风能在地球上的蕴藏量比较丰富，全球的风能大约为2.74x10^9MW,其中可供人们开发利用的风能占全球风能的0.73%，比地球上可开发利用的水能总量还大10倍。风能作为一种有巨大潜力的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，随着世界经济的发展，风能市场也迅速发展起来，近10年的实际情况表明，风能是全世界增长最快的能源，风能技术已经成功地吸引了多国公司的关注和投资。全球风能理事会在《全球风能展望2010》报告中预测了全球风电产业发展趋势，如图1、图2所示。据全球风能理事会统计，风能已经成为很多国家的主流电力来源，目前世界各地已有75个国家采用。据探测目前可开发的陆上风能有四亿千瓦，近海风能资源有九亿千瓦，其潜力之大无可估量，全国风力发电占总发电量的五分之一，以成为继煤电和水电后的第三大能源。以欧洲、北美和亚洲为主要风能发电市场推动世界风力发电装机容量逐年增长，而中国在2012年在新增装机容量上与美国，德国名列前三甲，中国亦是世界上的三大海上风电装机大国之一。据预测，我国风电装机总量将在2050年超过水电，成为第二大电力能源，这也必将带动我国风电装备制造业的更快发展。
图1 世界风电发展趋势图
（来源:胥良.基于载荷谱的兆瓦级风电齿轮箱动态特性研究.硕士论文.重庆大学.2012）
图2 累积风电装机容量（GW）
（来源:胥良.基于载荷谱的兆瓦级风电齿轮箱动态特性研究.硕士论文.重庆大学.2012）
近年来，随着风力发电系统的容量不断增大，各种新型风力发电机不断出现。大型风力发电主传动齿轮箱是风力发电机组重要组成部分，是整个风机传动系统动力匹配和扭转振动的反映突出部位，作为风机部件"核心"之"核心"，恰恰又是国内风机装备的"软肋"。目前我国主要有3家公司制造风力发电齿轮箱，南京高精齿轮有限公司（0.2MW-5MW），重庆齿轮箱有限责任公司(0.645MW-5MW)，杭州前进齿轮箱集团(0.135MW-3MW)以及重庆望江工业有限公司（1.5MW-5MW），大连重工·起重集团（1.5MW-6MW）。国内的风电齿轮箱制造企业主要依靠引进国外技术或与国外企业及国外专业风电齿轮箱设计机构开展联合设计来开发新产品，以成本优势换取技术和海外市场。而国外公司如Winergy、Renk、Rexroth、Flender、Hansen、Transmission等在产品开发过程中采用新技术、新工艺，这些公司具有20多年的风力发电机组齿轮箱设计和制造经验，产品系列覆盖50KW至5MW以上的功率范围，产品技术和工艺均走在世界前列。
大约在公元7世纪，第一座将风能转化为机械能的风车出现。CharlesF-Brush1887年在美国俄亥俄州克利夫兰建造了首个风力发电涡轮，重达4吨，高60英尺（18.3米），有144个叶片，有个长长的彗星般的尾巴，如图1所示。该风力涡轮机仅仅能产生12千瓦的电力，供电量仅供今日美国3个家庭使用。
图3 世界上第一台风力发电机
（来源:http://www.so.com/s?ie=utf-8&src=360sou_home&q=CharlesF-Brush）
1950年, Poul la Cour的学生Johannes Juul开发了第一台交流风力发电机, 并在1956~1957年为SWAS电力公司在丹麦南部的Gedser海岸建成了创新的200kW的Gedser风力发电机.
20世纪80年代后，制造商开始设计具有独特风格的风力发电机，但大部分风机通常为5-11KW。
20世纪80年代初期，Renk公司开始涉足小于3MW的大型风力发电站的齿轮装置，如1982年设计的功率为2.5MW风力发电机。
德国的Winergy公司在1981年开发用于发电机的齿轮箱，1984年开始为美国发电项目批量提供约5000台齿轮箱。1991年提供第一台兆瓦级齿轮箱，开始用Winergy元件装备第一个近海风力发电站。2003年，6MW试验台试运行；2004年，7.5MW试验台试运行；2007年，14MW的兆瓦级齿轮箱试验台试运行。
为了降低风力发电的成本，提高风电的市场竞争能力, 风力发电机组的技术一直在沿着增大单机容量、减轻单位千瓦重量、提高转换效率的方向发展。到2002年前后, 主流机型已经达到1.5MW以上。1997年兆瓦级机组占当年世界新增风电装机容量的比例为9.7%, 2001年占到了52.3%, 2003年占到了71.4%。如今, 在欧洲已批量安装3.6MW机组, 4.2MW、4.5MW和5MW机组也已安装运行。海上风电的发展进一步促进了大功率风电齿轮箱的发展。
图4 国内首个海上风电项目 图5 我国海上风电产业图
（图4、图5来源于百度图片）
近年来，国内这几家公司在吸收国际先进技术的基础上，相继开发了不少新产品。
重庆齿轮箱有限责任公司从1996年就致力于风电齿轮箱的研发、生产，公司已研发出了600KW--6MW的风力发电机组增速齿轮箱产品，并成功实现了600KW、750KW、800KW、850KW、1MW、1。25MW、1、5MW、2MW、2、5MW、3MW风力发电增速齿轮箱及偏航、变桨减速器的批量生产。目前，公司以1。5MW---3MW风力发电齿轮箱为主导产品，兼顾600KW---6MW风力发电齿轮箱及备品备件的设计、制造及销售。2007年6月初，该厂研制生产的国内最大的兆瓦级风电齿轮箱FL2000顺利通过了各项技术指标测试和型式试验，成功交付用户使用。2006年6月重庆齿轮箱有限责任公司研制成功第一台1.5MW风电齿轮箱。
杭齿前进主要生产2MW以上的风电增速箱，技术处于领先地位，未来或将成为公司重要的增长极。公司的风电增速箱产品覆盖250KW、600KW、850KW、1.5MW、2MW产品，3MW也在研发之中。2008年5月，由杭齿集团杭州前进风电齿轮箱有限公司研制开发的首台1.5MW风电齿轮箱，通过沈阳远大机电装备有限公司的验收，该台风电齿轮箱在转速、扭矩、升温、振动等各项振动指标均达到了国家相关标准。
2006年南京高精齿轮有限公司牵手GE开发风电齿轮箱，2008年宣布GE1.5MW齿轮箱研发取得圆满成功。2011年主齿轮箱的发货量超越1000台，偏航齿轮箱、变桨齿轮箱均将超过1000套，这也是南高齿与GE合作以来首次年度发货量同时超越1000。与GE合作完成了GE 1、6MW100m项目的开发验证工作，南高齿最终成为GE1、6MW100m风机全球首家供应商。自2011年南高齿适时提出了风电产品大型化、新型化的策略，公司不仅在1.5MW、2MW风电齿轮箱上取得了绝对的市场优势。3MW风电齿轮箱业已领先于国内市场进入批量化时代。对于2012年即将研发的为GE大兆瓦级的风机配套的风电齿轮箱，GE希望南高齿借鉴1、6MW100m项目上的成功经验，共同合作、再接再厉，继续高质量、高效率地完成新品开发工作。2013年3月南高齿成功研制5MW风电齿轮箱；2013年6月，南高齿成功研制6MW风电齿轮箱。
作为兵装集团全资子公司的望江工业有限公司进入风电齿轮箱制造行业，得到了集团公司和重庆市政府的大力支持 。近年来，望江公司先后研发出1.5兆瓦到3兆瓦系列共15个型号的风电齿轮箱产品，通过了世界权威认证机构德国劳氏船级社GL认证，获得进入国际市场的通行。2013年9月，重庆望江公司自主研发的国内首台5兆瓦风电齿轮箱,获得德国劳氏船级社A级认证，目前,望江已是国内风电齿轮箱产品通过国际认证最多的制造商。德国劳氏船级社是世界最权威的风电产品认证机构。相关产品若能获得劳氏认证,进入欧洲市场便不再有资质方面的障碍。这次研发成功的5兆瓦风电齿轮箱，是为中船重工(重庆)海装风电设备有限公司配套研发的一款大兆瓦级海上风电齿轮箱。海装公司是我国2兆瓦风电设备研发、制造的领军企业，同时也是国家科技部唯一授权的“5兆瓦海上风电机组关键核
心技术”研制单位和“国家海上风电工程技术研究中心”。
图6 国内首台获认证的5兆瓦风电齿轮箱（来源于新浪新闻视频）
大连重工·起重集团从2004年开始兆瓦级风力发电设备核心部件产品的研制，通过消化吸收国际当代先进技术，成功自主研发出国内第一台1.5兆瓦、1.65兆瓦、2兆瓦、3兆瓦风电机组，兆瓦级装机容量居全国第一，2012年底，国内首家有自主知识产权的6兆瓦风电齿轮箱通过德国劳氏船级社（GL）A级认证，此举标志着大连重工成为国内唯一一家实现从1.5兆瓦到6兆瓦全系列风电齿轮箱通过国际认证的风机核心部件制造企业。 现已实现1.5兆瓦机型14种核心部件量产，3兆瓦机型9种核心部件完成开发，5兆瓦、6兆瓦分别完成3种和5种核心部件开发，成为国内最大的兆瓦级风力发电核心部件研制基地。
2012年底，大连重工齿轮箱产品进入巴西市场，这意味着大连重工不仅开启了南美洲市场，也加快了在“金砖”市场的布局。
图7 国内首台获认证的6兆瓦风电齿轮（来源于百度图片）
国内众多科研院所和高校都在致力于风电齿轮箱的开发，如郑州机械研究所、重庆大学、大连理工大学及新疆大学等。
目前国内的风电齿轮箱供应已初具规模，但兆瓦级以上风电齿轮箱则多依赖国外厂商供应，兆瓦级风电机组已成为国际市场的主流，国内大功率风电齿轮箱自主创新研发能力薄弱，缺乏自主知识产权的核心技术，我国虽已有兆瓦级以上机组样机开始试运行，但设计制造技术仍不成熟。
随着风电齿轮箱从小功率到大功率的发展，风电齿轮箱的种类和形式繁多，500千瓦以上的风电增速齿轮箱通常采用功率分流的行星传动形式，如图a所示；500千瓦-1000千瓦的风电增速齿轮箱常见结构有1级平行轴+2级行星传动和2级平行轴+1级行星传动两种形式，如图b、c所示；对于兆瓦级齿轮箱，多采用1级平行轴+2级行星传动的结构。
两级平行轴齿轮传动 两级行星+一级平行轴传动 一级行星+两级平行轴传动
图a 图b 图c
图a、图b、图c
（来源:胥良.基于载荷谱的兆瓦级风电齿轮箱动态特性研究.硕士论文.重庆大学.2012）
不同功率的风电齿轮箱不但结构不同，特点也各有差异。低于0.5MW的风电齿轮箱结构简单，经济性好；0.5MW-2.5MW的风电齿轮箱结构紧凑，功率大；大于2.5MW的风电齿轮箱功率大，体积小，重量轻，加工和制造精度要求高。
对于我国而言，兆瓦级风电齿轮箱正处于由国外引进到自主开发设计的转型阶段，技术还不成熟，因此，大功率风电齿轮箱的开发设计还有广阔的前景。