金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓、偏航及潤(rùn)滑控制系統(tǒng)

1、1 1金風(fēng)金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓、偏機(jī)組液壓、偏航及潤(rùn)滑控制系統(tǒng)航及潤(rùn)滑控制系統(tǒng)授課： *編訂： 孫偉修改：*金風(fēng)大學(xué)運(yùn)維學(xué)院2014年7月29日課程內(nèi)容：一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的組成：液壓泵儲(chǔ)能器單向閥電磁換向閥溢流閥壓力繼電器過濾器液壓表一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)原理圖一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)序號(hào)序號(hào)名稱名稱序號(hào)序號(hào)名稱名稱1 1油箱油箱14節(jié)流閥（流量調(diào)節(jié)）節(jié)流閥（流量調(diào)節(jié)）1.21.2液位開關(guān)液位開關(guān)1616偏航剎車模塊偏航剎車模塊1.31.3放油軟管及球閥放油軟管

2、及球閥16.116.1余壓釋放換向電磁球閥余壓釋放換向電磁球閥3 3過濾器過濾器16.216.2偏航控制換向電磁球閥偏航控制換向電磁球閥3.13.1發(fā)訊器（過濾器堵塞）發(fā)訊器（過濾器堵塞）16.416.4溢流閥（偏航余壓）溢流閥（偏航余壓）3.23.2旁通閥旁通閥16.716.7截止閥（壓力釋放）截止閥（壓力釋放）4 4單向閥單向閥19葉輪剎車模塊葉輪剎車模塊5 5溢流閥（系統(tǒng)保護(hù)）溢流閥（系統(tǒng)保護(hù)）19.1葉輪剎車電磁換向球閥葉輪剎車電磁換向球閥7 7蓄能器蓄能器2020壓力繼電器（葉輪剎車壓力）壓力繼電器（葉輪剎車壓力）8 8截止閥截止閥21鎖定銷控制電磁換向閥鎖定銷控制電磁換向閥9單向閥

3、單向閥22.122.1進(jìn)銷控制換向線圈進(jìn)銷控制換向線圈/手動(dòng)機(jī)構(gòu)手動(dòng)機(jī)構(gòu)1010壓力繼電器（系統(tǒng)壓力）壓力繼電器（系統(tǒng)壓力）22.222.2退銷控制換向線圈退銷控制換向線圈/手動(dòng)機(jī)構(gòu)手動(dòng)機(jī)構(gòu)1111減壓閥減壓閥25手動(dòng)泵手動(dòng)泵1212減壓閥減壓閥32液壓表液壓表1313順序閥順序閥一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)順序閥（順序閥（13）壓力繼電器壓力繼電器（10）節(jié)流閥（節(jié)流閥（14）減壓閥（減壓閥（20）減壓閥（減壓閥（11）液壓泵電源進(jìn)液壓泵電源進(jìn)線線發(fā)訊器（發(fā)訊器（3.1）葉輪剎車電磁換葉輪剎車電磁換向球閥（向球閥（19.1）截止閥（截止閥（18）截止閥（截止閥（8）進(jìn)銷控制線進(jìn)銷控制線圈圈

4、/手動(dòng)機(jī)手動(dòng)機(jī)構(gòu)（構(gòu)（22.1）偏航控制換向電偏航控制換向電磁球閥（磁球閥（16.2）過濾器（過濾器（3）液位開關(guān)（液位開關(guān)（1.2）一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)退銷控制換向退銷控制換向線圈線圈/手動(dòng)機(jī)手動(dòng)機(jī)構(gòu)（構(gòu)（22.2）壓力繼電壓力繼電器（器（20）溢流閥溢流閥（16.4）進(jìn)銷控制換向進(jìn)銷控制換向線圈線圈/手動(dòng)機(jī)手動(dòng)機(jī)構(gòu)（構(gòu)（22.1）順序閥（順序閥（13）溢流閥溢流閥（5）節(jié)流閥節(jié)流閥（14）系統(tǒng)壓力測(cè)量系統(tǒng)壓力測(cè)量口（口（6.1）一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)壓力繼壓力繼電器電器（20）偏航剎車偏航剎車模塊（模塊（16）截止閥截止閥（16.7）退銷控制線退銷控制線圈（圈（22.2）

5、鎖定銷控制電鎖定銷控制電磁換向閥（磁換向閥（21）葉輪剎車葉輪剎車模塊（模塊（19）余壓釋放換向電余壓釋放換向電磁球閥（磁球閥（16.1）一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)蓄能器蓄能器接線盒接線盒手動(dòng)泵手動(dòng)泵油箱油箱液位窗液位窗液位開關(guān)液位開關(guān)加油口加油口一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.1 液壓泵2.5兆瓦液壓站使用的是柱塞泵，柱塞泵通過液壓缸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)吸油與壓油。一、金風(fēng)1.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.2 儲(chǔ)能器1.5兆瓦液壓站的蓄能器是充氣式皮囊式蓄能器 蓄能器是用以儲(chǔ)存油液的壓力能，在需要時(shí)能將此能量釋放出來完成有用功的裝置。在液壓系統(tǒng)中的主要作用如下：儲(chǔ)存液壓能 、 吸收壓力沖擊和壓力脈

6、動(dòng)、 獲得動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。 一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.3 單向閥一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.4 電磁換向閥一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)三位四通換向三位四通換向閥的動(dòng)作過程閥的動(dòng)作過程一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng) 電磁換向閥是利用電磁鐵的通、斷電而直接推動(dòng)閥芯開控制油口的聯(lián)通狀態(tài)。一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.5 溢流閥一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.6 節(jié)流閥 通過改變閥口通流面積的大小或通流通道的長(zhǎng)短來改變液阻，控制通過閥的流量，達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的目的。一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組

7、液壓系統(tǒng)1.7 壓力繼電器符號(hào)動(dòng)作機(jī)理 壓力繼電器是利用液體的壓力來啟閉電氣觸點(diǎn)的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定值時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，使電氣元件（如電磁鐵、電機(jī)、時(shí)間繼電器、電磁離合器等）動(dòng)作，使油路卸壓、換向，執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，或關(guān)閉電動(dòng)機(jī)使系統(tǒng)停止工作，起安全保護(hù)作用等。金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)的壓力繼電器一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.8 過濾器一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)哈威液壓站上使用的過濾器一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.9 壓差發(fā)訊器（過濾器堵塞發(fā)訊器） 過濾器的發(fā)信裝置有機(jī)械式、磁鐵式和電信號(hào)式等幾種形式。當(dāng)濾芯堵塞后，發(fā)

8、訊器會(huì)發(fā)出堵塞信號(hào)。符號(hào)1.10 減壓閥一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng) 減壓閥是常開的，其出口壓力由調(diào)壓彈簧設(shè)定。減壓閥可將進(jìn)口壓力降至出口壓力。在液壓系統(tǒng)中，如果不同設(shè)備需要不同壓力，則可以使用減壓閥。當(dāng)出口壓力達(dá)到最大設(shè)定壓力時(shí)，閥口完全關(guān)閉。進(jìn)口壓力由溢流閥設(shè)定。當(dāng)出口壓力升高時(shí)，作用在控制活塞左端面上油壓力變大，控制活塞向右移動(dòng)，閥口變小，壓降增大，從而使出口壓力降至設(shè)定值。在滑閥式結(jié)構(gòu)中，也可以采用控制邊結(jié)構(gòu)，以緩慢增加開口量，從而使減壓閥具有較高調(diào)壓精度。一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)1.11 順序閥一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)順序閥的作用是利用油液壓力作為控制信號(hào)，控制油路通斷

9、。一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)順序閥在油路中相當(dāng)于一個(gè)以油液壓力作為信號(hào)來控制油路通斷的液壓開關(guān)。它與溢流閥的工作原理基本相同，主要差別為：出口接負(fù)載；動(dòng)作時(shí)閥口不是微開而是全開；有外泄口。 一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)一、金風(fēng)2.5MW機(jī)組液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)控制電路二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航控制系統(tǒng)是一隨動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)向與風(fēng)輪軸線偏離一個(gè)角度時(shí)，控制系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間確認(rèn)后，會(huì)控制偏航電機(jī)將風(fēng)輪調(diào)整到與風(fēng)向一致方位。二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng) 金風(fēng)機(jī)組采用主動(dòng)偏航對(duì)風(fēng)形式。在機(jī)艙后部有兩個(gè)互相獨(dú)立的傳感器風(fēng)速儀和風(fēng)向標(biāo)。風(fēng)向標(biāo)的信號(hào)反映出風(fēng)機(jī)與主

10、風(fēng)向之間有偏離，當(dāng)風(fēng)向持續(xù)發(fā)生變化時(shí)，控制器根據(jù)風(fēng)向標(biāo)傳遞的信號(hào)控制三個(gè)偏航減速器轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙對(duì)準(zhǔn)主風(fēng)向，機(jī)組偏離主風(fēng)向的一般誤差在4度內(nèi)。偏航條件：偏航條件：1、檢測(cè)60s平均風(fēng)向，偏差25度持續(xù)20s后開始偏航； or2、檢測(cè)60s平均風(fēng)向，偏差15度持續(xù)50s后開始偏航； or3、檢測(cè)60s平均風(fēng)向，偏差9度持續(xù)1.5m后開始偏航。機(jī)組偏航角度相差與機(jī)組功率的關(guān)系二、金風(fēng)1.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng) 偏航控制系統(tǒng)的機(jī)械部分主要包括4個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的帶外齒圈的四點(diǎn)接觸球軸承( 即偏航軸承）、偏航保護(hù)以及一套偏航剎車機(jī)構(gòu)。偏航剎車分為兩部分：一部分為與偏航電機(jī)軸直接相連的電磁

11、剎車，另一部分為偏航制動(dòng)器。金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)底座偏航軸承偏航剎車盤偏航制動(dòng)器偏航減速器偏航電機(jī)偏航減速器齒偏航軸承齒塔架頂法蘭電磁剎車塔架二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng) 偏航系統(tǒng)（除液壓站外）傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)自動(dòng)加脂器溢流閥油管漸進(jìn)式分油器漸進(jìn)式分油器油管連接對(duì)絲堵絲三通彎頭毛氈齒潤(rùn)滑器偏航電機(jī)減速器軸承剎車盤偏航制動(dòng)器檢測(cè)系統(tǒng)風(fēng)向標(biāo)機(jī)艙位置傳感器金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)的部件組成二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)機(jī)艙位置傳感器機(jī)艙位置傳感器 又稱凸輪計(jì)數(shù)器，其

12、內(nèi)部安裝一個(gè)10千歐姆的電位器，風(fēng)機(jī)通過電阻的變化，確定風(fēng)機(jī)的偏航角度并通過其電阻的變化計(jì)算偏航的速度。除電位器外,其內(nèi)還安裝限位開關(guān)，防止電纜纏繞而設(shè)置，當(dāng)機(jī)艙偏航旋轉(zhuǎn)圈數(shù)達(dá)到900度時(shí)，限位開關(guān)發(fā)出信號(hào)，整個(gè)機(jī)組快速停機(jī)。 偏航電機(jī)為多極電機(jī)，電壓等級(jí)為400V，內(nèi)部繞組接線為星形。電機(jī)的軸末端裝有一個(gè)電磁剎車裝置，用于在偏航停止時(shí)對(duì)電機(jī)的鎖定，從而將偏航轉(zhuǎn)動(dòng)鎖定。電磁剎車附帶手動(dòng)釋放裝置，在需要時(shí)可人為手動(dòng)釋放電磁剎車。二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng) 偏航減速器偏航減速器 減速器的作用為將偏航電機(jī)發(fā)出的高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)能轉(zhuǎn)化成低轉(zhuǎn)速高扭矩動(dòng)能以驅(qū)動(dòng)偏航軸承?；緜鲃?dòng)結(jié)構(gòu)圖二、金風(fēng)

13、2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)偏航減速器外形結(jié)構(gòu)二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)43 偏航減速器為一個(gè)四級(jí)行星傳動(dòng)的齒輪箱。采用浸沒式潤(rùn)滑，大部分的傳動(dòng)齒輪都浸沒在潤(rùn)滑油中。行星輪齒圈太陽輪行星架二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)44減速器部件拆卸示意圖（三級(jí)行星減速）二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)45 偏航減速器通過幾級(jí)行星機(jī)構(gòu)，將偏航電機(jī)的低扭矩高轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)化成高扭矩低轉(zhuǎn)速的偏航驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)艙旋轉(zhuǎn)的。變槳減速器也是同樣的機(jī)械原理。圖圖1圖圖2圖圖3二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng) 金風(fēng)2.5兆瓦機(jī)組的偏航減速器使用的潤(rùn)滑油為:Shell Omal

14、a HD 320，總油量：邦飛利的為20L/個(gè)，卓輪的為11.5L/個(gè)。二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)偏航軸承偏航軸承 偏航軸承采用帶外齒圈的四點(diǎn)接觸球軸承，屬于回轉(zhuǎn)支承。軸承采用“零游隙”設(shè)計(jì)以增加整機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，增強(qiáng)抗沖擊載荷能力；對(duì)偏航相應(yīng)速度更快。二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng) 2.5MW機(jī)組偏航制動(dòng)器采用的是液壓鉗盤式制動(dòng)器，偏航制動(dòng)器安裝在風(fēng)機(jī)底座上，液壓油經(jīng)液壓站加壓后經(jīng)進(jìn)油孔進(jìn)入活塞上部油腔,推動(dòng)活塞沿缸壁運(yùn)動(dòng)，活塞將130bar（偏航制動(dòng)壓力）和20bar（偏航時(shí)為機(jī)組提供阻尼的壓力，通常簡(jiǎn)稱偏航余壓）壓力作用在剎車片上，使得剎車片與剎車盤間產(chǎn)生摩擦力提

15、供制動(dòng)力矩和阻尼力矩。偏航制動(dòng)器工作分為三部分：當(dāng)機(jī)組處于對(duì)風(fēng)或維護(hù)狀態(tài)時(shí)，保當(dāng)機(jī)組處于對(duì)風(fēng)或維護(hù)狀態(tài)時(shí)，保持持130130barbar的壓力，防止機(jī)艙旋轉(zhuǎn)。的壓力，防止機(jī)艙旋轉(zhuǎn)。機(jī)組對(duì)風(fēng)偏航時(shí)，偏航制動(dòng)器保持機(jī)組對(duì)風(fēng)偏航時(shí)，偏航制動(dòng)器保持2020 bar bar的壓力，提供一定的阻尼力的壓力，提供一定的阻尼力矩。矩。解纜時(shí)，偏航制動(dòng)器在解纜時(shí)，偏航制動(dòng)器在0bar0bar壓力下壓力下偏航，減少摩擦片的磨損量。偏航，減少摩擦片的磨損量。偏航制動(dòng)器偏航制動(dòng)器底底 座座二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)偏航制動(dòng)器的安裝位置二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)安裝位置安裝位置二、金風(fēng)2.5

16、MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng) 偏航剎車盤 二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)偏航系統(tǒng)的潤(rùn)滑部分偏航系統(tǒng)的潤(rùn)滑部分二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)1自動(dòng)加脂器，2溢流閥，3油管，4漸進(jìn)式分油器，5漸進(jìn)式分配器，7油管連接對(duì)絲，8堵絲，9三通，15彎頭，21毛氈齒潤(rùn)滑器二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)自動(dòng)加脂器自動(dòng)加脂器1 柱塞2 復(fù)位彈簧3 單向閥吸油階段吸油階段1 偏心輪2 柱塞3 彈簧4 單向閥打油階段打油階段1 偏心輪2 柱塞3 彈簧4 單向閥油油泵工作原理泵工作原理二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)自動(dòng)加脂器、齒面潤(rùn)滑器及漸進(jìn)式分油器二、金風(fēng)1.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)漸進(jìn)式分配器漸進(jìn)式分配器二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)工作過程工作過程二、金風(fēng)1.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)控制主電路二、金風(fēng)2.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)偏航電機(jī)控制主電路1