风机毕业设计
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酒 泉 职 业 技 术 学 院
毕业设计（论 文）
2010 级 风能与动力技术 专业
题 目: 双馈异步风力发电机组齿轮箱
的故障分析与处理
毕业时间： 二 O 一 三 年 六 月
学生姓名： * * *
指导教师： * *
班 级： 10 风 电 （2） 班
2012 年 12月20日
酒泉职业技术学院 2013 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。 姓名 王吉波 班级 10风电（2）班 专业 10风能与动力技术
指导教师第一次指导意见
年 月 日
指导教师第二次指导意见
年 月 日
指导教师第三次指导意见
年 月 日
指导教师评语及评分
成绩： 签字（盖章） 年 月 日
答辩小组评价意见及评分
成绩： 签字（盖章） 年 月 日
教学系毕业实践环节指导小组意见
签字（盖章） 年 月 日
学院毕业实践环节指导委员会审核意见
签字（盖章） 年 月 日 目 录
摘要 .................................................................. 1
一、概述 .............................................................. 1
（一）风力发电机组齿轮箱发展现状 .................................. 1
（二）国内外风力发电发展概况 ....................... 错误!未定义书签。
二 、风力发电机组齿轮箱的介绍 ......................................... 3
（一）风力发电机组齿轮箱的结构及作用 ............................... 3
（二）风力发电机组的结构及齿轮箱的布置形式 ......................... 4
三 、风力发电齿轮箱的故障分析与处理 ................................... 5
（一）齿轮箱常见故障故障分析及处理方式 ............................. 5
1.断齿 ......................................... 错误!未定义书签。
2.点蚀 ......................................... 错误!未定义书签。
3.齿面胶合 ..................................................... 5
4.齿根疲劳裂纹 ................................................. 6
5.齿面接触疲劳 ................................................. 6
6.轴承损坏 ..................................................... 6
7.断轴 ......................................................... 6
（二）风力发电机组齿轮箱的维护 ..................................... 8
1.腐蚀状况和泄漏情况检查 ....................................... 8
2.维护安全防护 ................................................. 8
3.齿轮箱检外部检查 ............................................. 8
4.油液检查 ..................................................... 8
5.检查齿轮 ..................................................... 8
6.清洁空气滤清帽 ............................................... 8
7.检查齿轮箱的弹性支撑 ......................................... 8
8.润滑冷却循环系统检查 ......................................... 8
四 、发电的发展存在问题和主要趋势风力 ................................. 9
(一）我国风电齿轮箱设计生产存在问题 ............................... 9
（二）风电发展的主要趋势 ........................................... 9
1.单机容量增大 ................................................. 9
2.结构形式多样 ................................................. 9
3.海上风电场前景广阔 .......................................... 10
五、总结 ............................................................. 10
参考文献: ............................................................ 11
致 谢 ................................................................ 12
1 双馈异步风力发电机组齿轮箱的故障分析与处理
摘要: 风电场业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为机组的核心部件，倍受国内外风电行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步比较晚，技术比较薄弱，特别是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱，主要依靠引进国外技术。因此对兆瓦级风电齿轮箱的进行自主开发研究，真正掌握风力发电齿轮箱的设计制造技术是风电装备厂亟待解决的的一个重大课题。而齿轮箱作为风力发电机组的核心部件对整个风力发电机组的运行发电起了至关重要的作用，分析运行中出现的问题并能够合理解决在保障风机正常运行的同可以减少很多不必要的损失从而减低发电成本。
关键词：风力发电机 ；齿轮箱；故障分析处理；日常维护
一、概述
（一）风力发电机组齿轮箱发展现状
面对当前不可再生能源短缺的境况，许多国家都致力于发展清洁能源，主要有风能、太阳能等，但规模最大的是风力发电。随着风力发电技术的日趋成熟，市场的逐步扩大，风力发电已成为增长最快的可再生能源之一，并具备了与常规能源竞争的能力。而风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组中最重要的部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。风机增速齿轮箱作为风力发电机组的配套产品，是风力发电机组中一个重要的机械传动部件，它的功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，使其得到相应的转速进行发电，它的研究和开发是风电技术的核心，并正向高效、高可靠性及大功率方向发展。在风力发电机组出现的故障中齿轮箱的损坏率在机组部件中最高的由于风力发电机的组装在风电场，齿轮箱受变载荷、强阵风的冲击，环境温度变化较大，齿轮箱故障所占比重较大。随着风力机组的不断升级，风力发电机容量的增大，齿轮箱故障所带来的损失越来越大发生故障是不可避免的若出现故障，对发电机组带来的影响很大，维修也非常困难。所以齿轮箱故障诊断的研究是非常必要的。目前，主要有三种风力发电机，一种依靠齿轮箱增速的双馈异步风力发电机，一种是永磁直驱风力发电机组，第三种是半直驱风力发电机，第一种的生产技术较为成熟，而 2 且在风电场中是主流机型，使用较多的机型。双馈感应发电机所加装的电力电子变流器的功率占风力机组的30%，虽然没有了齿轮箱，风力机的故障发生率以及维护成本都大幅下降，但为了将直驱风力发电机组联接电网，要给它加装一个全功率的电力电子变流器，而变流器的价格非常高，增加了发电成本。鉴于以上两个原因风电机组齿轮箱故障研究有重要现实意义。
(二）国内外风力发电发展状况
风能是一种清洁的永续能源，与传统能源相比风力发电不依赖外部能源，没有燃料价格风险，发电成本稳定，也没有碳排放等环境成本；此外可利用的风能在全球范围内分布都很广泛。正是因为有这些独特的优势，风力发电逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分。根据全球风能理事会的统计，全球的风力发电产业正以惊人的速度增长，在过去10年平均年增长率达到28％，为了促进该产业的发展许多国家采取了诸如价格、市场配额、税收等各种激励政策，从不同的方面引导和支持风电的发展。在政策的鼓励下，2007年全球风电新装机容量约为2000万千瓦，累计装机9400万千瓦。欧洲和美国在风电市场中占统治地位，其中德国是目前风电装机最大的国家，装机容量超过2000万千瓦；美国和西班牙也都超过了1000万千瓦：印度是除美国和欧洲之外新装机容量最大的国家，装机总容量也超过600万千瓦。世界风电前十名国家近05至07年发展情况如图1-1所示。
2010年，国家气候中心也采用数值模拟方法对我国风能资源进行评价，得到的结果是：在不考虑青减高原的情况下，全国陆地上离地面l0米高度层风能资源技术可开发量为25.48亿千瓦。依据目前的趋势，到2020年，我国风电累计装机可以达到7000万千瓦。届时风电在全国电力装机中的比例接近6％，风电电量约占总发电量的2.8％，风电和常规电力相比，成本优势已比较明显。至2030年，风电在全国电力容量中的比重将超过11％，可以满足全国5.7％的电力需求，由于风力发电机
