直驱式风电机组主轴系设计与评估

摘要

目前风力发电机传动系统布置主要包括双馈式、直驱式、半直驱式及液力传动等几种常见方式。由于主传动链形式的不同，风电机组主轴系的结构方案亦有多种形式。主轴系的功能是支撑叶轮，将扭矩载荷传递给齿轮箱或者发电机，而将其他载荷传递给底座等支撑结构。主轴系是风电机组传动系统的重要组成部分，是机组传递载荷的主要部件，其性能的好坏不仅影响风能转换效率，而且决定了主传动链的维护成本，影响机组的竞争力。rn 主轴系在直驱风力发电机组的传动系统中起到传递叶轮扭矩和支撑发电机的作用,常见直驱机组采用不同方案的主轴系设计具有不同的特点.通过对影响轴系的主要因素,包括轴系性能、轴承性能、制造及装配工艺性和运维、成本等几个方面进行综合考虑进行设计,并且通过类比等方法对各项指标进行归一化综合评估,根据评估结果确定优化设计的主要目标和方向,从而通过多次迭代达到各主要因素的平衡.实际设计结果表明,本文提出的设计和评估方法,为直驱式风力发电机组的零部件开发提供了一种更为系统化的解决思路,具有工程实用意义.rn 本文提出的基于类比法的专家评估方法融入到设计过程的体系，对于在己有概念的主轴系升级上具有非常好的适用性，但设计的所有阶段采用同样的评估指标和方法，对从概念到详细的设计过程支撑不能做到完全吻合，另外对于全新的设计概念，在初始阶段，很难提出量化指标，影响了评估一设计的效果。后续需要对设计不同阶段的评估进行分级，做到设计一评估的对等，并且可以通过累积各种传动系评估数据库，从数据库中提取初始阶段指标，驱动设计过程的开始。