風(fēng)機(jī)技術(shù)培訓(xùn)-變槳、輪轂部分

1、瓜州風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)知識(shí)講座第一期主講人：王耀萱主講人：王耀萱SL1500/82機(jī)組主要參數(shù)機(jī)組中心高機(jī)組中心高葉輪直徑葉輪直徑葉片長(zhǎng)度葉片長(zhǎng)度齒輪箱增速齒輪箱增速比比發(fā)電機(jī)額定發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速72m82m40.5m1:1041800r/min發(fā)電機(jī)額定功率發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速機(jī)組切入風(fēng)速機(jī)組切出風(fēng)速額定風(fēng)速1500KWH1300r/min2.6m/s25m/s12m/s風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理 葉片吸收風(fēng)能中的動(dòng)能，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給齒輪箱。發(fā)電機(jī)將齒輪箱傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)主軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子傳送給電網(wǎng)。雙饋感應(yīng)電機(jī)能量流圖雙饋感應(yīng)電機(jī)能量流圖77.8% 100

2、%19.4%0.8% 能量損耗能量損耗變頻器變頻器18.6%96.4% 電網(wǎng)電網(wǎng)2.8%發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)的主要組成部分風(fēng)機(jī)的主要組成部分葉片葉片輪轂輪轂基礎(chǔ)基礎(chǔ)塔架塔架機(jī)艙機(jī)艙葉輪葉輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組組成包括：風(fēng)輪、機(jī)艙、塔風(fēng)力發(fā)電機(jī)組組成包括：風(fēng)輪、機(jī)艙、塔架和基礎(chǔ)幾個(gè)部分。架和基礎(chǔ)幾個(gè)部分。 風(fēng)輪風(fēng)輪 風(fēng)輪是獲取風(fēng)中能量的關(guān)鍵部件，有葉片和輪轂組成。 （1） 定槳距風(fēng)輪 （2） 變槳距風(fēng)輪 機(jī)艙機(jī)艙 機(jī)艙中包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)、偏航、制動(dòng)器聯(lián)軸器、風(fēng)速風(fēng)向儀等主要部件。 塔架塔架 塔架為鋼結(jié)構(gòu)錐形筒體。里面有上下通道及工作平臺(tái)等。 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 基礎(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)埋基礎(chǔ)環(huán)與塔架用高強(qiáng)度螺栓連接

3、，牢牢固定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組?；A(chǔ)中設(shè)置接地系統(tǒng)。機(jī)艙主要組成部分機(jī)艙主要組成部分SL1500機(jī)組機(jī)艙簡(jiǎn)圖機(jī)組機(jī)艙簡(jiǎn)圖風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由傳動(dòng)系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、冷卻與加熱系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、控制與安全系統(tǒng)等組成。1. 傳動(dòng)系統(tǒng) （輪轂) 主軸齒輪箱聯(lián)軸器（發(fā)電機(jī)）2. 偏航系統(tǒng) 功能：對(duì)風(fēng)，解纜3. 冷卻與加熱系統(tǒng) 功能：確保機(jī)組在正常的工況溫度下運(yùn)行4. 制動(dòng)系統(tǒng) （1） 空氣動(dòng)力制動(dòng) （2） 機(jī)械制動(dòng)5. 發(fā)電機(jī) （1） 同步發(fā)電機(jī) （2） 異步發(fā)電機(jī)6. 控制系統(tǒng) 包括控制和檢測(cè)兩部分?？刂撇糠钟址譃槭謩?dòng)和自動(dòng)。7. 安全系統(tǒng) 保證機(jī)組在發(fā)生非正常情況時(shí)立即停機(jī)，預(yù)防或減輕故障損失。變槳系統(tǒng)簡(jiǎn)介變

4、槳系統(tǒng)簡(jiǎn)介 變槳控制系統(tǒng)是通過(guò)改變?nèi)~片迎角，實(shí)現(xiàn)功率變化來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。通過(guò)在葉片和輪轂之間安裝的變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)從而改變?nèi)~片迎角，由此控制葉片的升力，以達(dá)到控制作用在風(fēng)輪葉片上的扭矩和功率的目的。在0度迎角時(shí)是葉片的工作位置。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，葉片向小迎角方向變化而達(dá)到限制功率。一般變槳角度范圍為090度。采用變槳矩調(diào)節(jié)，風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)性好、剎車機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，葉片順槳后風(fēng)輪轉(zhuǎn)速可以逐漸下降、額定點(diǎn)以前的功率輸出飽滿、額定點(diǎn)以后的輸出功率平滑、風(fēng)輪葉根承受的動(dòng)、靜載荷小。變槳系統(tǒng)作為基本制動(dòng)系統(tǒng)，可以在額定功率范圍內(nèi)對(duì)風(fēng)機(jī)速度進(jìn)行控制。變槳系統(tǒng)的作用變槳系統(tǒng)的作用在風(fēng)速小于目標(biāo)風(fēng)速時(shí)

5、，通過(guò)調(diào)整葉片角度，來(lái)得到最佳的發(fā)電功率。當(dāng)風(fēng)速大于目標(biāo)風(fēng)速時(shí)，變槳系統(tǒng)調(diào)節(jié)葉片角度，控制風(fēng)機(jī)的速度和功率維持在一個(gè)最優(yōu)的水平。當(dāng)安全鏈斷開的時(shí)候，把葉片轉(zhuǎn)到順槳位置（安全運(yùn)行），把風(fēng)輪當(dāng)成一個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)的剎車來(lái)使用。利用風(fēng)和葉輪的相互作用，減小擺動(dòng)從而將機(jī)械負(fù)載最小化。變槳控制系統(tǒng)的組成變槳控制系統(tǒng)的組成 變槳控制系統(tǒng)包括三個(gè)主要部件，驅(qū)動(dòng)裝置電機(jī)，齒輪箱和變槳軸承。從額定功率起，通過(guò)控制系統(tǒng)將葉片以精細(xì)的變槳角度向順槳方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的功率控制。如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障，另兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以安全地使風(fēng)機(jī)停機(jī)。輪轂及導(dǎo)流帽輪轂及導(dǎo)流帽變槳執(zhí)行單元輪轂輪轂變槳控制柜變槳限位撞塊變槳接近開關(guān)緩沖器極

6、限工作位置開關(guān)極限工作位置撞塊輪轂罩分隔壁導(dǎo)流帽變槳軸承變槳軸承 安裝位置變槳軸承安裝在輪轂上，通過(guò)外圈螺栓把緊。其內(nèi)齒圈與變槳驅(qū)動(dòng)裝置嚙合運(yùn)動(dòng)，并與葉片聯(lián)接。 工作原理當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)變槳軸承轉(zhuǎn)動(dòng)從而改變?nèi)~片對(duì)風(fēng)向地迎角，使葉片保持最佳的迎風(fēng)狀態(tài)，由此控制葉片的升力，以達(dá)到控制作用在葉片上的扭矩和功率的目的。變槳驅(qū)動(dòng)裝置安裝位置變槳驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)螺柱與輪轂配合聯(lián)接。變槳齒輪箱前的小齒輪與變槳軸承內(nèi)圈嚙合，并要保證嚙合間隙應(yīng)在0.20.5mm之間，間隙由加工精度保證，無(wú)法調(diào)整。組成部件變槳驅(qū)動(dòng)裝置由變槳電機(jī)和變槳齒輪箱兩部分組成。工作原理變槳齒輪箱必須為小型并且具有高過(guò)載能

7、力。齒輪箱不能自鎖定以便小齒輪驅(qū)動(dòng)。為了調(diào)整變槳，葉片可以旋轉(zhuǎn)到參考位置，順槳位置，在該位置葉片以大約雙倍的額定扭矩瞬間壓下止擋。這在一天運(yùn)行之中可以發(fā)生多次。通過(guò)短時(shí)間使變頻器和電機(jī)過(guò)載來(lái)達(dá)到要求的扭矩。齒輪箱和電機(jī)是直聯(lián)型。變槳電機(jī)是含有位置反饋和電熱調(diào)節(jié)器的伺服電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)由變頻器連接到直流母線供給電流。變槳驅(qū)動(dòng)裝置雷電保護(hù)裝置雷電保護(hù)裝置雷電保護(hù)裝置在變槳裝置中的具體位置見(jiàn)上圖，在大齒圈下方偏左一個(gè)螺栓孔的位置裝第一個(gè)保護(hù)爪，然后120等分安裝另外兩個(gè)雷電保護(hù)爪。組成部件 雷電保護(hù)爪主要由三部分組成,按照安裝順序從上到下依次是墊片壓板，炭纖維刷和集電爪。 雷電保護(hù)裝置可以有效的將作用

8、在輪轂和葉片上的電流通過(guò)集電爪導(dǎo)到地面，避免雷擊使風(fēng)機(jī)線路損壞。炭纖維刷是為了補(bǔ)償靜電的不平衡，雷擊通過(guò)風(fēng)機(jī)的金屬部分傳導(dǎo)。在旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)部分的過(guò)渡處采用火花放電器。 SL1500風(fēng)機(jī)有額外的電刷來(lái)保護(hù)軸承及保持靜電平衡。作用及工作原理作用及工作原理順槳接近撞塊和變槳限位撞塊變槳限位撞塊安裝在變槳軸承內(nèi)圈內(nèi)側(cè)，與緩沖塊配合使用。當(dāng)葉片變槳趨于最大角度的時(shí)候，變槳限位撞塊會(huì)運(yùn)行到緩沖塊上起到變槳緩沖作用，以保護(hù)變槳系統(tǒng)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。工作原理 當(dāng)葉片變槳趨于順槳位置時(shí)，順槳接近撞塊就會(huì)運(yùn)行到順槳感光裝置上方，感光裝置接受信號(hào)后會(huì)傳遞給變槳系統(tǒng)，提示葉片已經(jīng)處于順槳位置。極限工作位置撞塊和限位

9、開關(guān)極限工作位置撞塊和限位開關(guān) 極限工作位置撞塊安裝位置 極限工作位置撞塊安裝在內(nèi)圈內(nèi)側(cè)兩個(gè)對(duì)應(yīng)的螺栓孔上。 當(dāng)變槳軸承趨于極限工作位置時(shí)，極限工作位置撞塊就會(huì)運(yùn)行到限位開關(guān)上方，與限位開關(guān)撞桿作用，限位開關(guān)撞桿安裝在限位開關(guān)上，當(dāng)其受到撞擊后，限位開關(guān)會(huì)把信號(hào)通過(guò)電纜傳遞給變頻柜，提示變槳軸承已經(jīng)處于極限工作位置。 變槳系統(tǒng)維護(hù)與巡視外表檢查 （1） 檢查變槳軸承表面的防腐涂層是否有脫落現(xiàn)象； （2） 檢查變槳軸承內(nèi)圈和外圈的密封膠條是否完好，如有破損應(yīng)聯(lián)絡(luò)廠家更換； （3） 如果油嘴松動(dòng)或者缺失、損壞，需及時(shí)擰緊或者安裝新油嘴； （4） 如果接油瓶松動(dòng)或者缺失、損壞，需及時(shí)擰緊或者更換新接

10、油瓶。 材料：油嘴、接油瓶 工具：6活動(dòng)扳手 噪音檢查在安全風(fēng)速內(nèi)鎖緊葉輪鎖，手動(dòng)對(duì)每個(gè)葉片變槳，檢查變槳軸承運(yùn)行時(shí)是否有震動(dòng)、沖擊、卡滯、異常噪音等現(xiàn)象。 工具：手動(dòng)控制盒、46 開口 碰撞、跌倒和卷入！ 輪轂內(nèi)空間狹小，行走及站立時(shí)應(yīng)注意人身安全 禁止手扶或依靠旋轉(zhuǎn)部位以免卷入，造成人身傷害 變槳軸承變槳軸承 將需抽檢變槳軸承置于 6 點(diǎn)方向，以規(guī)定力矩檢查變槳軸承/輪轂安裝螺栓，螺栓總數(shù)為 48*3 顆 工具：電動(dòng)液壓泵站、配套 5m 油管、2XLCT 中空扳手（50mm） 、多用插頭、工作行燈、記號(hào)筆 變槳軸承安裝螺栓變槳軸承安裝螺栓 未正確使用液壓力矩扳手可能造成人身傷害！ 操作人員

11、必須經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn) 作業(yè)過(guò)程中，不得將手置于力矩臂內(nèi)側(cè) 指令只能由操作力矩扳手的人員發(fā)出 變槳軸承潤(rùn)滑變槳軸承潤(rùn)滑 （1） 清理干凈油嘴及周圍； （2） 用手動(dòng)控制盒手動(dòng)變槳的同時(shí)，用潤(rùn)滑脂槍給變槳軸承加注潤(rùn)滑脂，； （3） 清理變槳軸承排出的油脂； （4） 清理變槳軸承排出的油脂。 材料：毛巾、潤(rùn)滑脂、油嘴 工具：潤(rùn)滑脂槍、手動(dòng)控制盒、6活動(dòng)扳手、工作行燈 雷電保護(hù)爪雷電保護(hù)爪 檢查雷電保護(hù)爪上安裝的碳纖維毛刷是否完好，如發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重，必須立即更換。碳纖維毛刷由兩個(gè)十字螺絲安裝在雷電保護(hù)爪上。 工具：小號(hào)十字螺絲刀 變槳驅(qū)動(dòng)3.1.1 外表檢查 （1） 檢查變槳減速機(jī)表面的防腐涂層是否有脫落現(xiàn)

12、象，如有脫落需修復(fù)，修復(fù)方法見(jiàn)附件五； （2） 檢查變槳減速機(jī)油位鏡是否完好； （3） 檢查小齒輪表面是否點(diǎn)蝕、過(guò)度磨損和斷齒。 3.1.2 噪音檢查 手動(dòng)對(duì)每個(gè)葉片進(jìn)行變槳，檢查變槳減速機(jī)是否存在噪音。 工具：手動(dòng)控制盒 3.1.3 齒隙檢查 用塞尺檢查變槳小齒輪與變槳齒圈的嚙合間隙，正常嚙合間隙 0.30.9mm。 齒隙測(cè)量方法： 首先確保變槳齒圈一個(gè)齒的一側(cè)齒面與小齒輪的對(duì)應(yīng)齒面完全嚙合，然后用塞尺測(cè)量小齒輪該齒的另一側(cè)與變槳齒圈的最小嚙合間隙。工具：手動(dòng)控制盒、塞尺、工作行燈。 變槳減速機(jī)油位檢查變槳減速機(jī)油位檢查檢查變槳減速機(jī)潤(rùn)滑油油位是否正常（油位應(yīng)位于觀察窗中部），如果油位偏低，

13、檢查變槳減速機(jī)是否漏油，并補(bǔ)充潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油型號(hào)見(jiàn)附件一。修復(fù)工作和加油工作完成后，將減速機(jī)清理干凈；注意：在加油或檢查油位過(guò)程中減速機(jī)應(yīng)置于六點(diǎn)位置。減速機(jī)潤(rùn)滑油補(bǔ)充及更換方案（各變槳減速機(jī)潤(rùn)滑油補(bǔ)充流程相同，主要區(qū)別在于各品牌減速機(jī)的加油口位置和密封形式略有不同）：注意：加注潤(rùn)滑油時(shí)防止將異物掉入減速機(jī)內(nèi)，換油排油應(yīng)在熱機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，應(yīng)加入適量預(yù)熱過(guò)的新油對(duì)減速機(jī)進(jìn)行沖洗。減速機(jī)油鏡（1） 用毛巾清理干凈加油嘴及其周圍的灰塵油污； （2） 旋下加油塞并將其倒置于一塊干凈的毛巾上； （3） 將油順著加油嘴倒入減速機(jī)內(nèi)（由于加油嘴較小，實(shí)際加油時(shí)可使用干凈的大號(hào)針筒作為加油工

14、具） ，邊加油邊通過(guò)油位鏡觀察油位； （4） 當(dāng)油位接近正常油位時(shí)，停止加油（可事先在正常油位處用記號(hào)筆作一標(biāo)記） ； （5） 將加油塞擦干凈并旋到加油嘴上，擰緊； （6） 運(yùn)行減速機(jī) 5min，觀察加油嘴處是否有滲漏現(xiàn)象，如有加以處理； （7） 停轉(zhuǎn)減速機(jī)再次觀察油位，如油位達(dá)到正常值加油工作結(jié)束，如未能達(dá)到要求重復(fù)步（2）（6） ，直到油位滿足要求； （8） 如更換潤(rùn)滑油，可將需更換潤(rùn)滑油的減速機(jī)處于 10 點(diǎn)或者 2 點(diǎn)鐘位置，將空的容器置于減速機(jī)油塞正下方，旋下加油塞，讓潤(rùn)滑油流入容器內(nèi)。待潤(rùn)滑油全部流光后，用毛巾清理干凈加油嘴及其周圍，旋回加油塞。待減速機(jī)轉(zhuǎn)回 6 點(diǎn)鐘位置時(shí)進(jìn)行步驟

15、（1）（7） ，完成潤(rùn)滑油的補(bǔ)充工作。 材料：潤(rùn)滑油 工具：8mm 內(nèi)六角扳手、毛巾、容器 變槳電機(jī)檢查與維護(hù)變槳電機(jī)檢查與維護(hù)（1） 檢查變槳電機(jī)表面的防腐涂層是否有脫落現(xiàn)象，如有脫落需進(jìn)行修復(fù)； （2） 檢查變槳電機(jī)電纜的外觀和固定情況，如有電纜破損或固定松動(dòng)情況必須馬上處理； （3） 手動(dòng)對(duì)每個(gè)葉片進(jìn)行變槳，檢查變槳電機(jī)是否存在噪音； （4） 檢查變槳電機(jī)/變槳減速機(jī)安裝螺栓，螺栓總數(shù)為 4*3 顆。 材料：綁扎帶 工具：17mm 加長(zhǎng)套筒、200NM 力矩扳手、17mm 兩用扳手、手動(dòng)控制盒、斜口鉗 3.3 變槳齒圈檢查 （1） 清潔變槳齒圈齒面上附著的雜物；（2） 檢查變槳齒圈齒面是

16、否有過(guò)度磨損或斷齒等現(xiàn)象； （3） 補(bǔ)充變槳齒圈齒面及小齒輪齒面潤(rùn)滑脂材料：潤(rùn)滑脂、清洗劑 工具：扁鏟、毛刷、毛巾 變槳控制柜檢查變槳控制柜檢查 （1） 檢查三角支架固定卡簧是否完好； （2） 檢查各連接電纜絕緣層是否老化、破損； （3） 以規(guī)定力矩檢查變槳控制柜/輪轂安裝螺栓，螺栓總數(shù)為 3*3 顆， （4） 檢查彈性支撐是否老化或出現(xiàn)裂紋，如有上述情況，必須立即更換。 工具：24mm 套筒、200NM 力矩扳手 彈性支撐附屬傳感器檢查附屬傳感器檢查 （1） 限位開關(guān)是否完好，固定是否牢固； （2） 接近開關(guān)是否完好； （3） 接近開關(guān)與感應(yīng)片距離是否合適（3-5mm） ； （4） 檢查極限

17、工作位置和接近開關(guān)處的感應(yīng)片安裝螺栓是否牢固； （5） 檢查極限工作位置和接近開關(guān)處的感應(yīng)片是否變形 （彎折角度近似 90 度為正常）。 工具：13mm 套筒、棘輪扳手（含加長(zhǎng)桿） 、水泵鉗 限位開關(guān)光電感應(yīng)開關(guān)滑環(huán)檢查滑環(huán)檢查 （1） 檢查滑環(huán)各插頭固定是否牢固； （2） 檢查萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。如轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，將萬(wàn)向節(jié)拆下，在關(guān)節(jié)軸承處涂抹少量潤(rùn)滑脂（Kluber plex BEM41-132） ，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承至潤(rùn)滑脂充分浸潤(rùn)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)部，重新裝回萬(wàn)向節(jié)； （3） 檢查滑環(huán)引出電纜固定是否牢固、走線是否規(guī)范，電纜保護(hù)膠皮是否磨損嚴(yán)重，如磨損嚴(yán)重需更換；沒(méi)做電纜保護(hù)的，需墊膠皮； （4）

18、滑環(huán)晃動(dòng)裕度檢查，用手晃動(dòng)滑環(huán)無(wú)法使之橫向擺動(dòng)； （5） 檢查滑環(huán)橫向控制臂與支撐桿成 90直角，即齒輪箱主軸法蘭基準(zhǔn)面到橫向控制臂的距離為 429mm、橫向控制臂兩端孔心距為 281mm。緊固件檢查緊固件檢查 （1） 檢查滑環(huán)/主軸安裝螺栓，螺栓總數(shù)為 8 顆； （2） 緊固滑環(huán)上線卡子安裝螺栓，螺栓總數(shù)為 4 顆； （3） 對(duì)于新式 M16-M20 及 M24-M20 螺紋連接滑環(huán)支撐桿需檢查支撐桿固定螺栓，螺栓總數(shù)為 1 顆。 工具：16mm 兩用扳手、17mm 兩用扳手、30mm 兩用扳手、10活動(dòng)扳手、5mm 內(nèi)六角扳手 輪轂檢查輪轂檢查外觀檢查 （1） 檢查輪轂表面防腐涂層是否有脫落現(xiàn)象，如