伺服減速機
一 、風電齒輪箱綜述
風能是一種可再生能源
。近年來風力發(fā)電技術(shù)在全世界的市場份額
、規(guī)模和技術(shù)設(shè)計方面都經(jīng)歷了快速發(fā)展，風力發(fā)電將成為未來主要的電力來源之一
。我國是風力發(fā)電大國
，陸上和海上風電發(fā)電量均為全球第一。目前風力發(fā)電機有兩種，分別是雙饋風機和直驅(qū)風機
。雙饋
、直驅(qū)兩種技術(shù)路線的本質(zhì)區(qū)別，在于雙饋型帶有齒輪箱
，而直驅(qū)型不帶齒輪箱。齒輪箱是雙饋風機的核心部件
，主要用于將風輪的轉(zhuǎn)動傳遞給發(fā)電機使之運轉(zhuǎn)
。但是由于風輪的轉(zhuǎn)速很低
，通常需要依靠齒輪箱來增加轉(zhuǎn)速
。齒輪箱零部件包括行星銷軸、行星齒輪
、太陽輪、內(nèi)齒圈
、扭力臂/齒輪箱端蓋
、齒輪箱體/行星架等。
雙饋風機與直驅(qū)風機對比
永磁直驅(qū)風機和雙饋風機兩者的最大區(qū)別在于不同的傳動
、發(fā)電結(jié)構(gòu)?div id="4qifd00" class="flower right">
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，永磁直驅(qū)風機發(fā)電更穩(wěn)定，但是體積大
，運輸困難，改進空間大
。目前
，相對來說，雙饋齒輪風機更具有經(jīng)濟效益
。
不同形式的風力發(fā)電機組有不一樣的要求
，齒輪箱的布置形式以及結(jié)構(gòu)也因此而異
。在風電界水平軸風力發(fā)電機組用固定平行軸齒輪傳動和行星齒輪傳動最為常見。齒輪箱層面
，半直驅(qū)采用中速齒輪箱的設(shè)計
，兩級行星結(jié)構(gòu)
，無可靠性最差的第三級（高速級），大大降低了齒輪箱的故障率
，傳遞效率比高速齒輪箱更高
，重量更輕。從國內(nèi)主流的風電齒輪箱產(chǎn)品系列可看出
，在相同功率等級下
，齒輪箱的傳動比越低，往往對應(yīng)著更小的齒輪箱重量
。
精密減速機二、風電齒輪箱市場發(fā)展現(xiàn)狀
2020年全球風力行業(yè)發(fā)展速度加快。據(jù)統(tǒng)計
，2020年全球風電齒輪箱行業(yè)市場規(guī)模為416億元
，同比上漲54.07%，年均復合增速為14.52%
。
2013-2025年全球風電齒輪箱市場規(guī)模及增速
中國風力發(fā)電不僅裝機量
、發(fā)電量居世界第一
，風電機組增長速度也快于全球。據(jù)統(tǒng)計
，2020年
，中國全球風電齒輪箱市場規(guī)模為233億元，同比上漲177.38%
，年均復合增長速度為25.70%
。
2013-2025年中國風電齒輪箱市場規(guī)模及增速
相關(guān)報告：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2021-2026年中國風電齒輪箱市場全面調(diào)研及行業(yè)投資潛力預測報告》
伺服行星減速機
三、風電機齒輪箱成本比例以及市場格局
據(jù)統(tǒng)計
，2018年全球風電齒輪箱行業(yè)市場集中度高，行業(yè)存在技術(shù)壁壘
，CR5市場份額占到86%
。2019年全球風電齒輪箱前三大供應(yīng)商（中國高速傳動
、采埃孚
、威能極）合計市占率達68%，海外企業(yè)在海外市場仍有較高份額
。伴隨大兆瓦風機和海上風電的發(fā)展
，配套風電齒輪箱的研發(fā)和批量化生產(chǎn)難度進一步提高，頭部供應(yīng)商搶先積極布局大兆瓦產(chǎn)品開發(fā)
，目前中國高速傳動能夠提供涵蓋1.5MW-11.XMW的全系列風電齒輪箱產(chǎn)品
。
精密減速機2019年全球風電齒輪箱行業(yè)市占率情況
葉片和齒輪箱分別是風力發(fā)電機組中成本最高的兩個核心零部件。據(jù)統(tǒng)計
，2020年明陽智能和上海電氣公司公告中，齒輪箱成本分別占整機成本9.3%
、11.0%。
2020年中國兩公司風機齒輪箱成本占比情況
四、齒輪箱常見故障以及科學檢測維修
我國雖然是風電大國
，但是風電機組的設(shè)計制造與國際先進水平還存在很大差距，運維成本居高不下
。在風力發(fā)電快速發(fā)展的過程中
，風力發(fā)電機高昂的運維成本嚴重影響了風力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。據(jù)統(tǒng)計
，對于工作壽命為20年的陸上風電機組來說
，運維費用占該風電機組總收入的10%～15%，海上風電機組的運維費用更高
，占風電機組總收入的20%～25%。對整個風電機組來說
，通常齒輪箱的故障率最高，運維費用占相當大比重
，歐洲國家占12%～30%
，我國則高達40%。加之風電機組安裝之處往往自然條件較為惡劣
，齒輪箱的科學檢測以及維修方法就顯得尤為重要
。
精密減速機精北傳動
風電齒輪箱常見故障
開展齒輪和軸承的狀態(tài)監(jiān)測，是進行風電齒輪箱維修的前提和基礎(chǔ)
。風電齒輪箱狀態(tài)監(jiān)測方法主要包括振動監(jiān)測、聲音監(jiān)測
、油液磨粒監(jiān)測和溫度監(jiān)測四類
，狀態(tài)監(jiān)測手段包括離線監(jiān)測和在線監(jiān)測兩類。
風電齒輪箱故障常用檢測方法
對風電齒輪箱開展狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的目的是為制定維修策略提供科學依據(jù)
。針對風電齒輪箱
，目前應(yīng)用和正在研究的維修策略主要是預防性維修策略，包括定期維修策略和狀態(tài)維修策略
。
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