液压系统与风机制动

EN15系列风机液压系统与风机

制动

目录

1.风机制动系统 (3)

1.1概述 (3)

1.2初级制动 (3)

1.3二级制动 (3)

1.4安全链 (4)

1.5制动测试 (4)

2.风机制动流程 (5)

3.液压基础知识 (6)

3.1压力传递 (6)

3.2位移比 (7)

3.3压力比 (8)

3.4流量 (9)

3.5液压驱动的优缺点 (9)

4.液压制动的分类 (10)

4.1被动式刹车 (10)

4.2主动式刹车 (10)

4.3BSAK300制动器 (10)

5.EN15风机液压系统介绍 (11)

5.1液压站的组成 (13)

5.2液压图纸 (15)

5.3功能及控制 (16)

6.系统维护 (16)

6.1维护内容 (16)

6.2更换摩擦片 (17)

6.3常见故障排除 (18)

以下培训课程将介绍EN15风机的初级和二级制动系统。并主要介绍二级制动系统的结构，用途和功能。

1. 风机制动系统

1.1 概述

风机的制动系统一般由初级和二级制动两部分组成。

当风速过高时，必须限制风机的能量输入以保护风机组件的安全。通常有三种初级制动方式来限制能量输入：

z失速控制

z主动失速控制

z变桨控制

EN15风机采用变桨控制方式实现初级制动，而二级制动则采用液压刹车。

当风机出现一般的故障停机或手动停机时，风机将只执行变桨制动。而如果风机遇到严重问题必须迅速停机时，将采用一级和二级制动组合的方式。

1.2 初级制动

通过将桨叶转到从迎风位置转到顺桨位置来实现风机制动。实际上，EN15风机有三个初级制动，每个叶片都可被看成一个单独的刹车。

实践证明空气动力制动是极为安全的，它们可在几圈内停止风轮。而且，刹车过程比较柔和，不会传导大负载或磨损到塔筒和动力设备。

因此，风机系统的制动过程大部分由空气动力制动完成。

1.3 二级制动

二级制动通过液压刹车盘来完成。刹车盘安装在齿轮箱和发电机联轴器之间的高速输出轴上。

液压制动作为空气动力制动的应急系统，一般设计为失效-安全模式，例如，当系统失电时，它会自动刹住。

在变桨控制系统里，机械刹车很少使用（例如，在执行风机检修时），因为当风轮转到91度时，风轮将很难转动。

EN15风机还设计了一个风轮锁装置，通过一个机械销轴插入轮毂的法兰盘上，可以锁住风轮锁。在需要进入轮毂执行检修任务时必须启用该装置。

1.4 安全链

当以下几种情况出现时，风机会断开安全链：

z风轮转速超过设定值（20rpm）

z PCH振动开关动作

z任何一个急停按钮被按下。

z PLC故障

z变桨系统安全链断开

此时，两种制动系统均会投入（风机顺桨并刹住刹车盘）。此时，即使没有刹住刹车盘，保护系统也会使风机处于安全状态，作为冗余保护，风机叶片会通过电池驱动快速变桨至91度。

即使只有两个变桨驱动运行，它们也能以最大的变桨速度使风轮转速降低到安全范围内，风机将一直处在停机状态。

1.5 制动测试

为保证风机的安全保护和制动系统始终处于正常有效的状态，在下列情况下，系统将对液压系统储能器、风轮制动、变桨电池、PCH做自检测试：

z每次风机断电后，

z每次出现198#，199#，200#，210#刹车过程后，

z设定时间内检测，

z自动模式启动时

风轮制动测试：刹车盘以50bar压力刹住，发电机转速应在设定时间内降至10rpm，否则认为自检失败。

变桨电池测试：三个叶片同时通过电池从45 º变桨至89 º。如果在设定时间内无法完成变桨过程，则认为自检失败。

液压站测试：叶片转到89 º，当发电机转速降到500rpm以下时，液压站储能罐泻压10s，停止液压泵，储能罐打压10s。在此过程中，如果储能罐压力小于25bar或大于99bar时，则认为储能罐异常。

PCH 自检：执行系统设定的PCH ramp test 和自检程序。

自检未通过时，风机将报警并停机。

2. 风机制动流程

EN15风机有以下7种制动流程：

制动故障制动过程

50# 制动低速变桨至45 º

51# 制动低速变桨至89 º

100# 制动高速变桨至89 º

198# 制动电网故障电池驱动变桨至91º（可自动复位）

199# 制动 1. 严重变桨系统故障

2. 频繁电网故障

电池驱动变桨至91º（须手动复位）

200# 制动 1. MSC

2. 发电机过速

3. 风轮过速

4. 变频器故障断开安全链电池驱动变桨至91º（须手动复位）。延时触发液压制动

210# 制动HSC 电池变桨至91º（须手动复位）。立即触

发液压制动

3. 液压基础知识

‘液压系统’是指借助于受压的液体来产生压力和移动的装置。一个完整的液压系统由5部分组成：动力元件（电机，油泵，储能罐），执行元件（油缸），控制元件（液压阀），辅助元件（油箱、过滤器、压力表等）和液压油组成。

液压学科作为流体力学的一部分，可分为流体静力学和流体动力学两类。

流体力学

(液压)

流体静力学流体动力学

F=PXS F=MXa

图一：液压学科

3.1 压力传递

帕斯卡定律：加在密闭液体任一部分的压强，必然按其原来的大小，由液体向各个方向传递。