科技成果

成果简介

风电齿轮箱是风力发电机组动力传递的的核心关键部件，其承载能力和可靠性决定着整个机组的性能和使用寿命。在工程应用实践中，由于风力发电机组所处的变风载工况、高低温和大温差等恶劣环境，常常导致风电齿轮箱的早期破坏，是风力发电机组故障率最高、失效最早的部件之一。

1)功率分流与均载能够显著提高重载风电齿轮传动功率密度和承载能力。构建大功率风电齿轮传动的构型演化模型，提出以多级、功率分流与汇流和柔性均载为核心的传动构型方法，实现了大速比、变载荷、变工况下多行星均载传动，显著提高了承载能力。

系统变形与受力

齿面载荷分布

系统均载系数各行星轮载荷分配率

2) 兆瓦级风电齿轮传动装置安装在弹性支撑的狭小机舱内，运行工况复杂、载荷多变，影响其动力学特性的因素众多，其振动噪声控制是国际性难题。建立弹性支撑下传动系统与结构系统的齿轮—轴—轴承—箱体耦合动力学分析模型，揭示了传动参数与拓扑结构对系统动态特性的影响规律。

传动系统和结构系统耦合动力学模型

传动系统动态特性分析

3)提出了齿轮箱加速疲劳试验与评价方法，揭示了载荷幅值、频度和历程与疲劳寿命之间的关系，实现在较短时间内完成了兆瓦级风电齿轮箱的疲劳寿命试验。

风电传动系统实验测试

4）建立了大功率风电齿轮箱性能试验测试系统，可实现风电齿轮箱承载能力、效率、振动噪声等性能及行星均载测试和GL认证；建立基于远程检测的大功率风电齿轮箱测试分析及诊断系统。