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。

机舱在反复调整方向的过程中，有可能发生沿着同一方向累计转了很多圈，造成机舱与塔底之间的电缆扭绞，因此偏航系统具备解缆功能。而且保证机组在小风状态下自行解缆，避免了在高风速段偏航解缆造成的发电量损失。并且减少风机在偏航过程中的冲击载荷。

下图为扭缆过度的电缆：

三、偏航系统的组成

风向标：机械式风向标由尾翼、指向杆、平衡锤、及旋转主轴4部分组成的首尾不对称的平衡装置；其重心在支撑轴的轴心上，整个风向标可以绕垂直轴自由摆动，在风的动压力作用下取得指向风来的一个平衡位置，即风向。

偏航电机: 一般型式: 三相，星形接线,690V 50 Hz，带电磁刹车（失电保护工作原理。给电磁刹车通电时刹车励磁线圈得电，电磁力克服弹簧力拉开刹车，电机可自由旋转，电机失电刹车通过弹簧力抱紧传动轴刹车），采用安全失效保护。

偏航减速器：多级减速器，减速器传动比一般在1:1000左右，将电机

输出转速降低后传递给偏航小齿轮。

偏航小齿轮:与固联在塔架顶端的大齿轮的啮合，驱使机舱转动。

凸轮计数器: 通过码盘将机舱偏移角传递给凸轮开关，当偏航角度大于±800°时，凸轮撞上常闭触点触发安全链，起到扭缆保护作用。

偏航旋转方向感应器：检测机舱的偏航旋转方向。

偏航轴承:采用四点接触轴承，使用阻尼让风机平稳偏航，增加抗冲击负载。

偏航刹车: 偏航刹车有多个液压刹车卡钳，作用在塔架顶的刹车盘上，在正常风机运行时刹车卡钳处在最大压力下，防止机舱的转动。在偏航调整时，刹车卡钳上的压力降低，偏航电机动作，刹车盘上残余的压力产生一个统一的转矩可抵消交替的外部偏航转矩，以防止驱动装置反转。

四、偏航系统工作原理

（一）测量

风机对风的测量由风向标完成，风向一般为为每10分钟的平均风向。

（二）偏航识别

当风向的信号被采集后，数据传输到PLC，PLC根据当前风向偏差按照最短路径将机舱转过相应角度。

（三）偏航执行过程

主控发出命令，液压、电气刹车打开后，继电器驱使接触器吸合，偏航电机启动，电机转速通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿圈上，带动机舱偏航对风，当对风完成后，偏航电机停止动作，液压制动器抱死刹车盘，偏航完成。

五、偏航系统的维护

（一）偏航减速器的运行检查：

在初次运转前，检查通气塞孔是否畅通，运转过程中应确保通气塞孔没有没有被脏物和油漆堵塞。如果通气孔被堵塞，运转时减速器内部会产生压力，而且有可能破坏密封环。

在运转过程中，注意检查减速器运转是否平稳并且没有产生过度的噪音。检查是否有油渗漏现象。如有异常情况，立即与制造商/供应商进行联系。

（二）润滑油加注

定期维护时检查油位，应保证油位不低于下限；加油时，卸下通气帽，加油使油位超过油位记下限但不超过上限。

（三）偏航小齿轮与外齿圈的啮合间隙

为保证偏航小齿轮与外齿圈的啮合良好，其啮合间隙t应为0.4≤t≤0.8mm。这个间隙在组装时已经调整好，在试运转或更换偏航零部件后，应对偏航齿轮啮合间隙进行检查，如果不合适，可通过偏心盘进行调整。

偏航小齿轮与外齿圈的啮合间隙一般用塞尺或压铅法检测。

1．偏航轴承：

（1）偏航轴承齿面润滑:

定期对偏航轴承齿面进行润滑，齿面应均匀地覆盖一层润滑脂。

偏航轴承滚道润滑:

（2）手动偏航

使滚道上的加油嘴露出底板;用手动黄油枪加注润滑脂，直到有旧油脂