对风机偏航系统的理解
风力发电机及偏航系统
风力发电机及偏航系统引言：风力发电是一种利用风能将其转化为电能的发电方式。
它是一种环保、可再生的能源，可以帮助减少对传统化石燃料的依赖，并减少排放。
风力发电机是风力发电的核心设备，而偏航系统是确保风力发电机能够高效运行的关键部件。
本文将从风力发电机的原理、构造和工作原理以及偏航系统的功能、原理和优化等方面进行阐述，以帮助读者更好地理解风力发电机及偏航系统的工作原理与应用。
一、风力发电机1.原理2.构造3.工作原理当风力吹过风力发电机的叶片时，叶片产生升力，并形成一个扭转力矩。
这个扭转力矩通过轴传递给发电机，进而带动发电机转子旋转。
转子内部的磁场与绕组相互作用，产生感应电动势，从而产生电能。
二、偏航系统1.功能偏航系统是风力发电机中的重要部分，其主要功能是使风力发电机始终面向风向，以利用风能的最大化。
偏航系统可以通过调整发电机的方向来适应风的变化，确保叶片始终相对于风的方向。
2.原理偏航系统通常由风向传感器、控制器和驱动器等组成。
风向传感器负责感知风的方向，控制器根据风向数据和预设参数进行判断和计算，驱动器则通过调整发电机的方向来控制风力发电机的偏航。
3.优化为了提高风力发电系统的效益，偏航系统的优化也尤为重要。
通过采用更先进的风向传感器、控制算法和驱动器技术，可以提高偏航系统的准确性和响应速度，进而提高风力发电机的发电效率。
结论：风力发电机及偏航系统是风力发电的重要组成部分，其工作原理和优化对风力发电系统的效益起到至关重要的作用。
理解和掌握风力发电机及偏航系统的原理和应用，对于推广和应用风力发电具有重要的指导意义。
随着技术的不断进步，风力发电的效率和可靠性将继续提升，为可持续发展和环境保护做出积极贡献。
2.5 偏航系统解析
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限位开关 大齿圈
接近开关
17
18
1
风力发电机组的偏航系统
风力发电机组的偏航系统一般分为被动偏航 系统和主动偏航系统。 被动偏航系统：多用于小型的独立风力发电 系统，由尾舵控制，风向改变时，被动对风。 主动偏航系统：多用大型并网型风力发电系 统，由位于下风向的风向标发出的信号进行主动 对风控制。
2
尾舵对风
被动偏航系统---尾舵对风是最常用 的一种对风装置, 它广泛用于小、微 型风力机。
7
偏航系统
功能：改变机舱朝向以实现对风、解缆保护
主要部件：
偏航大齿圈 侧面轴承
滑垫保持装置
滑动衬垫 偏航驱动装置
圆弹簧即调整螺栓
偏航计数器 风速风向仪
8
偏航系统装配位置
9
偏航系统结构
风轮安装在机舱前端，机舱安装在塔架上，机舱能以塔架轴线为轴转 动，使风轮面对来风。 塔架顶端的塔筒法兰上安装偏航轴承，偏航轴承的外圈固定在塔架顶 端，偏航轴承的内圈将用来安装机舱底盘。偏航轴承有很强的轴向承重能 力、能承受径向冲击力与倾覆力矩，在偏航轴承外圈的外围集成着偏航齿 轮。
12
偏航系统
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偏航驱动装置
偏航电机及制动器、偏航小齿 轮箱、偏航小齿轮组成了偏航驱动 装置，他们、和主机架用螺栓件连 接在一起。 每个齿轮箱还有一个外置的透 明油位计，用于检查油位。 偏航电机内部含有温度传感器，控 制绕组温度在155℃之内。
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偏航系统工作过程
首先，假设现在是东南风，风电机组正常工作，机舱叶 轮处于迎风状态，即朝向东南方向，但是随着时间变化，风 向逐渐的变化为南风了，那么机组就不能在原来位置工作了 。 这时，由风速风向仪测得风向变化，并传给控制系统存 储下来，控制系统又来控制偏航驱动装置中的四台偏航电机 往风速变化的方向同步运转，偏航电机通过减速齿轮箱带动 小齿轮旋转。小齿轮是与大齿圈相啮合的，与偏航电机、偏 航齿轮箱统一称为偏航驱动装置，上图可以看出，偏航驱动 装置通过螺栓紧固在主机架上，而大齿圈通过88个螺栓紧固 在塔筒法兰上，不可旋转，那么只能是小齿轮围绕着大齿圈 旋转带动主机架旋转，直到机舱位置与风向仪测得的风向相 一致。 当然风向变化是一个连续的过程，并不一定瞬时从东南 风就变为南风了，而是一个逐渐变化的过程。
风力发电机偏航系统的工作原理
风力发电机偏航系统的工作原理风力发电机偏航系统是风力发电机的重要组成部分，它的主要作用是使风力发电机能够根据风向自动调整转向，使叶片始终对准风的方向，从而最大限度地捕捉到风能。
风力发电机偏航系统的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 风向检测：风力发电机偏航系统首先需要准确地检测到风的方向。
通常，系统会使用一个或多个风向传感器来测量风的方向，并将这些信息传输给控制系统。
2. 信号处理：一旦风向传感器测量到风的方向，这些信号就会被传输到控制系统中进行处理。
控制系统会根据这些信号来确定风的方向，以便后续的调整。
3. 偏航控制：确定了风的方向后，控制系统会通过调整发电机的转向来使叶片对准风的方向。
通常，风力发电机偏航系统使用液压或电动机来实现转向的调整。
控制系统会根据风向信号来控制液压系统或电动机，使风力发电机转向。
4. 转向调整：一旦控制系统调整了风力发电机的转向，风力发电机就能够始终面向风的方向。
这样，风力发电机的叶片就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。
5. 反馈控制：风力发电机偏航系统通常还会包括反馈控制，以确保风力发电机能够稳定地对准风的方向。
反馈控制可以根据风向传感器的信号来实时调整风力发电机的转向，以保持其对准风的方向。
总结起来，风力发电机偏航系统的工作原理是通过风向传感器检测风的方向，控制系统根据这些信号来调整风力发电机的转向，使其始终面向风的方向。
这样，风力发电机就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。
风力发电机偏航系统的工作原理的实现离不开风向传感器、控制系统以及液压或电动机等关键组件的配合。
通过这些关键组件的协同工作，风力发电机偏航系统能够实现稳定的转向调整，从而提高风力发电机的发电效率。
风机偏航系统介绍
机械式
传统式
共振式
偏航系统常见故障
一、齿圈齿面磨损的原因： 1、齿轮的长期啮合运转；2、相互啮合的齿轮齿侧间隙
中渗入杂质；3、润滑油或润滑脂严重缺失使齿轮副处于干 摩擦状态。 二、液压管路渗漏的原因：
1、管路接头松动或损坏；2、密封件损坏。 三、偏航压力不稳的原因：
1、液压管路出现渗漏；2、液压系统的保压蓄能装置出 现故障；3、液压系统元器件损坏。 四、异常噪音的原因：
偏航驱 动电机
侧面轴承
偏航驱动 减速器
偏航 滑板
偏航轴承
偏航轴承的形式可以分为外齿和内齿形式，外齿又分为 带轴承和不带轴承的。
外齿不带轴承齿圈
偏航计数器 偏航轴承
接近开关
主机架
偏航大齿圈
侧面轴承
划垫保持装置 锁紧螺母
调整螺栓
径向滑板
滑盘
顶部圆盘
导向板
弹簧垫 调节螺栓
偏航爪室
滑板
润滑管
滑板由 PETP塑料制成
外齿带轴承齿圈
偏航内齿圈
偏航计数器
❖ 任务：
▪ 第一，在机舱偏航超出 限制时，检测到被触发 的硬件开关。
▪ 第二，发出一个信号来 测量机舱的精确位置。 这个信号是在旋转编码 器内可选的编码器来发 出的。
在偏航系统的偏航动作失效后，电缆的扭绞达到 威胁机组安全运行的程度而触发该装置，使机组进行 紧急停机。
1、润滑油或润滑脂严重缺失；2、偏航阻尼力矩过大； 3、齿轮副齿轮损坏；4、偏航驱动装置中油位过低。
五、偏航定位不准确的原因：
1、风向标信号不准确；2、偏航系统的阻尼力矩过大或 过小；3、偏航制动力矩达不到机组的设计值；4、偏航系 统的偏航齿圈与偏航驱动装置的齿轮之间的齿侧间隙过大。
风力发电机组偏航系统详细介绍
风力发电机组偏航系统详细介绍一、引言随着可再生能源的快速发展，风力发电成为了新兴的清洁能源选择之一、风力发电机组的偏航系统是其核心组成部分之一，它能够使风力发电机组在不同风向下旋转，实现最大风能有效利用。
本文将详细介绍风力发电机组偏航系统的原理、构成和工作过程。
二、原理1.风向感知：通过风速传感器和风向传感器，实时感知风的强度和方向。
2.控制系统：根据风向传感器的反馈信息，计算出偏航控制参数，并传递给执行机构。
3.执行机构：根据控制系统的指令，调整风轮的朝向，使其与风向保持一致。
三、构成1.传感器：风力发电机组偏航系统中的传感器主要包括风速传感器和风向传感器。
风速传感器用于感知风的强度，而风向传感器则用于感知风的方向。
2.控制系统：控制系统是风力发电机组偏航系统的核心部分，主要包括控制算法和控制器。
控制算法根据风向传感器的反馈信息计算出偏航控制参数，而控制器则将这些参数传递给执行机构。
3.执行机构：执行机构负责调整风力发电机组的朝向，使其与风向保持一致。
常见的执行机构包括偏航控制器、偏航电机等。
四、工作过程1.感知风向：风力发电机组偏航系统通过风向传感器感知风的方向。
2.计算控制参数：根据风向传感器的反馈信息，控制算法计算出偏航控制参数。
3.传递控制参数：控制器将计算得到的偏航控制参数传递给执行机构。
4.调整朝向：执行机构根据控制参数的指令，调整风力发电机组的朝向，使其与风向保持一致。
5.持续监测：风力发电机组偏航系统持续监测风的方向，根据实时的风向信息进行调整，实现持续稳定的发电。
五、总结风力发电机组偏航系统是风力发电的关键技术之一，它能够在不同风向下实现最大风能有效利用。
本文详细介绍了风力发电机组偏航系统的原理、构成和工作过程。
通过合理的感知、计算和调整机制，风力发电机组能够始终面向风向，实现高效稳定的发电效果。
随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组偏航系统也将不断完善，为可再生能源的发展做出更大的贡献。
对风机偏航系统的理解
对风机偏航系统的理解作者：国电联合动力技术（连云港）有限公司技术部张超产偏航系统的作用偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统。
它主要有两个功能：一是使风轮跟踪变化稳定的风向;二是当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解缆。
偏航控制系统偏航系统是一个随动系统，风向仪将采集的信号传送给机舱柜的PLC的I/O板，计算10分钟平均风向，与偏航角度绝对值编码器比较，输出指令驱动四台偏航电机（带失电制动），将机头朝正对风的方向调整，并记录当前调整的角度，调整完毕电机停转并启动偏航制动。
偏航控制系统框图如下图所示：下文将对偏航控制系统的各机构进行分析：1、风速仪风力发电机组应有两个可加热式风速计。
在正常运行或风速大于最小极限风速时，风速计程序连续检查和监视所有风速计的同步运行。
计算机每秒采集一次来自于风速仪的风速数据；每10min计算一次平均值，用于判别起动风速和停机风速。
测量数据的差值应在差值极限1.5m/s以内。
如果所有风速计发送的都是合理信号，控制系统将取一个平均值。
2、风向标风向标安装在机舱顶部两侧，主要测量风向与机舱中心线的偏差角。
一般采用两个风向标，以便互相校验，排除可能产生的误信号。
控制器根据风向信号，起动偏航系统。
当两个风向标不一致时，偏航会自动中断。
当风速低于3m/s时，偏航系统不会起动。
3、扭揽开关扭缆开关是通过齿轮咬合机械装置将信号传递PLC进行处理和发出指令进行工作的。
除了在控制软件上编入调向记数程序外，一般在电缆处安装行程开关，当其触点与电缆束连接，当电缆束随机舱转动到一定程度即启动开关。
以国内某知名公司生产的1.5MW风机为例，当机身在同一方向己旋转2转(720度)，且风力机不处在工作区域(即10分钟平均风速低于切入风速) 系统进入解缆程序。
解缆过程中，当风力机回到工作区域(即10分钟平均风速高于切入风速)，系统停止解缆程序，进入发电程序，但当机身在同一方向己旋转2.5转(900度)偏航限位动作扭缆保护，系统强行进入解缆程序，此时系统停止全部工作，直至解缆完成。
偏航系统浅谈
偏航系统浅谈摘要风作为自然的产物，风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点。
因此,控制技术是机组安全高效运行的关键,偏航控制系统成为水平轴风力发电机组的重要组成部分。
本文简述了风机偏航系统，其中包括偏航系统的功能、组成及工作原理等。
其次还介绍了偏航系统常见故障点的分析。
关键词：偏航系统组成工作原理常见故障点目录一、引言 (4)二、偏航系统的功能 (5)三、偏航系统的组成 (6)四、偏航系统工作原理 (7)（一) 测量 (7)（二）偏航识别 (8)（三）偏航执行过程 (8)五、偏航系统的维护 (8)（一）偏航减速器的运行检查： (8)（二）润滑油加注: (9)（三) 偏航小齿轮与外齿圈的啮合间隙 (9)1．偏航轴承： (9)2．偏航刹车： (10)3．紧固螺栓: (10)六、偏航系统常见故障点分析 (10)(一) 机械方面原因： (10)1．检查偏航电机 (10)2．检查偏航齿轮箱 (10)3．检查偏航驱动小齿轮 (10)4．检查偏航轴承 (10)5．检查刹车器安装对中性 (11)(二）电控方面原因： (12)（三）液压方面原因： (12)七、结束语 (13)参考文献 (14)偏航系统浅谈一、引言随着不可再生资源的消耗,可再生利用的新能源在全球得到广泛关注。
风能以其巨大的储量、广泛的分布、便捷地采集得到发达国家和部分发展中国家的青睐。
偏航系统在作为风电控制系统的重要组成部分,主要应用于水平轴的风力发电机组。
其作用在于当风向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便获得最大的风能。
二、偏航系统的功能风力发电机组的偏航系统也可以成为对风系统，由于风向经常改变，如果叶轮扫风面和风向不垂直，不但功率输出减少，而且载荷情况也更加恶劣.偏航系统的功能就是跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，使风轮扫风掠面与风向保持垂直。
偏航系统的功能就是跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，使风轮扫风掠面与风向保持垂直。
风力发电机偏航系统的组成
风力发电机偏航系统的组成一、引言风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置，风力发电机偏航系统是指控制风力发电机转向风向的系统。
它的主要作用是保持风力发电机转子始终朝向风的方向，以最大化风能的捕捉效率。
1. 偏航控制器：偏航控制器是风力发电机偏航系统的核心部件。
它负责监测风向和风速，并根据设定的参数来控制偏航动作。
通常采用微处理器或PLC来实现控制逻辑，具备高精度和高可靠性。
2. 风向传感器：风向传感器用于测量风的方向，通常采用风向风速传感器。
它能够快速准确地感知风的方向，并将信号传输给偏航控制器，以便偏航控制器做出相应的调整。
3. 偏航驱动装置：偏航驱动装置是将偏航控制器的指令转化为实际的偏航动作的装置。
常见的偏航驱动装置有液压驱动装置和电动驱动装置两种。
液压驱动装置通过控制液压缸的伸缩来实现偏航动作，而电动驱动装置则通过电机驱动来实现。
4. 偏航传动系统：偏航传动系统用于传递偏航动作到风力发电机的转向机构。
它通常由传动轴、传动链条或传动皮带等组成，能够将偏航驱动装置产生的动力传递给转向机构，使风力发电机实现转向。
5. 转向机构：转向机构是风力发电机偏航系统的关键部件，它承担着将偏航动作传递给风力发电机转子的任务。
常见的转向机构有齿轮转向机构、液压转向机构和电动转向机构等。
它能够将来自偏航传动系统的动力转化为适合风力发电机转子转向的动力。
6. 控制信号传输系统：控制信号传输系统用于将偏航控制器发出的控制信号传输给偏航驱动装置。
常见的控制信号传输系统有导线传输系统、无线传输系统和光纤传输系统等。
它能够实现远程控制和监测，提高风力发电机的可靠性和安全性。
三、总结风力发电机偏航系统是风力发电机的重要组成部分，它通过偏航控制器、风向传感器、偏航驱动装置、偏航传动系统、转向机构和控制信号传输系统等组件的相互配合，实现风力发电机转向风向的功能。
只有保持风力发电机始终朝向风的方向，才能最大化地捕捉风能，提高发电效率。
风电机组偏航系统
3.1 侧面轴承及其组件
• 侧面轴承是一个弧状的阶梯块，共有6块，每块都有5个的 沉孔分布于圆弧，用于放置定位销、圆形弹簧和压板，每 个孔的底部有M33的螺纹孔，用于安装调整螺栓，因为下 滑动衬垫是用专用粘胶粘合在压板上的，所以调整调整螺 栓的旋入深度就可以调整滑动衬垫与大齿圈之间的紧密程
度，从而得到最佳阻尼。参考Байду номын сангаас图。
• 偏航齿圈通过88个M36高强度螺栓与塔架 紧固在一起，齿圈内圈有一阶梯，上下面 都是和滑动衬垫配合。四个偏航小齿轮就 是和这个大齿圈啮合并围绕着它旋转的， 从而带动整个机舱旋转。
3.4 接近开关
• 接近开关是一个光传感器，利用偏航齿圈齿的高 低不同而使得光信号不同来工作，采集光信号并 计数。通过一左一右两个接近开关采集的信号， 控制系统控制机组偏航不超过650度，防止线缆 缠绕。
3.7 风速风向仪
• 偏航实现其功能，必须采集到风向，风速风向仪 就是实现这个功能的。风速风向仪位于机舱罩子 外部，远离叶轮一侧，阻流板前面。结构如图所 示
4.偏航常见故障及可能原因
4.1 齿圈齿面磨损原因
• 齿轮副的长期啮合运转 • 相互啮合的齿轮副齿侧间隙中渗入杂质 • 润滑脂严重缺失使得齿轮副处于干摩擦状
• 圆弹簧是放在定位销上的，每个定位销共有8个圆弹簧， 分两组背靠背放置。
3.2 滑垫保持装置及其组件
• 下滑动衬垫是放入压板凹槽内的，而上滑动衬垫 若要固定于凹槽内，就要靠滑垫保持装置了，共 有6片，靠近叶轮一侧有两片，每片上有7个凹槽 用于粘结滑动衬垫，如下图（右）所示。六个小 孔用于侧面轴承与主机架连接螺栓穿过使得滑垫 保持装置与主机架连接为一体。
• 正对叶轮方向看去，限位开关位于接近开关左侧， 直接通过螺栓固定于主机架上。齿轮箱限位开关 （GCLS）与大齿圈相啮合，限位开关上的齿轮 将转动传递到凸轮开关轴上，在凸轮开关轴上有 三个凸轮环，其正常位置（三个凸轮盘之间的角 度错位）可以单独调整。三个开关均为快动开关 （切换时间短），并且每个都有一个断路触点和 闭合触点
风机偏航简析
偏航系统作为风机控制系统重要组成部分之一，其合理的控制流程是保证风机正常运行的基础，本文主要针对偏航系统的过程控制进行初步描述。
希望对初次接触风机控制系统编程的人员有所帮助。
一．偏航系统基本状态作为风机的偏航系统，其主要作用就是根据风机运行工况，正确的调整机组的迎风方向。
所以，无论在何种工况下，风机的偏航都离不开3种基本工作状态，它们是：顺时针偏航，逆时针偏航和停止偏航。
顺时针偏航：所谓顺时针偏航是人为的指定以俯视风机，机舱顺时针方向旋转的偏航过程。
逆时针偏航：与顺时针偏航方向相反。
停止偏航：机组偏航停止。
注：顺时针偏航和逆时针偏航是相对而言，是机组的两个不同方向的偏航过程，编程人员只要清楚两个过程是相对的即可。
二．偏航控制系统控制过程分类如何正确的处理风机运行过程中对偏航状态的需求，是偏航控制系统的关键所在。
一般来讲，可以把偏航控制系统分为：自动迎风偏航、手动偏航及解缆偏航。
自动对风偏航：风机正常运行中主要的偏航控制方式，机组根据风向自动对风。
手动偏航：人为手动干涉风机偏航过程，跟具操作者的需要进行风机偏航调整。
解缆偏航：是偏航系统对机组电缆防止过度缠绕的一种保护程序。
三．偏航系统控制过程处理3.1偏航电机及闸的动作偏航系统硬件执行电路主要由偏航电机、偏航液压闸、偏航电机电磁闸偏航角度传感器及偏航纽缆传感器等几部分组成。
在执行启动偏航和停止偏航过程时，要求偏航电机及闸的启动、停止有一定的先后顺序。
那么，为提高系统偏航时的安全系数，一般在偏航启动时先启动电机再松闸，在偏航停止时先紧闸再停电机，当然合理的电机与闸之间动作的延时保护程序是必不可少的，其需根据不同硬件电路来设计。
3.2偏航系统控制逻辑在偏航系统控制中，自动对风偏航、手动偏航、解缆偏航的程序是相互关联的，正确调用各个状态是处理偏航程序的关键。
其基本逻辑如下图所示：此主题相关图片如下：未命名1.jpg图3-11）手动偏航：手动偏航需要人为干涉，主要应用在系统调试、检修时。
大型风力发电机组偏航系统的概述
大型风力发电机组偏航系统的概述作者：王润来源：《科技视界》2015年第34期【摘要】偏航系统的控制技术是大型风力发电机组的研究的关键部分，直接影响整个机组的性能和风能利用效率。
本文介绍了偏航系统的基本构造和工作性能原理，并对目前大型风力发电机组偏航系统存在的的问题给出了建议。
【关键词】风力发电；偏航系统；偏航控制0 前言随着国际社会对全球气候变化问题的日益关注，风力发电得到了高度重视。
到2008年底，全球风力发电总装机容量已达到1.20791 亿KW[1]。
风场中的风向随时会发生变化，所以需要风轮始终对准风向。
偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统，它是使风轮稳定的跟踪变化的风，保证捕获最大的风能。
因此，偏航系统的控制问题就显得尤为重要。
1 风力发电机组应用的偏航风力机应用的偏航系统大致分位常阻尼式和液压阻尼式偏航两种。
（1）常阻尼式偏航系统采用全部偏航卡块以额定力矩固定在偏航齿圈盘上，偏航时通过偏航电机的输出功率克服卡块与齿圈盘之间的摩擦力，使机舱按照某一方向转动，在机舱与风向角度一致时，电机电源被切断，机舱的固定由偏航卡块来保证。
采用常阻尼式偏航系统，因结构相对简单，减少了偏航液压系统，但要求偏航电机输出功率大、偏航卡块力矩均衡度高、摩擦垫片耐磨性能强，因而偏航系统维护量大。
若偏航卡块力矩均衡度较差，在偏航时机舱会产生较大的振动，根据测量数据振幅峰值为非偏航时的30倍以上；如果这种情况时间较长，更严重的会导致塔筒变形，可见产生的破坏性极为巨大的。
（2）液压阻尼方式采用一半数量的卡块以额定力矩固定在偏航齿圈盘上，另一半可由液压单元控制压紧或释放在卡块上。
需要偏航时，通过液压的压力使之释放，机舱可转动；对风后，通过液压对卡块的上下油路加压，使之压紧在齿盘上。
液压阻尼式偏航采用“需用才用”的设计思维，在机舱偏航时即释放液压卡块，这样对偏航的功率要求低，也就可相对减配偏航电机，其缺点为，增加了一套液压单元，也增加了风电机故障的可能性。
风力发电机组偏航系统
风力发电机组偏航系统偏航系统的功能是驱动风轮跟踪风向的变化，使其扫掠面始终与风向垂直，以最大限度地提升风轮对风能的捕获能力。
偏航系统位于塔架和主机架之间，一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、纽缆保护装置、偏航液压装置等几个部分组成，结构简图如图2-17所示，包含外齿驱动[图2-17（a）]和内齿驱动[图2-17（b）]两种形式。
当风向改变时，风向仪将信号传输到控制装置，控制驱动装置工作，小齿轮在大齿圈上旋转，从而带动机舱旋转使得风轮对准风向。
机舱可以两个方向旋转，旋转方向由接近开关进行检测。
当机舱向同一方向偏航的角度达到700°（根据机型设定）时，限位开关将信号传输到控制装置后，控制机组快速停机，并反转解缆。
偏航驱动装置可以采用电动机驱动或液压马达驱动，制动器可以是常闭式或常开式。
常开式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处于锁紧状态；常闭式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处于松开状态。
采用常开式制动器时，偏航系统必须具有偏航定位锁紧装置或防逆传动装置。
图2-17 偏航系统结构简图1.偏航轴承偏航轴承的轴承内、外圈分别与机组的机舱和塔体用螺栓连接。
轮齿可采用内齿或外齿形式。
内齿形式是轮齿位于偏航轴承的内圈上，啮合受力效果较好，结构紧凑；外齿形式是轮齿位于偏航轴承的外圈上，加工相对来说比较简单。
具体采用哪种形式应根据机组的具体结构和总体布置进行选择。
偏航齿圈结构简图如图2-18所示。
（1）偏航齿圈的轮齿强度计算方法参照DIN3990—1970《圆柱齿轮和圆锥齿轮承载能力的计算》和GB 3480—1997《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》及GB/Z 6413.2—2003《圆柱齿轮、锥齿轮和准双曲面齿轮胶合承载能力计算方法：第2部分》进行计算。
在齿轮的设计上，轮齿齿根和齿表面的强度分析，应使用以下系数：图2-18 偏航齿圈结构简图＞1.0；对轮齿齿根断裂强1）静强度分析。
风电机组偏航系统
风电机组偏航系统
偏航系统是指风力发电机组在风向变化时保持一定的航向，使风电机
组的发电效率达到最优。
偏航系统由控制系统和驱动系统组成，它是指整
个风电机组的调节系统，它的作用是在自动把叶片中小的旋转和转向偏转
加以调节，以期达到最佳发电效果。
偏航系统的控制系统通常由一个传感器、一个控制器和一个两轴俯仰
控制器组成，控制器的逻辑由传感器收集的信息传输给俯仰控制器，从而
实现叶片旋转和偏转的自动控制。
驱动系统是指叶片旋转时的驱动机构，由驱动电机和传动机构组成，
它接受控制器传来的舵角控制信号，进而控制驱动电机的运行，实现叶片
的自动偏转。
另外，偏航系统还需要安装一个或者多个传感器，用以检测风向变化
并将信息传递给控制器，以便根据当前的风向变化对叶片进行相应的调节。
传感器的工作原理是检测风向，通过磁力计、陀螺仪或者红外传感器，将
信息传递给控制器，从而实现叶片的自动偏转和调节。
浅析风机偏航系统
浅析风机偏航系统newmaker随着风能公司不断的向前发展，达坂城风电场的扩建也进行到了第三期。
其中包括BOUNS150KW、TACKE600KW、AN BONUS450KW、JACOBS500KW、国产化600KW等五种不同型号的风机。
各类风机的偏航系统也都有一些不同地方和特点，现就对偏航系统作些探讨。
一．偏航的构成及原理：偏航系统主要由偏航测量及偏航驱动部分，机械传动部分，扭缆保护装置三大部分组成，其各部分组成及工作原理如下：（一）、偏航测量及偏航驱动部分：偏航测量及偏航驱动主要由风向标、偏航识别和偏航执行机构组成。
1．测量：风机对风的测量主要是由风向标来完成。
随着数字电路的发展，风向标的种类也有许多。
风向标是一种光电感应传感器。
有一种内部带有一个8位的格雷码盘，当风向标随风转动时，同时也带动格雷码盘转动，由此得到不同的格雷码盘，通过光电感应元件，变成一组8位数字信号传入单板机。
格雷码盘将360°分成256个区，每个区为1.41°，固其测量精度为1.41°.另一种风向标在转动时，将同时带动两个传感器一起转动，风向标正向是一号传感器，为0°轴，二号传感器同一号传感器成90°夹角，为90°轴，这样就将形成一个虚拟的坐标，坐标里有4个象限，当风向标转动后，就会同风机现在的方向形成夹角，而风机现在的方向必定会落在风向标所带的坐标象限内，这样一来就会使风机偏航，偏航动作见表2.偏航识别和执行机构当风向标的信号被采集后，通过数据传输到工业单板机.工业单板机通过程序计算后进行判断，是否应偏航?当确定须偏航后，计算机发出偏航动作信号.信号经放大后先驱动顺偏或逆偏继电器，再由继电器驱动接触器吸合，使偏航电机带电运行来完成顺时针或逆时针转动对风.偏航正、反向驱动电路是互为闭锁回路。
（二）机械传动部分传动部分主要由偏航电机、偏航减速机构、偏航小齿轮、偏航齿圈、偏航刹车组成。
风电机组偏航系统
3.2 滑垫保持装置及其组件
• 下滑动衬垫是放入压板凹槽内的，而上滑动衬垫 若要固定于凹槽内，就要靠滑垫保持装置了，共 有6片，靠近叶轮一侧有两片，每片上有7个凹槽 用于粘结滑动衬垫，如下图（右）所示。六个小 孔用于侧面轴承与主机架连接螺栓穿过使得滑垫 保持装置与主机架连接为一体。 • 靠近发电机一侧有4个滑垫保持装置，其形状如图 下图（左）所示，它5个凹槽用于粘结滑动垫片。
3.7 风速风向仪
• 偏航实现其功能，必须采集到风向，风速风向仪 就是实现这个功能的。风速风向仪位于机舱罩子 外部，远离叶轮一侧，阻流板前面。结构如图所 示
4.偏航常见故障及可能原因 偏航常见故障及可能原因
4.1 齿圈齿面磨损原因
• 齿轮副的长期啮合运转 • 相互啮合的齿轮副齿侧间隙中渗入杂质 • 润滑脂严重缺失使得齿轮副处于干摩擦状 态
•
机舱是可以顺时针旋转也可以逆时针旋转的，在偏航 过程中，机舱不能总是朝向一个方向旋转，因为机舱底部 大齿圈内部布置着多根电缆，机舱旋转电缆也就跟着扭转， 所以为了防止电缆扭转破坏特地控制机舱同一方向旋转圈 数不得超过650度（从0度开始，0度为安装风电机组时确 定的位置）。这种控制方法就是靠偏航接近开关和限位开 关来实现的，接近开关一左一右共两个，负责记录机舱位 置，当机舱达到＋650度或－650度时发出信号，控制系 统控制偏航电机反向旋转解缆。限位开关是作为极限位置 开关使用的，当机舱继续旋转达到700度时，限位开关被 触发而使得风电机组快速停机。
华锐风电科技有限公司
SL1500风力发电机组培训教材 偏航部分
1.偏航系统简介
1.1 偏航系统是水平轴式风力发电机 组必不可少的组成系统之一，对风 电机组利用风能起着非常巨大的作 用
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对风机偏航系统的理解
作者：国电联合动力技术（连云港）有限公司技术部张超产
偏航系统的作用
偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统。
它主要有两个功能：一是使风轮跟踪变化稳定的风向;二是当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解缆。
偏航控制系统
偏航系统是一个随动系统，风向仪将采集的信号传送给机舱柜的PLC的I/O板，计算10分钟平均风向，与偏航角度绝对值编码器比较，输出指令驱动四台偏航电机（带失电制动），将机头朝正对风的方向调整，并记录当前调整的角度，调整完毕电机停转并启动偏航制动。
偏航控制系统框图如下图所示：
下文将对偏航控制系统的各机构进行分析：
1、风速仪
风力发电机组应有两个可加热式风速计。
在正常运行或风速大于最小极限风速时，风速计程序连续检查和监视所有风速计的同步运行。
计算机每秒采集一次来自于风速仪的风速数据；每10min计算一次平均值，用于判别起动风速和停机风速。
测量数据的差值应在差值极限1.5m/s以内。
如果所有风速计发送的都是合理信号，控制系统将取一个平均值。
2、风向标
风向标安装在机舱顶部两侧，主要测量风向与机舱中心线的偏差角。
一般采用两个风向标，以便互相校验，排除可能产生的误信号。
控制器根据风向信号，起动偏航系统。
当两个风向标不一致时，偏航会自动中断。
当风速低于3m/s时，偏航系统不会起动。
3、扭揽开关
扭缆开关是通过齿轮咬合机械装置将信号传递PLC进行处理和发出指令进行工作的。
除了在控制软件上编入调向记数程序外，一般在电缆处安装行程开关，当其触点与电缆束连接，当电缆束随机舱转动到一定程度即启动开关。
以国内某知名公司生产的1.5MW风机为例，当机身在同一方向己旋转2转(720度)，且风力机不处在工作区域(即10分钟平均风速低于切入风速) 系统进入解缆程序。
解缆过程中，当风力机回到工作区域(即10分钟平均风速高于切入风速)，系统停止解缆程序，进入发电程序，但当机身在同一方向己旋转2.5转(900度)偏航限位动作扭缆保护，系统强行进入解缆程序，此时系统停止全部工作，直至解缆完成。
当风速超过25 m/s时，自动解缆停止。
自动解除电缆缠绕可以通过人工调向来检验是否正常。
当调向停止触点由常闭进入常开状态时，风机自动解除电缆缠绕，此时风力发电机应不处于维修状态，因此自动调向功能在维修状态时无法使用。
4、偏航编码器
偏航编码器是一个绝对值编码器，可以准确记录偏航位置。
因为绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。
这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
5、软启动器
软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。
这种电路如三相全控桥式整流电路，使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。
待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。
软
启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。
图1 软启动器控制电机的主电路图
图1为软启动器控制电机的主电路图，图2为电机启动电压变化曲线，图三为软启动器的接线图和电气图。
图2 电机启动电压变化曲线
图3 软启动器的接线图和电气图
6、偏航机构
偏航系统是由回转支撑轴承、弹簧阻尼装置和四台电机驱动的齿轮传动机构组成的。
带有内齿的偏航轴承用螺栓连接在塔筒顶部，外环与机舱座连接，内环与塔架法兰连接。
在偏航系统中驱动机构一般都是由电机加减速机构成，电机是偏航的动力来源，减速机是将电机输出的高速转变成低速的机构，那么在一般的偏航系统中偏航刹车部分一般由两部分组成，一个是安装在驱动电机后端的电机电磁制动器，一部分是安装在偏航轴承附近的液压偏航。
偏航时10个刹车盘处于半释放状态，偏航系统压力约45bar; 自动解缆时刹车盘处于全释放状态。
(end)
为了使风机的桨叶转子工作事始终朝向某个方向，在风机内安设了偏航系统。
精密的测风仪器将检测信号传输给电脑的软件，经过分析后驱动偏航系统的电机和齿轮箱使风机尽可能的减少风能损失，增加有效工作时间。
偏航刹车主机室的转动方向应该是按照指令的方向转动的。
当偏航电机转动的时候，液压刹车系统处于释放状态，当偏航电机停止转动时，液压刹车系统处于刹车状态，将主机室固定在相应的位置上。
在偏航系统中包括电缆防缠绕检测器，防止在主机室根据风向在转动时使内部的电缆通过缠绕而损坏。
如果电缆遭到缠绕，那么在主机室下次转动时，根据电缆缠绕的情况，主机室将向相反的方向转动，使得被缠绕的电缆重新回复到原来的位置上。
偏航驱动偏航系统的驱动部分由三个交流电机和行星式齿轮箱组成。
偏航驱动部件安装在主机托盘的下方，一个过渡小齿轮连接在偏航轴承外齿环和在塔身上的固定齿环之间。
为了使风机的桨叶转子工作事始终朝向某个方向，在风机内安设了偏航系统。
精密的测风仪器将检测信号传输给电脑的软件，经过分析后驱动偏航系统的电机和齿轮箱使风机尽可能的减少风能损失，增加有效工作时间。
偏航刹车主机室的转动方向应该是按照指令的方向转动的。
当偏航电机转动的时候，液压刹车系统处于释放状态，当偏航电机停止转动时，液压刹车系统处于刹车状态，将主机室固定在相应的位置上。
在偏航系统中包括电缆防缠绕检测器，防止在主机室根据风向在转动时使内部的电缆通过缠绕而损坏。
如果电缆遭到缠绕，那么在主机室下次转动时，根据电缆缠绕的情况，主机室将向相反的方向转动，使得被缠绕的电缆重新回复到原来的位置上。
偏航驱动偏航系统的驱动部分由三个交流电机和行星式齿轮箱组成。
偏航驱动部件安装在主机托盘的下方，一个过渡小齿轮连接在偏航轴承外齿环和在塔身上的固定齿环之间。