偏航系统原理及维护

1.5MW风力发电机

组

偏航系统原理及维护

UP77/82 风电机组偏航控制及维护

目录

1、偏航系统简介

2、偏航系统工作原理

3、偏航系统控制思想

4、偏航系统故障

5、偏航系统维护

偏航系统简介

偏航系统功能

✓使机舱轴线能够跟踪变化稳定的风向；

✓当机舱至塔底引出电缆到达设定的扭缆角度后自动解缆。

风向标

▪风向标的接线包括四根线，分别是两根电源

线，两个信号（我们实际的）

线和两根加热线；

▪目前每台机组上有两个风向标；

▪风向标的N指向机尾；

▪偏航取一分钟平均风向。

偏航系统结构

4个偏航电机

偏航刹车片（10

个）偏航内齿圈

塔筒偏航大齿圈侧面轴承

▪偏航轴承

➢内摩擦的滑动轴承系统；

➢内齿圈设计。

偏航驱动电机：

➢数量：4个

➢对称布置，由电机驱动小齿轮带动整个

机舱沿偏航轴承转动，实现机舱的偏航；

➢内部有温度传感器，控制绕组温度

➢偏航电子刹车装置，

➢偏航齿轮箱：行星式减速齿轮箱

➢偏航小齿轮

▪偏航编码器

➢绝对值编码器，记录偏

航位置；

➢偏航轴承齿数与编码器码盘齿

数之比；

➢左右限位开关，常开触点；

➢左右安全链限位开关，常闭触点；

偏航刹车片

➢数量：10个

➢液压系统偏航刹车控制；

➢偏航系统未工作时刹车片全部抱闸，

机舱不转动；

➢机舱对风偏航时，所有刹车片半松开，

设置足够的阻尼，保持机舱平稳偏航；

➢自动解缆时，偏航刹车片全松开。

偏航润滑装置

➢偏航轴承润滑150cc/周

➢偏航齿轮润滑50cc /周

➢用量3：1

➢润滑周期16分钟/72小时（偏航润滑油泵启动间隔时间：36H 偏航润滑油泵运行时间：960s ）

偏航系统工作原理

偏航系统原理

▪由四个偏航电机与偏航内齿轮咬合，偏航内齿轮与塔筒固定在一起，四个偏航电机带动机舱转动。

▪偏航电机由软启动器控制。

偏航软启动器

✓软启动器使偏航电机平稳启动；

✓晶闸管控制偏航电机启动电压缓

慢上升，启动过程结束时，晶闸

管截止；

✓限制电机起动电流。

偏航软起动器工作时序图

1.主控给出软起使能EN命令；

2.软起内部启动工作继电器READY接点闭合；

3.启动初始电压30%Un；

4.启动时间

10s

5.内部旁路

继电器TOR

接点闭合，晶

闸管控制截

止。

软启动器的接线图和电气图

偏航系统特点:

a) 偏航刹车为液压驱动刹车，静止时，10组偏航刹车闸在120bar～160bar

压力下将机舱牢固制动；偏航时，刹车仍然保持一定的余压（15bar的

余压），使偏航过程中始终有阻尼存在，保证偏航运动更加平稳，避免

可能发生的振动现象；

b) 偏航电机采用大功率低转速的设计方案，选用了力矩特性较软的多极电

机驱动，结合风电场的工况，优化机组偏航转速，保证较小的冲击，从

而使偏航过程更加平稳；

c) 位于偏航电机驱动轴上的电磁刹车具有失效保护功能，在出现外部故障

（如断电）时，电磁制动系统仍能使机组的偏航系统处于可靠的制动状

态；

d) 偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，以增加整机的运转平

稳性，增强抗冲击载荷能力；

e) 优化设计偏航控制系统，对偏航的路径选择进行智能判断，机组在风速

较小的状态下，自行解缆，避免了高风速段偏航解缆造成的发电量损失；

f) 偏航系统主要包括四个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带外齿圈的四

点接触球轴承、偏航保护以及一套偏航刹车机构组成；

g) 偏航驱动机构包括一个偏航电机，一个减速齿轮箱、一个齿数偏航小齿

轮；

h) 偏航刹车分为两部分。其一为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车，另一

为液压刹车，在偏航刹车时，由液压系统提供约120 bar～160 bar的

压力，使与刹车闸液压缸相连的刹车片紧压在刹车盘上，提供制动力。

偏航时，液压压力释放但保持15bar的余压，这样，偏航过程中始终保

持一定的阻尼力矩，大大减少风机在偏航过程中的冲击载荷使齿轮破

坏；

i) 偏航系统主要实现两个功能:一是使机舱跟踪变化稳定的风向、二是由于

偏航的作用导致机舱内部电缆发生缠绕而自动解除缠绕。

偏航系统控制

偏航系统手动控制

偏航系统手动控制可以通过两个方式，一是使用机舱里的手动操作箱，二是利用计算机操作界面。

手动操作箱位于机舱内部，当橙黄色信号指示灯亮时，就是处于手动状态。通过手动操作箱可以控制偏航系统的断开／接通、顺／逆时针旋转。

利用计算机不仅可以进行偏航系统各参数的观测还可以进行偏航系统的手动控制。

偏航自动对风

➢起动风速2.5m/s;（P97 最小偏航风速：3m/s 最小偏航速度：0.2m/s）➢偏航额定速度0.8°/s;

➢低风速下（风速小于9m/s），对风误差大于8°，延时210s，偏航自动对风;

➢高风速下（风速大于9m/s），对风误差大于15°，延时20s，偏航自动对风;

➢在风机加速或发电运行状态下，如果风向突变，对风误差超过70°，风机先正常停机，对风偏航后，再重新启动。

自动解缆

➢机组在待机模式下，如果偏航圈数大于两周（750°），开始自动解缆；

➢若偏航角度大与690°，左偏航解缆，若小于-690°，右偏航解缆；

➢当偏航角度小至±40°以内时，自动解缆停止；

➢或者解缆至偏航角度小于一圈（360°以内），机舱对风误差在±30°以内时，自动解缆停止。

➢如果偏航角度大于+690°没有自动解缆，则当角度达到+750°时，触动扭缆限位开关，风机报偏航位置故障正常停机，复位后进