偏航系統(tǒng)淺談.doc

偏航系統(tǒng)淺談?wù)?要風(fēng)作為自然的產(chǎn)物，風(fēng)能具有能量密度低、隨機性和不穩(wěn)定性等特點。因此，控制技術(shù)是機組安全高效運行的關(guān)鍵，偏航控制系統(tǒng)成為水平軸風(fēng)力發(fā)電機組的重要組成部分。本文簡述了風(fēng)機偏航系統(tǒng)，其中包括偏航系統(tǒng)的功能、組成及工作原理等。其次還介紹了偏航系統(tǒng)常見故障點的分析。關(guān)鍵詞： 偏航系統(tǒng) 組成 工作原理 常見故障點 目錄一、 引 言3二、 偏航系統(tǒng)的功能4三、 偏航系統(tǒng)的組成5四、 偏航系統(tǒng)工作原理7（一） 測量7（二） 偏航識別7（三） 偏航執(zhí)行過程7五、 偏航系統(tǒng)的維護(hù)8（一） 偏航減速器的運行檢查：8（二） 潤滑油加注：8（三） 偏航小齒輪與外齒圈的嚙合間隙81 偏航軸承：92 偏航剎車：93 緊固螺栓：9六、 偏航系統(tǒng)常見故障點分析9（一） 機械方面原因：91 檢查偏航電機92 檢查偏航齒輪箱93 檢查偏航驅(qū)動小齒輪104 檢查偏航軸承105 檢查剎車器安裝對中性11（二） 電控方面原因：11（三） 液壓方面原因：12七、 結(jié)束語12參考文獻(xiàn)13偏航系統(tǒng)淺談1、 引 言隨著不可再生資源的消耗，可再生利用的新能源在全球得到廣泛關(guān)注。風(fēng)能以其巨大的儲量、廣泛的分布、便捷地采集得到發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家的青睞。偏航系統(tǒng)在作為風(fēng)電控制系統(tǒng)的重要組成部分，主要應(yīng)用于水平軸的風(fēng)力發(fā)電機組。其作用在于當(dāng)風(fēng)向變化時，能夠快速平穩(wěn)地對準(zhǔn)風(fēng)向，以便獲得最大的風(fēng)能。2、 偏航系統(tǒng)的功能風(fēng)力發(fā)電機組的偏航系統(tǒng)也可以成為對風(fēng)系統(tǒng)，由于風(fēng)向經(jīng)常改變，如果葉輪掃風(fēng)面和風(fēng)向不垂直，不但功率輸出減少，而且載荷情況也更加惡劣。偏航系統(tǒng)的功能就是跟蹤風(fēng)向的變化，驅(qū)動機艙圍繞塔架中心線旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)輪掃風(fēng)掠面與風(fēng)向保持垂直。偏航系統(tǒng)的功能就是跟蹤風(fēng)向的變化，驅(qū)動機艙圍繞塔架中心線旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)輪掃風(fēng)掠面與風(fēng)向保持垂直。機艙在反復(fù)調(diào)整方向的過程中，有可能發(fā)生沿著同一方向累計轉(zhuǎn)了很多圈，造成機艙與塔底之間的電纜扭絞，因此偏航系統(tǒng)具備解纜功能。而且保證機組在小風(fēng)狀態(tài)下自行解纜，避免了在高風(fēng)速段偏航解纜造成的發(fā)電量損失。并且減少風(fēng)機在偏航過程中的沖擊載荷。下圖為扭纜過度的電纜：3、 偏航系統(tǒng)的組成風(fēng)向標(biāo)：機械式風(fēng)向標(biāo)由尾翼、指向桿、平衡錘、及旋轉(zhuǎn)主軸4部分組成的首尾不對稱的平衡裝置；其重心在支撐軸的軸心上，整個風(fēng)向標(biāo)可以繞垂直軸自由擺動，在風(fēng)的動壓力作用下取得指向風(fēng)來的一個平衡位置，即風(fēng)向。偏航電機: 一般型式:三相，星形接線,690V 50 Hz，帶電磁剎車（失電保護(hù)工作原理。給電磁剎車通電時剎車勵磁線圈得電，電磁力克服彈簧力拉開剎車，電機可自由旋轉(zhuǎn)，電機失電剎車通過彈簧力抱緊傳動軸剎車），采用安全失效保護(hù)。偏航減速器：多級減速器，減速器傳動比一般在1:1000左右，將電機輸出轉(zhuǎn)速降低后傳遞給偏航小齒輪。偏航小齒輪:與固聯(lián)在塔架頂端的大齒輪的嚙合，驅(qū)使機艙轉(zhuǎn)動。 凸輪計數(shù)器: 通過碼盤將機艙偏移角傳遞給凸輪開關(guān)，當(dāng)偏航角度大于800時，凸輪撞上常閉觸點觸發(fā)安全鏈，起到扭纜保護(hù)作用。偏航旋轉(zhuǎn)方向感應(yīng)器：檢測機艙的偏航旋轉(zhuǎn)方向。偏航軸承:采用四點接觸軸承，使用阻尼讓風(fēng)機平穩(wěn)偏航，增加抗沖擊負(fù)載。偏航剎車: 偏航剎車有多個液壓剎車卡鉗，作用在塔架頂?shù)膭x車盤上，在正常風(fēng)機運行時剎車卡鉗處在最大壓力下，防止機艙的轉(zhuǎn)動。在偏航調(diào)整時，剎車卡鉗上的壓力降低，偏航電機動作，剎車盤上殘余的壓力產(chǎn)生一個統(tǒng)一的轉(zhuǎn)矩可抵消交替的外部偏航轉(zhuǎn)矩，以防止驅(qū)動裝置反轉(zhuǎn)。4、 偏航系統(tǒng)工作原理（1） 測量風(fēng)機對風(fēng)的測量由風(fēng)向標(biāo)完成，風(fēng)向一般為為每10分鐘的平均風(fēng)向。（2） 偏航識別當(dāng)風(fēng)向的信號被采集后，數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC，PLC根據(jù)當(dāng)前風(fēng)向偏差按照最短路徑將機艙轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度。（3） 偏航執(zhí)行過程主控發(fā)出命令，液壓、電氣剎車打開后，繼電器驅(qū)使接觸器吸合，偏航電機啟動，電機轉(zhuǎn)速通過同軸聯(lián)接的減速器減速后，將偏航力矩作用在回轉(zhuǎn)體大齒圈上，帶動機艙偏航對風(fēng)，當(dāng)對風(fēng)完成后，偏航電機停止動作，液壓制動器抱死剎車盤，偏航完成。5、 偏航系統(tǒng)的維護(hù)（1） 偏航減速器的運行檢查：在初次運轉(zhuǎn)前，檢查通氣塞孔是否暢通，運轉(zhuǎn)過程中應(yīng)確保通氣塞孔沒有沒有被臟物和油漆堵塞。如果通氣孔被堵塞，運轉(zhuǎn)時減速器內(nèi)部會產(chǎn)生壓力，而且有可能破壞密封環(huán)。在運轉(zhuǎn)過程中，注意檢查減速器運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)并且沒有產(chǎn)生過度的噪音。檢查是否有油滲漏現(xiàn)象。如有異常情況，立即與制造商/供應(yīng)商進(jìn)行聯(lián)系。（2） 潤滑油加注定期維護(hù)時檢查油位，應(yīng)保證油位不低于下限；加油時，卸下通氣帽，加油使油位超過油位記下限但不超過上限。（3） 偏航小齒輪與外齒圈的嚙合間隙為保證偏航小齒輪與外齒圈的嚙合良好，其嚙合間隙t應(yīng)為0.4t0.8mm。這個間隙在組裝時已經(jīng)調(diào)整好，在試運轉(zhuǎn)或更換偏航零部件后，應(yīng)對偏航齒輪嚙合間隙進(jìn)行檢查，如果不合適，可通過偏心盤進(jìn)行調(diào)整。偏航小齒輪與外齒圈的嚙合間隙一般用塞尺或壓鉛法檢測。1 偏航軸承：（1） 偏航軸承齒面潤滑:定期對偏航軸承齒面進(jìn)行潤滑，齒面應(yīng)均勻地覆蓋一層潤滑脂。偏航軸承滾道潤滑:（2） 手動偏航使?jié)L道上的加油嘴露出底板;用手動黃油槍加注潤滑脂，直到有舊油脂被擠出;2 偏航剎車：（1） 偏航剎車盤：風(fēng)機在運行過程中，有可能使油脂滴落到剎車盤上。油脂的存在會使剎車片失去功效，同時由于剎車盤上有油脂的存在,在偏航過程當(dāng)中會形成噪音。對風(fēng)機有很大的影響，所以要及時將其擦拭干凈。3 緊固螺栓：根據(jù)檢修計劃，緊固偏航系統(tǒng)螺栓：6、 偏航系統(tǒng)常見故障點分析（1） 機械方面原因：1 檢查偏航電機檢查是否由軸承或端蓋的損壞引起電機卡死。2 檢查偏航齒輪箱在偏航齒輪箱運行時聽聲音，若損壞則阻力聲音非常大,或拆下偏航減速器打開檢查是否有內(nèi)部齒輪損壞；檢查偏航減速器油窗，如發(fā)現(xiàn)變黑，有鐵屑，則需要修理或更換。3 檢查偏航驅(qū)動小齒輪可采用壓鉛法測量偏航齒輪箱的齒側(cè)間隙：將鉛絲用油脂粘附于齒側(cè)（非嚙合面），齒輪嚙合后取下并測量鉛絲的厚度（正常應(yīng)為0.70mm），其次再檢查小齒輪是否有松動或者斷齒現(xiàn)象。4 檢查偏航軸承查看軸承是否有物理損傷或者潤滑缺失現(xiàn)象，造成軸承故障的原因有以下幾點：表面由于電流（主要是內(nèi)圈與外圈的電流差）、化學(xué)（水、潤滑脂、防腐漆等）和機械作用（微振等）產(chǎn)生損傷，喪失精度而不能繼續(xù)工作；沖擊載荷作用，在偏航軸承工作運轉(zhuǎn)中，風(fēng)速大小和風(fēng)的方向很不穩(wěn)定，并且變化的幅度很大，偏航軸承隨時要受到?jīng)_擊載荷的作用，使局部受載超過材料的屈服極限而產(chǎn)生壓痕；潤滑不足。潤滑不到位是軸承失效的一個重要原因，潤滑油就相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)部件的血液，血液不足或不良都會造成旋轉(zhuǎn)部件的病變。軸承滾珠內(nèi)潤滑不到位致使軸承滾珠與保持架與軸承滾道間干磨，摩擦力增加最終導(dǎo)致軸承失效。滾道表面金屬剝落。軸承滾動體和內(nèi)、外圈滾道面上均承受周期性脈動載荷的作用，從而產(chǎn)生周期變化的接觸應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定數(shù)值后，在滾動體或內(nèi)、外圈滾道工作面上就產(chǎn)生疲勞剝落。如果軸承的負(fù)荷過大，會使這種疲勞加劇。另外，軸承安裝不正、軸彎曲，也會產(chǎn)生滾道剝落現(xiàn)象。主要表現(xiàn)為軸承安裝或軸承上螺栓維護(hù)時，未按工藝要求對角緊固，軸承受力不均造成金屬剝落。5 檢查剎車器安裝對中性按要求剎車器的對中偏心不得超過1MM，否則會造成偏航時扭矩過大，所以如果有誤差，則適當(dāng)增減調(diào)整墊片，保證對中性。（2） 電控方面原因1. 檢查偏航主回路中各個空開是否在跳閘狀態(tài)或損壞；檢查偏航電機絕緣，用兆歐表來測量電機相間或相對地間的絕緣電阻，小于0.5兆歐為正常；用萬用表檢查電機線圈的通斷；用單臂電橋測量三相線圈的直流電阻是否平衡；檢查偏航電機接線是否錯位。2. 檢查電磁剎車是否損壞或者接線松動。3. 檢查24V繼電器是否有損壞或接線松動，4. 檢查偏航保護(hù)反饋回路：各個反饋輔助觸點是否完好,正常開關(guān)閉合的情況下，輔助觸點為常閉狀態(tài)，如果開關(guān)為閉合但是輔助觸點沒有24V電，則為輔助觸點損壞。（3） 液壓方面原因偏航過程中，如果偏航余壓過高使風(fēng)機在偏航時受到較大的磨擦力,當(dāng)電流超過熱繼的整定值時熱繼電器動作，報出故障。一般偏航余壓應(yīng)為151bar范圍內(nèi)。7、 結(jié)束語風(fēng)力發(fā)電機組工作環(huán)境比較惡劣，因此在維護(hù)上不是很方便，切維護(hù)成本較高。由于風(fēng)速、風(fēng)向的不穩(wěn)定性就使得風(fēng)力