风力发电机传统齿轮箱的问题
我国风电场中安装的风电机组多数为进口机组，近几年来，大批齿轮箱发生故障，有些由厂家更换，也有的由国内齿轮箱专业厂进行简单维修。维系在用据市场调查，有的风场齿轮箱损坏率高达40~50%，极个别品牌机组齿轮箱更换率几乎接近100%。 其主要原因：一是国内风力发电机制造厂家较多，由于缺乏核心技术的研发，主要都是引进国外已沿用多年、且趋于淘汰的技术。二是国内齿轮制造工艺、加工技术等无法达到欧美先进国家的技术，尤其变速机内的齿轮精密度无法达标，导致风力发电机齿轮箱效率不高、磨损严重、滑润系统故障频发等原因。三是目前国内齿轮箱制造厂，没有一家可以确保齿轮使用寿命达到25年。
分析这些问题的历史原因：
1、 过去小容量风电机组齿轮箱多采用平行轴斜齿轮增速结构，后来为避免齿轮箱造价过高、重量体积过大，500kW以上的风电机组齿轮箱多为平行轴与行星轮的混合结构。由于风电机组容量不断增大，轮毂高度增加，齿轮箱受力变得复杂化，这样就造成有些齿轮箱设计上的缺陷。
2、 由于我国有些地区地形地貌、气候特征与欧洲相比有特殊性，对标准设计的齿轮箱正常运行，有一定影响。我国风电场多数处于山区或丘陵地带，尤其是东南沿海及岛屿，地形复杂造成气流受地形影响发生崎变，由此产生在风轮上除水平来流外，还有径向气流分量。我国相当一部分地区气流的阵风因子影响较大，对于风电机组机械传动力系来说，经常出现超过其设计极限条件的情况。作为传递动力的装置---齿轮箱，由于气流的不稳定性，导致齿轮箱长期处于复杂的交变载荷下工作。由于设备安装在几十米高空，不可能轻易地送到工厂检修，因此经常进行状态监视，才可以及时发现问题，及时处理，还可以分析从出现故障征兆到彻底失效的时间，以便及时安排检修。因此，消耗极大的人力和维修成本。
3、在我国北方地区，冬季气温很低，一些风场极端(短时)最低气温达到-40℃以下，而风力发电机组的设计最低运行气温是在-20℃以上，个别低温型风力发电机组最低可达到-30℃。如果长时间在低温下运行，将损坏风力发电机组中的部件，例如:齿轮箱。因此必须对齿轮箱加温。齿轮箱加温是因为当风速较长时间较低或停风时，齿轮油会因气温太低而变得很稠，尤其是采取飞溅润滑部位，无法得到充分的润滑，导致齿轮或轴承短时缺乏润滑而损坏。如果机舱温度也很低，那么管路中润滑油也会发生流动不畅的问题，这样当齿轮箱油不能通过管路到达散热器，齿轮油温会不断上升，直至停机。 |
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