东汽2MW弱风型风力发电机组FD108C-000101ASM-2 (修复的)
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风力发电机组产品说明书FD108C-000101ASM前言东汽2MW弱风型风力发电机组是东方汽轮机有限公司自主研发，具有独立知识产权的新机型。
该机型采用模块化设计，结构简单，易于维护，价格低廉。
该机型承袭了东汽现有机型的控制策略、电气系统、偏航系统、塔架、机架等成熟结构和技术，并采用了更大的风轮直径，产品经济适用，能满足风力资源欠丰富地区低风速风电场的开发需求。
1 机组技术特点2MW弱风型风力发电机组的主要技术特点如下：a)2MW弱风型风力发电机组采用水平轴、三叶片、变桨距调节、主轴两点支撑结构、双馈异步发电机系统。
b)承袭了东汽现有机型的所有优点，并在此基础上进行优化设计，使机组性能有了进一步的提高。
c)采用电气驱动变桨结构，实现单叶片独立变桨。
制动系统采用叶片顺桨实现空气制动，降低风轮转速，同时配备转子制动器做辅助刹车，安全性高。
d)传动链采用两点支撑结构，齿轮箱与主机架之间采用性能优越的液压弹性支承连接，能有效降低传动链的各种冲击载荷，提高了系统的减震性能，延长齿轮箱的使用寿命。
e)变速恒频系统。
欠功率状态下（风机低于额定风速运行状态）为转速控制，调整发电机转子转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比上，以输出最大功率；额定功率状态下（风机高于额定风速运行状态）为功率控制，通过叶片的变桨矩控制，实现功率的恒定输出。
f)塔底与机舱之间采用光纤通信，提高了可靠性，便于实现远程控制。
电气系统分别由不同的电源供电，抗干扰能力强。
g)机舱采用了人性化的设计方案，工作空间较大，方便运行人员检查维修，同时还设计了电动小吊车，方便工具及备件从地面和机舱的起吊。
h)变频器采用转子电路部分功率变频技术，采用六极带滑环的双馈异步发电机，性能好，成本低。
i)自动偏航系统能够根据风向标所提供的信号自动确定风机的方向。
当风向发生变化时，控制系统可根据风向标信号，通过偏航驱动使机舱自动对准风向。
偏航系统在工作时带有阻尼控制，通过优化的偏航速度，使机舱偏航旋转更加平稳。
j)发电机、变流器采用空冷技术，冷却效率高，体积小、重量轻，防护等级高。
2 机组技术参数2.1 总体数据3 机组结构和零部件说明本节将介绍风力发电机组的各个零部件及各个功能模块，详细介绍各个部件的技术特点。
3.1 机组结构组成综述2MW 弱风型风力发电机组主要部件包括：叶片、轮毂、变桨系统、传动系统（主轴、主轴轴承及轴承座、齿轮箱、转子制动器、联轴器）、发电机、控制系统、偏航系统、机架、塔架、测风系统等。
具体如下图1所示：图1 2MW 弱风型风力发电机组机舱内部结构图-3.2 风轮风轮用于将空气的动能转化为风轮转动的机械能。
2MW 弱风型风力发电机组的风轮直径为107.708米，重量约58吨，主要由叶片、导流罩、轮毂、变桨驱动装置、变桨控制系统、变桨润滑系统等部件组成。
2MW 弱风型风力发电机组采用三叶片，上风向的布置形式；采用电气变桨装置，每偏航系统连接叶片连接塔架齿轮箱控制柜轮毂变桨系统传动系统转子制动器联轴器 发电机一只叶片配有一个独立的变桨轴承，变桨轴承连接叶片和铸铁结构的轮毂。
叶片桨距角可根据风速和功率输出情况自动调节。
风机维护时，风轮可通过锁紧销进行锁定。
整个风轮通过高强度螺栓与主轴连接，主轴通过轴承座固定在机架上。
3.2.1 设计特点a) 机组功率调节采用变桨距控制。
在额定功率点后，风机输出功率保持恒定，同时变桨距控制在风机运行过程中能有效降低机组所受载荷。
b) 变桨范围从0°到92°。
变桨速度在0.1°/s~7°/s内，根据不同的工况，可自动控制变桨速度，顺桨速度可达7º/ s。
风轮转速在6.78～14.9rpm的范围内进行变速运行。
c) 采用带有外齿圈的变桨轴承，有效地减小了轮毂的外形尺寸及重量，使结构更加紧凑。
3.2.2 轮毂特点轮毂采用球墨铸铁铸造而成，经过严格的磁粉探伤和超声波探伤，具备完整的涂覆层。
整个轮毂受力部分全部采用高强度的紧固件连接，可有效保证轮毂在极端恶劣工况下的安全性。
轮毂内有充足的空间，可方便地进行检修维护工作。
3.2.3 叶片特点叶片的外形采用了最新的空气动力学翼型优化成果，并且按高精度的要求制造，实现最大风能的捕获。
三叶片通过变桨轴承采用高强度螺栓连接在轮毂法兰上。
叶片有如下特点：a) 叶片的材料为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，该材质的特点是密度小、强度高。
密度为1.6～2.0g/cm3，比铝轻，强度比高级合金钢高。
具有良好的耐腐蚀性，在酸、碱、有机溶剂及海水等介质中性能稳定；具有良好的电绝缘性；不受电磁作用的影响，不反射无线电波；具有保温、隔热、隔声、减振等特点。
叶片的工作温度范围宽。
叶片外表面采用工业级聚氨酯涂层。
b) 叶片根部联接螺栓等金属结构，全部采用了有效的涂覆层。
每一个叶片与轮毂之间的接口尺寸完全一样，可确保叶片相互替换而不会影响风轮的运行。
叶片还配备有防雨罩，可防止雨水进入轮毂。
靠近叶尖处设有配重室，以保证整个风轮的质量平衡。
c) 叶尖和叶中均装有雷电接闪器，在叶根法兰位置设置了雷电记录装置，可以自动记载叶片的最大雷击电流。
3.3 传动系统3.3.1 结构描述传动系统实现将风轮捕获的能量传递给发电机。
主要部件如下图2所示包括：主轴、齿轮箱、转子制动器、联轴器、发电机等。
图2 2MW 弱风型风力发电机组传动系统3.3.2 传动系统特点a) 传动系统采用两点支撑结构，安装于机架上，两个主轴轴承均为双列调心滚子轴承，其中靠近风轮侧的轴承为浮动轴承，靠近齿轮箱侧的轴承为固定轴承。
两点支撑结构能很好地平衡系统的振动冲击，改善齿轮箱受载情况，保证结构的稳定性。
b) 两个主轴轴承分别通过两个独立轴承座支撑。
靠近风轮侧的主轴轴承座体内有一套风轮锁紧装置，机组在进行调试、维护、检修时，可通过该锁紧装置把整个传动系统固定锁死，工作人员可以安全地在机舱和轮毂内工作。
轴承座采用球墨铸铁材料，具有良好的抗震性。
轴承座通过迷宫式油封和“V ”型圈对轴承的润滑油脂进行双重密封，有效地阻止了油脂的泄露，使机舱保持清洁而又不受污染。
c) 风机主轴采用锻件。
主轴的前端带有法兰，与轮毂相连。
主轴的后端直接插入齿轮箱的行星齿轮架，并通过胀紧套安全可靠地与齿轮箱连接在一起。
发电机联轴器 转子制动器齿轮箱 主轴 轴承座d) 齿轮箱的结构形式为一级行星齿轮和两级平行轴齿轮传动。
齿轮箱中齿的啮合具有高效率和低噪音的特点。
液力弹性支撑与齿轮箱悬置设备中的扭矩支承元件整合在一起，直接与机架连接。
齿轮箱上的液力弹性支撑装置不仅运用了弹性支承，同时也非常有效地隔离了声音和振动从齿轮箱到机架的传递。
e)齿轮箱与发电机之间采用柔性联轴器进行连接。
该联轴器能够补偿齿轮箱输出轴与发电机输入轴末端之间的轴向、径向及角度偏移。
此外，在联轴器上集成有一个力矩限制器，在可能发生的发电机突然短路情况下，能有效阻止产生的瞬时力矩转移到齿轮箱，以保护齿轮箱不受损坏。
f) 在齿轮箱高速轴端安装了一个转子制动器，该制动器在风机维护时手动操作，辅助锁紧风轮。
g) 所有的传动系统零部件都是来自国内外知名的、长期从事该行业的供应商，他们的产品以高质量和高可靠性著称。
正如对于其他设备零部件同样适用一样，它们具备完全符合图纸设计要求的腐蚀保护。
所有主要零部件在发货前都要在厂内经过全面的性能测试。
3.4 机架和机舱罩叶轮和发电机的静态及动态载荷通过机架传递到塔架。
另外，机舱罩内有传动系统、控制柜、偏航系统、发电机、主控柜等，外部还有测风系统。
根据性质不同，机舱可分为三个部分：1）传递载荷的主机架部分；2）供维护人员使用的工作平台；3）由玻璃纤维原料制造的机舱罩。
机架结构特点如图3所示，机舱罩壳外形特点如图4所示。
图3 2MW弱风型风力发电机组机架传动系统两点支撑轴承结构（两个主轴轴承）使机舱底架具有十分紧凑和轻巧的结构。
机架采用钢制的焊接组装件，具有极高的刚度且具有很高的阻尼。
图4 2MW弱风型风力发电机组机舱外形图机舱罩具有紧凑的外部尺寸，精巧的流线型外观设计。
尽管机舱的冷却和通风设备尺寸较大，它们都隐蔽的整合在机舱内。
设计时在机舱内考虑了足够大的活动空间，轮毂中的变桨距装置能直接从机舱进入以方便维修。
整个机舱罩采用隔音设计以达到吸声的目的。
3.5 偏航系统3.5.1 偏航系统结构描述2MW弱风型风力发电机组偏航系统为主动式偏航系统，能自动对风，使风轮的扫风面与风向垂直，以最大限度的捕获风能。
偏航系统由偏航轴承、偏航刹车器、偏航电机和偏航齿轮箱等部件组成。
具体结构如图5所示。
图5 2MW弱风型风力发电机组偏航系统在机舱后部有3个互相独立的传感器——1个风向传感器(即风向标)及2个风杯式风速传感器(即风速仪 )。
风向传感器的信号反映出风机与主风向之间有偏离，当风向持续发生变化时，控制器根据风向传感器传递的信号控制4个偏航驱动装置转动机舱对准主风向，偏离主风向的误差在±4度内。
偏航过程如下：a)平均风速小于6m/s时，且偏航角大于等于16°时，等待120s，开始偏航。
b)平均风速大于7m/s时，且偏航角大于等于10°时，等待60s，开始偏航。
c)正常运行时，平均风速由小于6m/s增加到小于等于7m/s时，且偏航角度大于等于16°时，等待120s，开始偏航。
d)正常运行时，平均风速由大于7m/s降低到大于等于6m/s时，且偏航角度大于等于10°时，等待60s，开始偏航。
e)正常启机时，平均风速大于等于6m/s小于等于7m/s时，且偏航角度大于等于10°时，等待60s，开始偏航。
f)当偏航角度在25°以上时，立即偏航。
3.5.2 偏航系统特点2MW弱风型风力发电机组采用主动偏航对风形式。
该系统具有以下特点：a) 2MW弱风型风力发电机组配有一个风向标，能非常准确地判定瞬时风向。
风轮对风的方向校准非常重要，因为它能保证最大的能量产出并同时避免由于斜向入流引起的附加负载。
b) 机舱底架通过带有外齿轮的四点接触轴承连接到塔架上。
机舱的偏航系统通过四个电动机带动减速齿轮完成,制动装置采用七个偏航制动器。
c) 偏航制动装置通过液压装置（也作为传动系统安全刹车的动力源）提供必要的制动力。
为了在各种情况下保证机组的安全运行，液压系统配有蓄能器，这些蓄能器能保证在万一出现电力供应故障的情况下仍具有必要的制动力。
d) 偏航轴承采用“负游隙”设计的四点接触球轴承，以增加整机的运转平稳性，增强抗冲击载荷能力。
e)偏航制动器为液压驱动刹车，静止时，偏航制动器的刹车闸将机舱牢固锁定；偏航时，偏航制动器仍然保持一定的余压，使得整个偏航过程中始终有阻尼存在，以保证偏航运动更加平稳，避免可能发生的振动现象。
