行。当无法从实际运行得到经验数据时，厂家可能选用的应用系数KA为1.3，但实际上由于风载荷的不稳定性，使得设计与实际具有偏差，造成齿轮表面咬伤甚至表面载荷过大而疲劳破坏。说明当选择应用系数KA为1.3时，齿轮传动链中载荷远超出按假设设计值。如果轴承选择不合适，由于轴向载荷相当大，而造成轴承损坏。
3．失速调节型风电机组安装角如果设置过大时，冬季就会出现过功率现象，过高载荷影响齿轮箱的寿命。

wang1988

不知到有什么软件可以用来做分析？

wiminc

其实直驱应该是发展趋势，但是技术还没有那么成熟。毕竟齿轮传动发展时间长。技术成熟。
另外，由于国家现在大力发展风力发电，所以可以预计，在未来的几年，风力发电市场会越来越强。齿轮箱基本是国内厂家提供，基本能满足国内需求。有名的是南高齿，杭州齿轮，重齿，德阳二重，大连大重等。个人觉得更多的应该是工艺方面的问题。

foreverspring

很好的一个发展方向，我知道大连好像有个什么厂做风力发电配套的减速箱，具体什么厂家记不起来了

jhy02122298

其实对于踏入社会的设计师而言，设计已经不是设计本身了，很多时候要考虑成本因素，所以很多设备看上去是设计问题，而实际上是设计师受到压力，不得不降低材质或者结构精密程度以换取利益的最大化，其结果就是大部分设备精密处虽然加工质量尚可，但无关紧要或次要的地方就马虎而过。这不仅在风力领域有，其他地方随处可见。

upben

我公司致力于风电齿轮的制造和生产，机加工，热处理，精加工绝对是国内一流 13616204136

cxk118

齿轮箱的问题较为复杂，这不但由于风的不稳定而造成扭矩的不稳定，同时，由于电网的波动也会导致齿轮箱的扭矩冲击，而且后者的影响也许更加大，且无法预测。看来要想解决齿轮箱的问题，不但需要机械方面加深研究，更加要从电气、控制方面做深入的分析。

YUEYUE520

看来风力发点现在还是热门现在有很多厂家都准备做风力发电了

YUEYUE520

我们厂以后也要搞风力发电

llok

国产齿轮箱基本过关，但小问题特别多，基本上是本着能用就行的心态，根本不注重细节。
$ L6 v( |5 y+ c+ ], d+ L一个渗漏油的问题都解决不了，上面提及的某上市公司产品售后人员亲口说：就没有不漏油
5 e: Y7 R, g' D( g# g# {的，不过请放心，他们会有2年的服务期的。。。。。。