直驱永磁同步风力发电实验系统的构建与实验

直驱永磁同步风力发电实验系统的构建与实验

杨光普

中车永济电机有限公司          山西    永济      044502

摘要:风力发电对于能源产业来讲给予有力的支持,然而在风力发电中,电机的运行非常重要。想要确保风力发电能够正常工作,那么发电机就是重中之重。当风力发电机在运行时,轴承出现温度升高的情况,那么会影响到轴承正常工作,同时也会影响到风力发电机组的正常运行。在无法正常工作的状态下,那么会导致风能利用率不断的降低,同时也会引起停机,会带来很大的利益损失。就此本文针对直驱永磁同步风力发电实验系统的构建与实验展开分析，力求为风力发电事业提供有力帮助。

关键词:直驱永磁同步风力发电；实验室；故障

引言:

目前全球都面临着资源紧缺的问题,如何将能源再生、充分的利用,是各个国家都非常重视的事情。风能分布非常广泛,并且储存量无限,没有污染,这相当于新能源。风能的充分利用,能够促进中国的发展。到2021年时,中国所建立的风电组网已经达到了163.67GW,在不久的将来会建立更多的风力发电机组。目前来看,在国内风力发电机组的使用率比较高,并且也分为多种型号。但是随着使用率越来越高,所面临的问题也会越来越多。例如风力发电机最重要的零部件轴承经常会出现故障,所以会增加维修费用,降低了风能的利用率。所以目前急需对直驱永磁同步电力发电实验系统进行构建，通过不断的实验来完善直驱永磁同步风力发电的功能。

一、直驱永磁同步风力发电实验系统的构建

专业技术人员进行此项目研究的主要目的就是能够有效的提高轴承和电机的装配率,改善传统方法在生产轴承时的问题和弊端,风力发电机安装轴承技术有利于提高生产效率减少资源浪费。为了能够更好的实现该目标,达到预期的制造目的,智能化技术方案主要进行了以下改革:首先,智能化制造电机装配轴承压装装置的主要构造包括两部分,设备的底座和和顶部装置,设备的顶部装置主要是依靠固定材料来有效的将顶部装置机型固定和连接,主要的固定材料有连接块,该活动块具有较好的灵活性在进行装置内部连接时,可以将该装置从上到下从内到外进行全面连接,很好的达到了固定效果。

另外,该电机轴承的表面装置与内部结构的齿轮进行连接,通过轴承传动来达到与齿轮进行咬合的目的,该方法能够更好的提高电机与轴承的装配度。通过设计改良在该设置表面有效的增加了固定连接板块,通过该板块能够很好的支撑电机转轴左右两侧的连接,并且通过活动版的灵活应用,有效的将第二电机与装置内部的螺纹进行连接,该设计方法通过将各部分有效的精准的连接,能够更好的在电机进行运转时实现内部装置的联动,减少了由于电机内部轴承装置组装方法的不合理而造成的电机制动,无法继续工作的问题。将该装置的所有内部原件使用固定连接块和连接板将其组合成一个整体,能够有效的通过各零部件之间的互相带动来提高电机的工作效率。

在装置内部进行各元件连接时使用的材料不单只有固定连接块,还有弹簧,弹簧主要的功能是在轴承的一侧进行卡块连接,卡快在装置内部主要位于底座内部。装置顶部与底部连接使用导杆,连接导板具有较强的固定性,通过连接导杆能够很好的将该装置的上下进行固定和连接,有效的加强了电机轴承的稳定性,使轴承能够在高速运转的状态下不会由于离心力而产生位置偏移,从而造成电机故障或者安全事故。新的技术改良方法具有强大的优势,首先该设计方案主要通过新型材料也就是连接块或者是连接板等材料将机械内部的各零部件进行有机结合和固定,使轴承压装装置能够最大程度的发挥动力,在进行机械能释放的过程中对电机产生较小影响。其次,该设计方法使用和引进了弹簧和卡块装置,该装置能够增加了电机的稳定性,使电机能够更好的发挥出使用功效。

二、风力发电机电配线轴承压装技术

工业生产行业通过不断的技术更新和改革,如今的生产方法更加现代化,零部件的结构设计更加科学化。对于风力发电机安装技术我国当前已经有部分工业生产企业和专业技术人员进行研究和探索,并且将研究成果已经初步的应用到轴承压装生产当中,该技术主要是通过原有设备设施的技术改革来实现生产智能化,近年来智能化生产已经逐步的被大多数生产企业所重视,并且发展趋势良好,该装置主要通过内部系统编程来精准的控制轴承生产的各项参数指标准确无误。系统会自动核实生产过程中的数据,如果发现生产数据存在偏差系统会自行修复或者是停止生产,该方法的使用只需要在生产前将轴承各生产参数输入到系统内部即可。

并且该系统在智能生产结束后会将生产出的成品直接进行电机装配,通过精准的数据比对来实现电机和轴承的自动化智能装配,该方法有效的提高了电机与轴承的装配合格率。另外该系统还配备智能图像扫描装置,通过智能机器人对零部件的精准扫描来了解各部件的主要数据结果,对需要进行连接的部位进行标注,便于在进行生产时对该部位进行精密处理,从而有效的达到电机和轴承的完美契合。通过以上对风力发电机安装技术的分析和介绍,能够有效的加深对该装置的结构设计理念的了解,通过对装置的智能化设计改良来有效的提高生产效率,提高轴承和电机的装配合格率,有效的改善了传统生产方法的问题和弊端。减少企业生产成本,提高企业经济效益,风力发电机安装技术具有广阔的发展空间和前景,能够有效的推进我国工业技术水平的提高,促进工业生产行业可持续发展。

三、直驱永磁同步风力发电实验系统的实验

直驱永磁同步风力发电在工作中主要采取了定转子发热。由于轴承与外界产生了摩擦,所以会升温。风力发电机内部如果出现了过热的情况,那么温度也会产生一定的梯度。通过实验可知，其传热系统主要有以下特点:

1、转子发热量会通过轴承来进行交换热量,而另一部分会传送到定子部分,而此时轴承会承受到过多的热量。

2、轴承内部要涂抹润滑油,然而此时通过摩擦也会进行发热交换。

3、由于电机中的其他零件会呈现绕流性,而此时的风速会慢慢的降低,但是中间部位会出现温度升高的情况,所以也会导致轴承发热。

4、前后轴承会受到定转子绕组的影响,所以温度在不断的提高。尤其是后轴承的温度会比较高一些,大多会比前端温度高处8℃。

结束语:

目前直驱永磁同步风力发电在中国应用非常广泛,但是如果在工作中温度已经超过了95℃,那么应该停机进行检修,当轴承温度过高的时候,那么就会影响到轴承的寿命,大多数风力发电机再出现故障的时候,都是由于轴承温度所以导致。针对风力发电机内部轴承出现温度过高的情况,目前并不具备有效的改善方式。但是通过在日常中的维护以及维修,可以促使轴承的使用寿命更长。

参考文献:

[1]李大伟.浅谈风力发电机的维修与保养[U].民营科技. 2019(03)：71；

[2 ]陈世坤主编.电机学[M].中国电力出版社， 2018：144-197；