風力發電機齒輪增速器設計
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- 摘 要
風能作為一種可再生能源越來越受到世界各國政府的重視。與此同時，對風力發電技術和裝備的研究開發也日益成為科技領域和企業界關注的熱點課題項目之一。
風能是一種清潔并且可再生的能源，利用風能發電能夠大量減少其它發電方式對環境的污染。風力發電機的原理是：一定速度前進的風吹在靜止的風力機葉片上做功并驅動發電機發電，先通過葉輪將風能轉變成機械能，在由發電機將機械能轉變成電能。
本文設計了一臺功率為1500千瓦的風力發電機，其為水平軸風力發電機，由風輪、發電機、偏航裝置、控制系統、塔架等部件組成。對其葉片，行星齒輪增速器，塔架等進行了詳細的方案選擇及設計計算。
關鍵詞：風力發電；水平軸風力機；葉片；增速器。
1．1 風力發電發展概況
風能是一種開發成本較低、清潔、安全、可再生的能源。因此，風能的開發利用越來越受到重視。根據貝茲理論，風力機從風中吸收的能量不到空氣動能的59.3%，同時由于受到機械結構等限制，實際值更小。因此，如何提高風能轉化率，獲取更多風能，實現風能規模化利用，一直為學者及業界所關注。近年來，大型風電機組通過采用變速變槳距控制及最大功率跟蹤MPPT等技術，旨在提高響應速度，獲得最大能量（低風速是捕獲最大功率，高風速時捕獲額定功率）。但是，由于一些不確定因素的存在，風能轉換系統表現出強非線性特征，風力機產生的能量隨著風速和風向的連續波動是快速變化的。傳統線性定常控制器因存在較大超調和損失，系統穩定性差，不適合用來控制大型變速變槳距風電機組。根據風速大小，風力發電系統由4個動態過程構成，即啟動、變速運行、變槳距運行和剎車。其中，啟動、剎車過程使系統能在最短時間內有較快的響應速度；變速運行調節風能，減少或消除風能產生過程中的急劇波動，捕獲最大能量，減弱暫態負荷的影響；變槳距控制通過調節槳距角維持風電機組輸出額定功率不變。
風車按照風輪軸的不同，可以分為水平軸風車和垂直軸風車。能量驅動鏈（即風輪、主軸、變速箱、發電機）呈水平方向的，稱為水平軸風車（水平軸風力發電機，圖1-1能量驅動鏈呈垂直方向的，稱為垂直軸風車（垂直軸風力發電機，圖2）。 ...
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