1.1 风力发电机组机械结构概述

风力发电机组是一种涉及机械、电气、控制、空气动力学等多学科的复杂装备，由机械系统、电气系统、控制系统等不同系统构成，各系统之间既彼此独立又相互联系。实际工程中，风力发电机组机械结构设计往往被视为独立的工作内容。

风力发电机组包括风轮、机舱和塔架等结构，其中风轮由叶片和轮毂组成。叶片以一定的空气动力外形在气流作用下产生风轮旋转驱动力矩，并通过轮毂将力矩输入到传动系统。机舱由底盘、机舱罩及传动系统等结构构成，底盘上安装除主控制器以外的主要部件。机舱罩上面装有风速和风向传感器，舱壁上有隔音和通风装置等，底部与塔架连接。塔架支撑机舱达到特定风能捕获效果所需的高度，安置了发电机和主控制器之间的动力、控制和通信电缆，还装有供操作人员上下机舱的爬梯，一些超大型风力发电机组还设有升降梯。整个塔架安装于钢筋混凝土基础上，基础结构根据机位处的水文、地质状况而定。图1-1为风力发电机组机械结构构成图。

风力发电机组机舱内主要结构如图1-2所示，包括轮毂与变桨距结构、主传动系统结构、传动链支撑结构、偏航与回转支承结构、塔架结构、液压与制动系统等。

（1）轮毂与变桨距结构。由叶片、变桨距机构、轮毂及辅助组件和零件构成，变桨距机构负责链接叶片和轮毂，并控制叶片相对轮毂的位置和运动关系。

（2）主传动系统结构。风轮轴到发电机输入端的机械传动装置，包括主轴及其支撑结构、增速传动装置、发电机、联轴器等部件。

（3）传动链支撑结构。用于支撑和固定主传动系统及其辅助的机电液控制装置，其结构是根据主传动系统的结构适应性定制开发。

（4）偏航与回转支承结构。由回转轴承、偏航驱动装置及辅助机电液控制装置构成，将机舱与塔架连接起来，并控制机舱相对塔架做回转运动。

（5）塔架结构。用于支撑风力发电机组的机舱、风轮等工作部件，承受由回转支承传递而来的各种载荷。

（6）液压与制动系统。液压系统为主传动系统、偏航机构提供制动力和力矩，为变桨距机构提供动力的液压机械装置，包括液压站、输油管、液压执行机构等。

为了保证各子系统的协调可靠运行，风力发电机组还配有各种传感器，以监测风力发电机组的温度、油位、转速、振动等运行状态，控制系统根据测得的状态值进行适应性调节。