1.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械結(jié)構(gòu)概述

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是一種涉及機(jī)械、電氣、控制、空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科的復(fù)雜裝備，由機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等不同系統(tǒng)構(gòu)成，各系統(tǒng)之間既彼此獨(dú)立又相互聯(lián)系。實(shí)際工程中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往被視為獨(dú)立的工作內(nèi)容。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)輪、機(jī)艙和塔架等結(jié)構(gòu)，其中風(fēng)輪由葉片和輪轂組成。葉片以一定的空氣動(dòng)力外形在氣流作用下產(chǎn)生風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩，并通過(guò)輪轂將力矩輸入到傳動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)艙由底盤、機(jī)艙罩及傳動(dòng)系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)構(gòu)成，底盤上安裝除主控制器以外的主要部件。機(jī)艙罩上面裝有風(fēng)速和風(fēng)向傳感器，艙壁上有隔音和通風(fēng)裝置等，底部與塔架連接。塔架支撐機(jī)艙達(dá)到特定風(fēng)能捕獲效果所需的高度，安置了發(fā)電機(jī)和主控制器之間的動(dòng)力、控制和通信電纜，還裝有供操作人員上下機(jī)艙的爬梯，一些超大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還設(shè)有升降梯。整個(gè)塔架安裝于鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)根據(jù)機(jī)位處的水文、地質(zhì)狀況而定。圖1-1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)主要結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，包括輪轂與變槳距結(jié)構(gòu)、主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)鏈支撐結(jié)構(gòu)、偏航與回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)、塔架結(jié)構(gòu)、液壓與制動(dòng)系統(tǒng)等。

（1）輪轂與變槳距結(jié)構(gòu)。由葉片、變槳距機(jī)構(gòu)、輪轂及輔助組件和零件構(gòu)成，變槳距機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)鏈接葉片和輪轂，并控制葉片相對(duì)輪轂的位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。

（2）主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。風(fēng)輪軸到發(fā)電機(jī)輸入端的機(jī)械傳動(dòng)裝置，包括主軸及其支撐結(jié)構(gòu)、增速傳動(dòng)裝置、發(fā)電機(jī)、聯(lián)軸器等部件。

（3）傳動(dòng)鏈支撐結(jié)構(gòu)。用于支撐和固定主傳動(dòng)系統(tǒng)及其輔助的機(jī)電液控制裝置，其結(jié)構(gòu)是根據(jù)主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性定制開(kāi)發(fā)。

（4）偏航與回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)。由回轉(zhuǎn)軸承、偏航驅(qū)動(dòng)裝置及輔助機(jī)電液控制裝置構(gòu)成，將機(jī)艙與塔架連接起來(lái)，并控制機(jī)艙相對(duì)塔架做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

（5）塔架結(jié)構(gòu)。用于支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙、風(fēng)輪等工作部件，承受由回轉(zhuǎn)支承傳遞而來(lái)的各種載荷。

（6）液壓與制動(dòng)系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)為主傳動(dòng)系統(tǒng)、偏航機(jī)構(gòu)提供制動(dòng)力和力矩，為變槳距機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力的液壓機(jī)械裝置，包括液壓站、輸油管、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

為了保證各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)可靠運(yùn)行，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還配有各種傳感器，以監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的溫度、油位、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)，控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)得的狀態(tài)值進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)。