论丹麦Bonus公司风力机制造业的发展及其风力机的技术特点

    二、Bonus公司风力机的主要技术特点

     1．确定了一个适合乎于发展的机型——水平轴、三叶片、定浆距失速调节风力机80年代初期，涌现了各种结构的能用于发电的风力机，其中以水平轴结构的风力机最为流行。水平轴风力机有三叶片和二叶片、也有固定桨距失速调节和变桨距，那种机型最佳当时众说不一，Bonus公司最终选择了上风向三叶片、定桨距失速调节机型作为今后的发展方向，这有以下几个原因：

(1)三叶片的结构同二叶片相比效率高，疲劳负荷较平稳，而且可以避免摆动不定的轮毂的复合动态效应。

(2)失速调节风力机结构简单、部件少，在旋转的叶片报部不需要消耗功率来改变叶片的角度，因而整机造价低》有利于市场的竞争及自身的发展。

(3)该机型在高风速下具有较小的暂态功率峰值和较为平滑的动态负荷。而变桨距风力机在高风速下暂态功率负荷变化非常大，这种变化比周期小变化幅植大的情况是非常不利于叶片轮毂、主轴及轴承、联轴器～齿轮箱及塔架的运行，这也正是Boaus公司选择失速调节风力机的重要原因之一。

  
(4)失速调节风力机具有较高的整机安全系数，而变桨距风力机在风速变化时，叶片总是处在动态卞，调节机构增加了整机的复杂性，由于运行状况复杂、运行部件多降低了整机的安全性。

    2．具有良好的结构设计、整机可靠性高

    机舱构造是整个风力机结构设计的核心，Bonus公司90kw、150kw、300kw等几种风力机均具有基本相似的结构。机舱主要由主轴及轴承、增速箱联轴器、发电机、液压系统及偏航系统组成，机舱底座为焊接钢结构，主轴经过轴承进入齿轮箱经增速后用橡皮联轴器与发电机相连。归纳起来有以下几个特点：

(1)发电机与主轴在齿轮箱同侧平行排列，缩短了整个机舱的长度，加上发电机高位上层排布使得机舱在宽度上亦十分紧凑，整个机舱重心集中，体积小，增加了稳定性。

(2)来自于风轮的轴向推力及由轮毂、叶片重量产生的重力及弯矩由前主轴承吸收、它是一个被收缩在主轴上的自对I申双球面滚动轴承，轴承的密封采用了迷宫式的密封。

(3)在传动系统中为了减轻载荷变化时对齿轮箱的冲击，在低速轴与齿轮箱的联接处采用了收缩盘技术，既可缓和风轮对齿轮箱的冲击分散应力，叉为齿轮箱的拆卸提供了方便，在齿轮箱高速轴侧采用了橡皮联轴器的柔性联接法与发电机相联。以缓和相互间的冲击及减少传输噪声，同时还能承受适度的不同心度。

  5．刹车系统性能稳定可靠

    Bonds公司风力机的刹车系统由叶尖扰流器和圆盘闸两部分组成。它们的动作可以相互独立互不影响，刹车时叶尖扰流器泄压后在弹簧力的作用下被弹出，风力机减速后圆盘闸动作刹车，上述过程均在微处理机的控制下通过电磁阀的动作来实现，归纳起来有如下特点。

(1)这种风力机的刹车力矩分别来自于叶尖阻尼制动、发电机电磁力矩制动和圆盘闸刹车制动．。均匀分布的三支叶片的叶尖阻尼板动作是逐渐转成90。的(通过泄压速度控制来实现)，待风力机转速低于同步转速后，发电机被切除、圆盘闸开始动作，加速刹车过程的完成，整个刹车过程既迅速又平稳。

(2)两个刹车环节既互相联系又能相互独立，不会造成一个刹车环节的失灵而引起另一套亦失去作用。例如在运行中如液压系统因故建立不起压力，圆盘闸失去作用，而叶尖挠流器恰好因压力建不起来而在弹簧力的作用下弹出，从而起到保护作用。

(3)设有失速保护机构，失速会给风力机带来灾难性的破坏，该风力机除设有过速传感器外，还在叶根部装有一个液压缸，当风力机失去控制飞车对，由于叶尖部分的离心力作用。使液压缸内压力上升到预先整定的值，并推动泄压阀，将叶根液压缸压力泄掉，叶尖弹出，风力机刹车。 

(4)该刹车系统布置在风力机低速轴承上,对机舱及齿轮箱的冲击力小。

    4．采用改进型异步发电机。

      风办机的发电机采用改进了的异步电机使之在部分负荷时也能获得较高的效率，同时为了避免并网时所引超的冲击，采用了双向可控硅的软投入电路，使得并网过程十分平滑。

  5：偏靛系统的特点 

(1)该偏航系统中设有偏航调节系统软件，可以对整个偏航系统的灵敏度进行调节，即可通过实践选择其最佳的芏作灵敏度。

(2)该偏航系统的偏航速度选择很低约为O．45。／s，从而减少了风力机在运行中偏航时所引起的振动(尤其是对叶片)，提高了整机的安全性。

(3)较佳的扭缆保护方案2该风力机设有三道扭缆保护l方案，其特点是不但安全可靠，而且还尽量减少运行中停机解缆的机会，提高了设备的利用率。

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