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风电技术发展趋势及风力发电设备液压及密封应用

2012-07-11 16:29
科技那回事
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  风电技术发展趋势

  1、更大的尺寸和功率

  叶片直径/功率比逐年增加。 以1.5MW风机为例,自1997、2000、2003年直径分别为65米、69米、74米风电材料设备 2、海上风场的建设成为未来发展趋势

  风机噪声将随叶尖速度急剧上升。 对一定的功率而言,传动链负载与噪声之间存在此消彼长的关系,对于陆地风场,噪声是一个主要的制约;离陆地30公里以外的海上风场的风机噪声不会如此敏感;风 另外,风力资源和大型传动部件的运输都是海上风力发电发展的理由。

  3、大功率风机的叶片桨距是连续变化的,未来变桨调节控制将成为标配。

  4、变速恒频,利用变速恒频发电方式,风力机就可以改恒速运行为变速运行,这样就可能使风轮的转速随风速的变化而变化,使其保持在一个恒定的最佳叶尖速比,使风力机的风能利用系数在额定风速以下的整个运行范围内都处于最大值。

  5、采用直接驱动发电机

  在原理上通过转子滑环与励磁电路达到同步,风力发电机直接与风机转子联接而取消齿轮箱的优势是降低的设备投资、减小了机舱重量、传动链效率损失、维修成本及维修停机时间; 风力发电设备液压及密封应用

  一)、风电液压系统

  风机是有许多转动部件的。机舱在水平面旋转,随时跟风。风轮沿水平轴旋转,以便产生动力。在变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况。在停机时,叶片尖部要甩出,以便形成阻尼。液压系统就是用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等状态下使用。

  1、驱动系统

  风力发电机使用两个驱动系统,即制动系统(偏转器和主轴一高速轴回转系统)和叶片角度控制及机舱偏转器回转控制系统。制动系统用液压控制,而叶片和偏转器的控制则用液压或电气驱动方式。采用那一种传动的争论在风力发电机的设计中也不例外。至于采用液压还是电气来控制叶片角度的输出功率、速度或频响,一般取决于制造厂家的经验而定。

  2、变桨控制系统

  叶片角度(变桨)控制系统设计时主要应考虑当风力发电机遇到像台风等强风力时,机组能立即停止运行,以使电源中断,而此时的叶片需要控制在和风向相平行的位置上,确保叶片不再转动,电源中断后,机组的能量贮存系统开始工作,如液压蓄能器或蓄电池。用液压控制时,用液压直线驱动器(液压缸),用电气控制时,采用电气回转式驱动器。装在主轴内的液压直线驱动器,及停止时应用的蓄能器也装在轴内。

  国外液压直线驱动器是将液压、电子、电气的优点融合在一起的液压直线驱动装置(Electro-hydraulic system),简称Hybrid 系统,这种系统节能是值得提倡。 另外,风力资源和大型传动部件的运输都是海上风力发电发展的理由。

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