對風力發電機組機械傳動技術的探究

摘要：隨著社會主義制度的不斷完善，國民經濟的不斷發展，能源問題成為一個突出問題。要實現可持續發展，就必須要開發綠色可再生資源，我們不能為了發展而發展，而是要實現經濟又好又快的發展，只有這個才是科學發展之根本?，F如今對風能的利用開發，越來越引起人們的重視，所以風力發電機組機械傳動技術就顯得尤為重要。下面我就對風力發電機組機械傳動技術進行探究和分析，并希望能借此拋磚引玉，讓更多的人去關注我們資源短缺問題，以及新技術的應用。

關鍵詞：風能；風力發電機組；傳動技術； 優化系統

風能，作為一種可再生的綠色清潔能源，引起了越來越多的人的關注。而對于我們風能大國，更是應該，高效科學的去發展風力發電機組機械傳動技術，為我國，為我人民創造更多的財富。將風能轉化為電能是風力發電機組的主要作用，并且風能與電能轉化過程中的布局和傳動方式都影響著發電機的發電效能。而風力發電機組機械傳動技術，是風力發電機組技術中的一種，我們要不斷去優化內部系統，加強傳動技術的作用。這種技術也為我們解決了很多難題。因此，我將在我下面的文章中具體去闡述和分析一下該技術。

1.風力發電機組機械傳動技術的構造與原理

在講風力發電機組機械傳動技術的構造與原理時，我主要通過三方面來說，即風力發電電源的構成與發展，傳動技術，偏航和變槳距傳動技術。下面就具體來闡述一下?！帮L力發電機組、支撐塔架、并網控制器、蓄電池組、逆變器、卸荷器、蓄電池充電控制器、”等是組成風力發電電源的基本的部件構成；而風輪和發動機則是風力發電機組的重要構成，其中發電機組當中的風輪則包含車轂、葉片等組成構件；并且葉片能夠通過風力進行旋轉發電、推動發電機機頭轉動。鑒于要開發使用低能環保的綠色能源，所以這一技術，在當今不斷的得到改進與發展。我們國家很早以前就會使用傳動技術，如齒輪傳動、繩帶傳動和鏈傳動。傳動技術，能夠通過改變力的方向和速度，并使得傳動裝置部件的選用和設計要配比風力發電機組的要求?！昂唵蔚臉嬙?，平穩的傳輸、以及噪音的最小化，是帶傳動的顯著特點。這些傳動帶自身攜帶的功能能起到緩沖吸振的作用，就算是超載，也只會在帶輪上打滑，不會對其他零件磨損，產生很好的保護作用。常用的帶傳動有兩種形式，即平帶傳動和V帶傳動。我將引用宣安光，在對風力發電機組機械傳動技術的探討中的對偏航和變槳距傳動技術的分析來詮釋，即“為了獲取足夠的風能，偏航機構必須始終要處于迎風位置，這樣才能及時追蹤風向的變化。當風力機開始偏轉時，偏航加速度將產生沖擊力距。偏航轉速和其加速度成正比，成倍增加了沖擊力。”

2.機組動力傳動的關鍵技術問題

由于發電機組自身，對環境要求和使用工況條件比較特殊，因此它對傳動裝置有著嚴格的要求；外加上，有很多外在的不確定的因素，也會使風力機組變得異常的不穩定，常見的問題主要有風輪變化多端，異常載荷，導致電網不夠穩定；機艙剛性不足，則會引起強烈振動。此時傳動技術則起著至關重要的作用。風力發電機組的傳動鏈的運作原理是，通過風帶動葉輪轉動，葉輪與齒輪箱通過主軸剛性連接，經過齒輪箱的增速從而帶動發電機轉動，當達到一定的轉速時，風力發電機組并網發電。齒輪箱內部的輸入軸軸承除承受轉矩以外，還需要承受彎矩及徑向力和軸向力，需要加強齒輪箱的箱體和行星架兩端的軸承；齒輪箱彈性支撐的作用是吸收沖擊轉矩，風輪傳過來的傾覆力矩和徑向力和軸向力由兩個軸承吸收，前軸承起支撐作用，后軸承會將載荷轉化成轉矩， 由于上述， 所以只有轉矩進入齒輪箱， 在一定程度上保護了齒輪箱。而齒輪箱的外形的設置，根據傳動鏈的要求，對于變漿距風機，輸出周和輸入軸的距離是有要求的，齒輪箱的結構一般為1p+2h，2P+1h，2p/1p的。隨著科技的不斷進步與發展，現在風力發電機組的傳動效率越來越高，發電機由風力機經過傳動裝置進行驅動運轉，所以這種方式無疑要恒定風力機的轉速，這種方式會影響到風能的轉換效率；另一種方式就是發電機轉速隨風速變化，通過其它的手段保證輸出電能的頻率恒定，即變速恒頻運行。風力機的風能利用系數跟葉尖速比（葉輪尖的線速與風速的比值）有關，存在某一確定的葉尖速比，使Cp達到最大值。

3.導致直驅永磁型和雙饋異步風力發電機組傳動效率上的差異原因

直驅永磁型風力發電機組在穩定性，功率因數也不易調節，傳動效率的成熟上，實際應用中都不如雙饋異步風力發電機組，但在低風速區域，直驅永磁型風力發電設備具有優勢，能夠相對高效的傳動。兩者的驅動鏈結構不同，雙饋異步風力發電機組有齒輪箱，維護成本高，直驅永磁型則無齒輪箱或低傳動比；電機種類的不同，雙饋異步屬于電勵磁，直驅永磁型是永磁，需要考慮永磁體退磁問題；變流單元的不同，雙饋異步，IGBT，單管額定電流小，技術難度大；直驅永磁型IGBT，單管額定電流大，技術難度小等問題都會導致兩者在傳動效率的不一樣。

4.小結

本人結合多年實踐工作經驗，就風力發電機組機械傳動技術展開了探討，系統地詮釋了風力發電機組機械傳動技術的構造與原理，并且分析了機組動力傳動的關鍵技術問題；和導致直驅永磁型和雙饋異步風力發電機組傳動效率上的差異原因。但是由于自身知識和見識的局限，可能不能說的那么全面，只是希望大家能通過我的文章能夠多多關注風力發電機組機械傳動技術的發展。

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