机架结构浅析.doc

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1、风力发电机机架结构形式调查前言今年来，随着大功率、可并网发电技术的逐步成熟，风电行业也出现了快速的增长。在全球变暖、环境污染加剧的大环境下，充分利用清洁能源也被越来越多的国家所重视，而我国在近年來也颁布了许多政策和法规，來鼓励和推动发展风电行业快速、健康的发展。在诸多有利的外部条件的刺激下，我国的风电行业呈现出井喷式的发展，在短短的5、6年吋间里，我国的风电产业从无到有，一举成为了装机量世界排名第一的国家。由于国内技术不成熟、电网建设缓慢、产能过剩因素，我国的风电行业发展受阻，市场竞争加剧，许多风电公司经营困难，市场经历着大洗牌的过

2、程。强烈的竞争，也促使风电企业为谋求发展，也在不断的提高产品的可靠性、安全性，用户操作维护的便捷性。而机舱底座是风力发电机组的主要承载部件，它上面支撑着风轮、传动系统、发电机、液压站和电控柜等重要零部件;屮间支撑着偏航减速器,使其输出小齿轮与同定在塔架顶部的偏航外齿轮正确啮合;下面与偏航轴承的动圈联接，在对风时带动机舱及风轮偏航.机舱底盘不但承受着來自这些零件的各种载荷，而II还将风轮上的轴向推力传递到塔架上。机架底座作为风机组的支撑骨架的一部分。在保证其结构的安全性的同吋，对其结构经济性、机组维护空间的舒适、便捷方面也提出了要求。

3、由于风力发电机组结构不同，传动系统不同，材质不同，则机架的结构形式也会有有所不同。从材质丄分，机架可分为焊接式机架和铸造机架；从机架是否体可分为分体式机架和整体式机架；按偏航齿圈的位置不同，偏航电机的结构不同，机架的结构形式也有所变化；传动链支撑为两点支撑或三点支撑，机架的结构也会发牛变化。但一台风机架体的结构形式，架体的材质的选择，是根据整个风机传动链的布局，风机载荷、技术来源等因素，将以丄的分类进行组合。下面就将不同的分类的优缺点做以对比。1、焊接式机架和铸造式机架FI前国内外主机厂家，机架的结构形式多为三种：1）结构件：机舱底

4、座全部采用钢板焊接；2）铸件：机舱底座全部铸造而成；3）铸件+结构件：机舱底座前部采用铸件，后部采用结构件；一般來说，成批牛产、结构复杂的屮小型机架以铸造为主；单件或小批量的大屮型机架，或有质量轻、强度和刚度高、牛产周期短等要求的机架，以焊接为主。在MW级风力发电机组屮，机架的结构多采用全部采用钢板焊接机和铸件+焊接件的结构形式。钢板焊接机架板材采用高强度低合金钢板，按使用环境的不同，可分为常温型（温度在0C以上，常采用钢板材质为Q345B、Q345C）、低温型（环境温度在-20°C,常采用的钢板材质为Q345D、Q345E）、寒冷

5、型（环境温度在・40°C以上，采用的钢板材质为Q345E）o焊接方法采用二氧化碳气体保护焊和埋弧焊，焊缝并达到JB/T4730.4第9.3条【级的规定；现国内采用焊接式机架的厂家有：海装风电850KW、2MW.2.5MW风力发电机机组；明阳1.5MW机组；国电1.5MW风力发电机组；华瑞SL1500（1.5MW）风力发电机组。联台动力UnitedPower推力轴承齿轮箱齿轮箱弹性支撑发电机前机架主机架浮动轴承图1国电1.5MW风力发电机组机架图1-4±机架国电联介动力1.5MW风机运行T•册铸造机架采用球墨铸铁，按使用温度不同，使用

6、的铸造材料牌号也不同。常温型（温度在0°C以上，常采用EN-GJS-400-18U-LT,相当于国内QT400-18L）,低温型（温度在・20°C以上，常采用EN-GJS-350-22U-GLT,相当于国内牌号：?）,现在国内采用铸造机架（前机架）的主机厂家有：海装5.OMW风力发电机组（高速永磁）、金风1.5MW风力发电机机组（直驱）；上海电气W2000风力发电机组（双馈异步）；华瑞3.OMW风力发电机组（双馈异步）；东汽5.5MW风力发电机组（高速永磁）等厂家。机架图3、金风1.5MW风力发电机组机架图4上海电气W2000风力发

7、电机组机架图5东汽6.5MW海丄风力发电机组焊接机架与铸造机架的特点对比对比项戸焊接式机架铸造机架机架重量较重焊接机架钢板焊接毛坯比铸造毛坯轻30%,比铸钢毛坯轻20%强度、刚度铸铁机架的强度与刚度较低，阻尼大内摩擦大刚度大，对同…结构的强度为铸铁的2・5倍，钢的疲劳强度为铸造的3倍。材料价格铸铁材料来源方便、价廉价格高牛产周期牛产周期长，资金周转慢成本高周期短，能适应市场竞争的需要设计条件铁壁厚不能相差过人。而为了取出芯砂、设计是貝能用开口式结构，影响刚度结构设计灵活，壁厚可以相差很大，并且可以根据工况需要不同部位选用不同性能的材

8、料。由于风力发电机组载荷波动较大，现在的MW级风力发电机组多采用前机架采用铸造件，后机架采用焊接件。