风力发电机桨叶的组装

酒泉职业技术学院毕业设计（论文）2012 级风能与动力技术专业题目： 1.5MW 永磁直驱风力发电机组变桨系统安装工艺分析毕业时间：二〇一五年六月学生姓名：孙斌指导教师：张康班级：2012级风能与动力技术（3）班2014年6月21日酒泉职业技术学院2015 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表说明：1、以上各栏必须按要求逐项填写.。

2、此表附于毕业论文(设计)封面之后。

目录摘要： (2)一、永磁直驱风力发电机组概述 (2)（一）永磁直驱风力发电机组的特点 (2)（二）变桨系统的工作原理 (4)（三）变桨系统的部件结构分析 (4)二、变桨系统部件安装工艺流程分析 (5)(一)变桨盘的安装 (6)(二)安装凸轮开关挡块和接近开关感应块 (8)（三）安装变桨轴承 (10)（四）变桨减速器和驱动轮的安装 (12)（五）变桨电机的安装 (17)（六）限位开关支架的安装 (18)（七）齿形带和变桨锁的安装 (19)三、技术改进 (21)四、总结 (22)参考文献： (23)致谢 (24)永磁直驱风力发电机组变桨系统安装工艺摘要：风力发电机组电控系统主要由变桨系统、变流系统、主控系统以及监控系统组成。

变浆系统是风力发电机的重要组成部分，其中变桨系统的主要作用是通过控制输出功率对风机速度进行调整，达到最理想状态。

当风速超过额定风速时，通过调整叶片的桨距角降低风机转速，使风机额定功率输出，从而防止发电机和逆变系统过载，保证风机正常稳定的运行。

当风速小于额定风速时，通过变桨系统改变桨距角，吸收更多的风能提高Cp（风能吸收系数），保证最高效的发电，提高风机的发电量。

而变桨系统中的变桨电机、变桨减速器、驱动支架等是永磁直驱风力发电机组中非常重要的机械部件，其决定着风能有效和最大化的被利用。

本文围绕风力发电机变浆系统的构成、作用及原理、安装工艺和常见故障分析等进行论述。

关键词:变桨系统; 变桨电机;变桨减速器;驱动支架;齿形带（一）永磁直驱风力发电机组的特点直驱式风力发电机（Direct-driven Wind Turbine Generators），是一种由风轮直接驱动发电机的风力发电机组，亦称无齿轮风力发电机组，这种风力发电机采用多极发电机与风轮直接连接进行驱动的方式，免去了齿轮箱这一传统部件。

风力发电场风机叶轮组装及吊装施工工艺1．前言由于风机有叶轮较长、轮毂高度高、叶轮组合体在起吊后要在空中旋转90度、叶轮组合体在空中受风力影响较大不宜在空中停留太长的施工特点和难点，导致风机叶轮组合和吊装在整个风机吊装过程中是关键工序。

为了确保工程质量和安全，优质高效地完成吊装任务，在风机叶轮组装时，利用中心轮毂设备支架和用槽钢制作两组临时支架的三点稳定性，使风机另一组叶轮悬空，悬空的叶轮下的场地可以不做场平和压实处理，减少施工用地和临时征地费用；在叶轮吊装时，利用轮毂法兰上的均匀分布的螺栓孔，可以科学的定位轮毂起吊后由水平转为垂直向下时的重心位置，也就是上侧吊耳从重心螺栓向上隔1孔，下侧吊耳从重心螺栓向下隔2孔，可以保证起吊后的叶轮平稳，又可以顺利使轮毂上的螺栓穿入机舱螺栓孔中，减少叶轮在空中停留时间。

山西省****公司风电工程项目部同设备厂家进行科学的分析，提出利用中心轮毂设备支撑架和两组叶轮临时支撑的三点的稳定性，保证了叶轮组装时的安全稳定性，另外根据以往的施工经验和对轮毂上的螺栓孔进行精确的计算，确定出起吊后整个叶轮的重心位置，科学的安装风机轮毂的起吊吊耳，这样既保证了叶轮吊装时的平衡，又保证了轮毂与机舱连接时的顺利就位。

这项技术已成熟应用风力发电场，技术比较先进，有较好的经济效益和社会效益。

2．工法特点2.1利用中心轮毂的设备支架和两组叶轮的临时支架三点支撑，保证了叶轮组装时的稳定性。

2.2减少叶轮组装时三组叶轮同时支撑施工用地，减少了山区地带整平场地的费用。

2.3叶轮的临时支撑架能重复使用，减少施工费用。

2.4根据以往的施工经验和对轮毂上的螺栓孔进行精确的计算，使安装的吊耳在起吊后整个叶轮的重心位置，既保证了起吊后叶轮的平稳，又缩短叶轮与机舱在空中连接的时间，从而减少了叶轮在空中停留时间，增加叶轮吊装时的安全性。

3．适用范围适用于施工场地相对较小的山区地带的叶轮组装和吊装工作。

4．工艺原理风力发电场一般建在地形复杂、风资源较好的山区地带，这样就造成了向风机叶轮兜风大的组合体组合和吊装的困难。

新疆金风科技股份有限公司编号：金风1500KW系列风力发电机组叶轮安装作业指导书版本：A０编制：校对：审核：标准化：2007-04- 发布2007-04- 实施目录1．叶轮安装工艺流程 (2)2．叶片的卸货与摆放要求 (2)2.1叶片检查 (2)2.2叶片卸货 (2)2.3叶片摆放 (2)3．轮毂变桨总成的卸货与摆放要求 (3)3.1轮毂总成检查 (3)3.2轮毂总成卸货 (3)3.3轮毂总成摆放 (4)4．叶轮安装作业流程 (4)4.1叶片的清洁 (4)4.2叶片连接螺栓安装 (5)4.3齿形带的拆卸 (5)4.4叶片与轮毂组对 (6)4.5挡雨环及导流罩的安装 (7)4.6叶轮吊装 (9)4.7人工变桨 (10)叶轮安装作业指导1．叶轮安装工艺流程叶片摆放轮毂总成摆放叶片的清洁叶片连接螺栓安装齿形带的拆卸叶轮组对挡雨环及导流罩的安装叶轮吊装人工变桨齿形带的安装及调节叶轮卫生的打扫2．叶片的卸货与摆放要求2.1叶片检查a)到货检验：随机文件、外观、零部件齐全、完好；b)检查所有叶片表面是否有划痕或损伤，如果发现叶片上出现裂纹或损伤，必须由专业人员在吊装前完成修复。

2.2叶片卸货a)在叶片的后缘部位安放叶片护具，吊带安装在叶片制造商规定的起吊位置处，采用扁平吊带吊卸叶片，详细可参照附于叶片根部的卸吊表，见图2.1，工具见表2.1；b)起吊前，在叶片的叶根和叶片主体靠近端面处适当位置通过帆布袋固定导向绳，在起吊过程中，设专人拉住导向绳，控制叶片移动。

c)起吊前应注意吊带与前缘接触面的保护，可放置护具工装进行保护。

图2.12.3叶片摆放a)叶片摆放在预先指定的地方，不能影响塔架、机舱、发电机的吊装；b)为防止叶片倾翻，摆放时应注意现场近期内的主风向，叶片顺风放置，且叶片根部呈迎风（主风向）状态；c)放置地势一定要选择较平坦的地方，若出现凸凹不平，则需要进行回填或是开挖。

如果场地呈一定程度的坡度，且坡度方向与主风向一致，则顺风放。

风力发电机叶片制作工艺流程传统能源资源的大量使用带来了许多的环境问题和社会问题，并且其存储量大大降低，因而风能作为一种清洁的可循环再生的能源，越来越受到世界各国的广泛关注。

风力发电机叶片是接受风能的最主要部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证发电机组正常稳定运行的决定因素，其成本约为整个机组成本的15%-20%。

根据“风机功价比法则”，风力发电机的功率与叶片长度的平方成正比，增加长度可以提高单机容量，但同时会造成发电机的体积和质量的增加，使其造价大幅度增加。

并且，随着叶片的增大，刚度也成为主要问题。

为了实现风力的大功率发电，既要减轻叶片的重量，又要满足强度与刚度要求，这就对叶片材料提出了很高的要求。

1 碳纤维在风力发电机叶片中的应用叶片材料的发展经历了木制、铝合金的应用，进入了纤维复合材料时代。

纤维材料比重轻，疲劳强度和机械性能好，能够承载恶劣环境条件和随机负荷，目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯（环氧）树脂。

但随着大功率发电机组的发展，叶片长度不断增加，为了防止叶尖在极端风载下碰到塔架，就要求叶片具有更高的刚度。

国外专家认为，玻璃纤维复合材料的性能已经趋于极限，不能满足大型叶片的要求，因此有效的办法是采用性能更佳的碳纤维复合材料。

1）提高叶片刚度，减轻叶片质量碳纤维的密度比玻璃纤维小约30%，强度大40%，尤其是模量高3～8倍。

大型叶片采用碳纤维增强可充分发挥其高弹轻质的优点。

荷兰戴尔弗理工大学研究表明，一个旋转直径为120m的风机的叶片，由于梁的质量超过叶片总质量的一半，梁结构采用碳纤维，和采用全玻璃纤维的相比，质量可减轻40%左右；碳纤维复合材料叶片刚度是玻璃纤维复合材料叶片的2倍。

据分析，采用碳纤维／玻璃纤维混杂增强方案，叶片可减轻20％～30％。

Vesta Wind System 公司的V90型3.0 MW发电机的叶片长44m，采用碳纤维代替玻璃纤维的构件，叶片质量与该公司V80 型2.0MW发电机且为39m长的叶片质量相同。

第十一章: 风力发电机组装配与安装并网型风力发电机组属于重型发电设备，整个设备高达百米以上，重量在数百吨，因此风力发电机组的装配不可能在生产厂全部完成。

因为若在生产厂完全装配好，到风电场的运输问题目前根本无法解决。

所以风力发电机组的装配是在生产厂进行部分装配，而未装配的部件留待在风电场安装时再进行现场装配。

由于各生产厂装配工艺不同，对运输方式的选择不同，各生产厂装配方式略有差异。

目前装配恒频恒速失速型机组一般采用机舱在工厂组装，叶片、轮毂、塔架采用风电场现场安装方式。

变浆距变速恒频机组多采用除叶片和塔架外，其余零部件装配都在生产厂完成；这种方式变浆距系统在台架上调试方便，现场装配工作量小，可以节省吊装工时费用。

MW级风电机组现场安装需要使用200吨的超长臂坦克吊，一天费用达30万元左右。

1.5MW风电机组的整个机头重量在80吨左右，体积在10米×3.8米×3.8米左右，运输时需要使用重型元宝车。

11.1 风力发电机组的工厂装配一、风电机组的装配的一般要求1、进入装配的零部件（包括外购件、外协件）均应具有检验部门的合格证，方能进行装配。

2、零部件在装配前应当清理并清洗干净，不得有毛刺、翻边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。

3、装配前应对零部件的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。

经钳工修整的配合尺寸，应由检验部门复检，合格后方可装配，并有复查报告存入该风力发电机组档案。

4、除有特殊规定外，装配前应将零件尖角和锐边倒钝。

5、装配过程中零部件不允许磕伤、碰伤、划伤和锈蚀。

6、油漆未干的零部件不得进行装配。

7、对每一装配工序，都要有装配记录，并存入风力发电机组档案。

8、零部件的各润滑处装配后应按装配规范要求注入润滑油（润滑脂）。

二、装配连接要求（一）、螺钉、螺栓连接1、螺钉、螺栓和螺母紧固时严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。

紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。