风电机组偏航系统规程
运行与维护4 第四章偏航系统
风力发电机组的偏航系统
风力发电机组的偏航系统主要功能：一是使风轮跟踪变化稳 定的风向；二是保护风力发电机组安全运行；三是当机组由于偏 航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕。
偏航系统主要由偏航测量、机械传动部分、扭缆保
护装置组成。驱
偏航电机
机械 传动
偏航驱动
减速齿轮箱 偏心盘 偏航小齿轮
偏航过程分自动偏航、90°侧风偏航和手动偏航三个 过程。其中手动偏航优先级最高。
自动偏航 90°侧风偏航
90°侧风偏航过程在风机系统出现意外故障时执行。 采样半分钟风向，执行侧风偏航过程。
偏航的运行
偏航过程分自动偏航、90°侧风偏航和手动偏航三个
过程。其中手动偏航优先级最高。
自动偏航 90°侧风偏航 手动偏航 在机舱顶部有手动左/右偏航开关，在塔架底部计算
磨损
连接
检查内圈和外圈 安装螺栓的预紧 力矩、系统的螺 栓力矩。
偏航制动盘
清洁
第四章 偏航系统 偏航系统的组成
偏航 机械 扭缆 测量 传动 保护
工作原理 系统维护
风力发电机组的偏航系统
风力发电机组的偏航系统主要功能：一是使风轮跟踪变化稳 定的风向；二是保护风力发电机组安全运行；三是当机组由于偏 航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕。
风力发电机组的偏航系统
风力发电机组的偏航系统主要功能：一是使风轮跟踪变化稳 定的风向；二是保护风力发电机组安全运行；三是当机组由于偏 航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕。
风能 +
-
控制器
放大器 偏航机构 风力发电机
偏航计数 检测元件
风轮轴方向
偏航的运行
华锐SL1500风电机组基础知识-偏航系统[材料浅析]
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• 当处理偏航齿轮箱润滑油时，必须配戴安全器具。
重点资料
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表面检查
• 风机偏航时检查是否有异常噪声,是否能精确对 准风向;
• 检查侧面轴承和齿圈外表是否有污物，检查涂漆 外表面是否油漆脱落；
• 驱动装置齿轮箱的润滑油是否渗漏； • 检查电缆缠绕情况、绝缘皮磨损情况。
SL1500风电机组偏航系统
华锐风电科技有限公司
重点资料
1
一. 偏航系统结构
侧面轴承
偏航驱 动装置
重点资料
滑垫保 持装置
偏航大齿圈 2
侧面轴承
塔筒 偏航大齿圈 侧面轴承
重点资料
3
侧面轴承：
共6个（前侧2个，后 侧4个）。
有5个沉孔，用于放 置定位销、圆形弹簧和压 板。
滑动衬垫：
是特殊材料制作的圆形垫片，具有自润滑的功能，重点资料 Nhomakorabea12
偏航驱动装置的维护检修
• 检查外表面 • 检查电缆接线 • 检查齿轮箱的油位计 • 检查齿轮箱是否漏油 • 检查齿轮箱运行是否噪音过
大
重点资料
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• 加油与放油
重点资料
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偏航小齿轮与偏航大齿圈的维护
• 检查啮合齿轮副的侧隙 • 检查轮齿齿面的腐蚀、破坏情况
重点资料
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滑动垫片
• 要定期检查滑动衬垫的磨损情况，当磨损量超过 4mm 时应予以更换。
重点资料
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接近开关
• 检查接近开关和偏航齿圈齿顶间的间隙。（2.0mm 至4.0mm）
重点资料
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重点资料
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风速风向仪
风力机偏航系统
限位开关
大齿圈
接近开关
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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。
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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。
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。
3
尾舵对风
许多农用的多 叶风轮风力机也采 用尾舵对风，有些 尾舵是两叶张开的 样式，对风有较大 的阻力，以抗衡多 叶风轮的阻力，保 证稳定的对风。
4
尾舵对风
5
侧风轮对风
侧风轮对风结构在机舱后部两侧有两个侧风轮（舵轮），两个侧风轮一 般在同一个转轴上，转轴水平并与风力机风轮主轴垂直。在风力机准确对风 时两侧风轮面与风向平行，侧风轮不会旋转；当风力机未对风时侧风轮与风 有夹角就会旋转，并通过齿轮、蜗杆蜗轮推动机舱转动直至风力机风轮对风 后停止。
风电偏航系统对风电机组结构设计的要求
风电偏航系统对风电机组结构设计的要求风电偏航系统是风电机组中至关重要的组成部分，它在保持风机机组沿着风的方向运行方面起着至关重要的作用。
本文将探讨风电偏航系统对风电机组结构设计的要求，并讨论如何优化风电机组结构以满足这些要求。
风电偏航系统是一种用于调整风机朝向以使其面对风向的装置。
其主要由偏航轴、偏航驱动器、偏航控制器和偏航传感器组成。
风电偏航系统的主要任务是保持风机朝向风向，以确保风能的最大化利用和风机的稳定运行。
首先，风电偏航系统对风电机组的结构设计提出了一定的要求。
最重要的要求之一是结构的稳定性。
在强风等恶劣天气条件下，风机会承受巨大的风载荷，而风电偏航系统需要能够承受和分散这些风载荷，确保整个风电机组的稳定性，避免结构失效。
因此，风电机组的结构必须具备足够的强度和刚度，并考虑诸如风机塔架和叶片的几何形状、材料选型和连接方式等因素。
其次，风电偏航系统要求风电机组的结构设计应具备良好的动态特性。
风电机组在运行过程中会受到风速、风向和风功率变化的影响，而风电偏航系统需要根据这些变化调整风机的位置和姿态。
因此，风电机组的结构设计必须具备良好的响应速度和准确的控制性能，以实现风机对风向的快速响应和稳定运行。
此外，风电偏航系统还要求风电机组的结构设计应考虑风机的安全和可靠性。
风电机组通常设置在高海拔或海上等恶劣环境条件下，机组结构设计必须能够应对复杂和恶劣的外界条件，确保风机的安全运行。
因此，风电机组的结构设计应考虑诸如异常气象条件、雷电、环境腐蚀等因素，并采取相应的安全措施和保护措施。
最后，风电偏航系统对风电机组的结构设计还提出了可维护性和可操作性的要求。
风电机组通常需要进行定期维护和检修，因此结构设计应考虑维护人员的操作和维护便利性。
此外，结构设计还应充分考虑风机部件的可更换性和可升级性，以适应日益发展的风电技术。
为了满足风电偏航系统对风电机组结构设计的要求，可以采取以下优化措施：首先，设计高强度和高刚度的风机塔架。
偏航系统
4.3 偏航系统偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统，是风力发电机组电控系统必不可少的重要组成部分。
它的功能有两个：一是要控制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，自动解除缠绕。
风力机偏航的原理是通过风传感器检测风向、风速，并将检测到的风向信号送到微处理器，微处理器计算出风向信号与机舱位置的夹角，从而确定是否需要调整机舱方向以及朝哪个方向调整能尽快对准风向。
当需要调整方向时，微处理器发出一定的信号给偏航驱动机构，以调整机舱的方向，达到对准风向的目的。
风力机发电机组的偏航系统是否动作，受到风向信号的影响，而偏航系统及其部件的运行工况和受力情况也受到地形状况影响。
本章主要阐述偏航控制系统的功能、原理、以及影响偏航系统工作的一些确定的和不确定的因素。
4.3.1 偏航系统的工作原理偏航系统的原理框图如图4-11 所示，工作原理为：通过风传感器将风向的变化传递到偏航电机控制回路的处理器里，判断后决定偏航方向和偏航角度，最终达到对风目的。
为减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将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轮上，带动风轮偏航对风。
当对风结束后，风传感器失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。
图4-11 偏航系统硬件设计框图4.3.1 偏航控制系统的功能偏航控制系统主要具备以下几个功能：（1）风向标控制的自动偏航；（2）人工偏航，按其优先级别由高到低依次为：顶部机舱控制偏航、面板控制偏航、远程控制偏航；（3）风向标控制的90°侧风；（4）自动解缆；4.3.2 偏航系统控制原理风能普密度函数为：432222||1K i W i W S S V ωφωππφ=⎡⎤⎛⎫⎢⎥+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（1） 其中，1()2i i ωω=-⋅∆，风波动频率；ω∆—积分步长；K S —表面张力因数； φ—风波动范围因数；W V —平均风速。
平均风速W V 附近的瞬时风速()Wv t 为：1()2co s()n W i i i v t t ωφ==⋅+∑（2）对于时变量i 而言，i φ为自由独立变量，0<i φ<2π，n 为积分步长数量。
大型风力发电机组偏航系统介绍及故障分析
大型风力发电机组偏航系统介绍及故障分析X王晓东(中广核风力发电有限公司内蒙古分公司,内蒙古呼和浩特 010010) 摘 要:阐述了风力发电机组偏航系统的作用、结构和工作原理;分析了偏航系统常见故障,提出了解决方法。
关键词:风电机组;偏航;故障分析 中图分类号:T M614 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0075—01 偏航系统是风力发电机组特有的控制系统。
对于水平轴风力发电机组,为了能达到最佳的风能利用效率,应使叶轮跟踪变化稳定的风向,因此需要一个系统装置使叶轮正面对风,这套装置通常称为“偏航系统”。
1 偏航系统作用风力发电机组的偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。
被动偏航指的是依靠风力通过相关机构完成机组风轮对风动作的偏航方式,常见的有尾舵、舵轮和下风向三种;主动偏航指的是采用电力或液压拖动来完成对风动作的偏航方式,常见的有齿轮驱动和滑动两种方式。
对于并网型风力发电机组来说,通常都采用主动偏航的齿轮驱动形式。
大型风力发电机组常采用电动的偏航系统来调整机组并使其对准风向,风力发电机的偏航系统作用主要有两个:一是当风的方向变化时,能够快速平稳地对准风向,这样可以使叶轮跟踪变化稳定的风向,以得到最大的风能利用率;二是由于风力发电机组可能持续一个方向偏航,为了保证机组悬垂部分的电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂、失效,在电缆达到设计缠绕值时能够自动解缆。
由此可见偏航系统在风力发电机组中的作用非常大。
2 偏航系统的组成及工作原理偏航系统是由偏航控制机构和偏航驱动机构两大部分组成。
图1为风电机组的偏航系统结构图。
偏航控制机构包括风向传感器、偏航控制器、解缆传感器等几部分。
偏航驱动机构一般由驱动电机、偏航行星齿轮减速器、传动齿轮、偏航轴承、回转体大齿轮、偏航制动器等几部分组成。
偏航驱动机构在正常的运行情况下,应启动平稳,转速均匀无振动现象。
偏航轴承的轴承内外环分别与机组的机舱和塔架连接器用螺栓连接,轮齿可采用外齿或内齿形式。
风力发电场调试规程
风力发电场调试规程中华人民共和国电力行业标准风力发电场调试规程Adjustment and Testing Rules in Wind Power Plant目次前言1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义英文翻译待术语确定后进行4 总则4.1 一般规定4.2 环境条件4.3 安全要求4.4 技术文件要求4.5 调试人员要求4.6 仪器设备要求5 风场电气设备离网调试5.1 调试准备5.2 单体调试5.3 电气分系统调试5.4 电气设备系统联调5.5 电气设备离网调试结束6 风电机组离网调试6.1 离网调试准备6.2 机组就地通讯系统6.3 安全链6.4 发电机系统6.5 主齿轮箱6.6 传动润滑系统6.7 液压系统6.8 偏航系统6.9 变桨系统6.10 温度控制系统调试6.11 离网调试结束7 风电机组并网调试7.1 并网调试准备7.2 变流系统7.3 空转调试7.4 并网调试7.5 限功率调试7.6 并网调试结束8 中央监控系统调试8.1 综合自动化系统调试8.2 风电机组中央监控系统调试9 风场电气设备并网调试9.1 风电场并网及带初始负荷试验9.2 风电场带负荷试运9.3 保护带负荷校验9.4 相关相位核定9.5 风电场甩负荷试验9.6 调试结束附录A附录B前言本标准是根据国家能源局下达的2009年第一批能源领域行业标准制（修）订计划（国能科技[2009]163号）制定的。
本标准根据GB/T1.1中的相关规定起草，主要内容包括：——风场电气设备离网调试；——风电机组离网调试；——风电机组并网调试；——中央监控系统调试；——风场电气设备并网调试。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由电力行业风力发电标准化技术委员会归口。
本标准主要起草单位：本标准主要起草人：本标准于20XX年XX月XX日首次发布。
1 范围本标准规定了风电场调试的工作内容、技术要求与方法。
本标准适用于由1MW及以上的变桨距水平轴风电机组组成的且并网运行的陆上风力发电场。
风力发电机组运行规程
岭门风电场运行检修规程风力发电机组运行规程版本：编制：校对：审核：批准：目录前言本规程给出了对风力发电机组（以下简称风电机组）设备和使用人员的要求,规定了正常运行、维护的内容和方法以及故障的处理的原则与方法。
一、范围本规程适用于并网风力发电机组成的总容量在4.95万千万时及以上的、单机容量为1500KW变桨距水平轴风电机组组成的风力发电场。
二、引用标准2.1 《风力发电场运行规程》2.2 《风力发电机组电气系统》2.3 《明阳机组运行状态及故障代码手册-中文版v2.0》2.4 《电力工业安全知识》三、对设备的基本介绍3.1风力发电机组参数序号描述单位规格1 机组数据1.1 制造商明阳风电1.2 型号MY1.5-82/651.3 额定功率kW 15001.4 叶轮直径m 82.61.5 切入风速m/s 31.6 额定风速m/s 11.31.7 切出风速（10分钟均值）m/s 251.8 极端（生存）风速（3秒最大值）m/s 叶片：63塔筒和基础：701.9 设计寿命年202 叶片2.1 产品型号明阳风电/40.252.2 叶片材料玻璃纤维增强树脂2.3 叶片数量个 32.4 叶轮额定转速rpm 172.6 扫风面积m25355.872.7 旋转方向(从上风向看) 顺时针序号描述单位规格3 齿轮箱3.1 制造厂家南高齿3.2 传动级数 33.3 齿轮传动比率1/100.483.4 额定转矩kNm 912.53.5 润滑形式强制润滑4 发电机4.1 类型双馈异步电动机4.2 额定功率kW 15504.3 额定电压V 6904.4 定子额定电流 A 1200转子额定电流 A 5134.5 额定转速及其转速范围rpm 1753，1000~2016 4.6 额定频率Hz 504.7 绝缘等级 F4.8 润滑脂型号MOBILITH SHC 1005 制动系统5.1 主制动系统变浆独立制动5.2 第二制动系统单盘式，失效安全，制动型（在电网断开期间可让转动系统停车）6 偏航系统6.1 类型主动型电机齿轮箱驱动6.3 偏航速度°/min 0.87 控制系统7.1 控制柜塔底控制柜、变频器控制柜、机舱控制柜、变桨轴控柜、变浆中控箱、变桨电池柜7.4 额定出力的功率因数-0.95~Ind+ 0.95可调8 防雷保护8.2 防雷措施防雷接地系统8.3 风机接地电阻Ω≤49 塔架9.1 类型锥筒式9.2 高度米659.3 表面防腐涂漆10 重量10.1 机舱Kg 6800010.2 叶轮Kg 640010.4 齿轮箱Kg 1600010.5 发电机Kg 6800MY1.5-82/65风机的标准功率数据风速（m/s）功率（kW）风速（m/s）功率（kW）3.0 2 12.0 14984.0 52 13.0 15005.0 129 14.0 15006.0 253 15.0 15007.0 431 16.0 15008.0 668 17.0 15009.0 965 18.0 150010.0 1274 19.0 150011.0 1442 20.0 15003.2 对风力发电机组的要求风电机组及其附属设备均应具有金属名牌，上面应标有名称和编号，并标示在明显位置。
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重点资料
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风速风向仪
风电机组对风的测量是由风速风向仪来实现的。
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凸轮计数器
重点资料
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二. 偏航系统的检查与维护
维护和检修工作，必须由华锐风电科技有限 公司SV中心人员或接受过华锐风电科技有限公司 培训并得到认可的人员完成。
在进行维护和检修工作时，必须按照各零部 件的说明书或维护手册的要求进行操作，每项内 容必须严格进行检修与记录。
1
一. 偏航系统结构
侧面轴承
偏航驱 动装置
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滑垫保 持装置
偏航大齿圈 2
侧面轴承
塔筒 偏航大齿圈 侧面轴承
重点资料
3
侧面轴承：
共6个（前侧2个，后 侧4个）。
有5个沉孔，用于放 置定位销、圆形弹簧和压 板。
滑动衬垫：
是特殊材料制作的圆形垫片，具有自润滑的功能，
在滑动过程中滑动垫片产生润滑物质，无需加注润滑 油。
叶片位于工作位置和顺桨位置之间的任何位置5分钟平均值平均风速10平均值阵风速度19叶片位于顺桨位置当叶轮锁定装置启动时不允许变桨5分钟平均值平均风速18平均值阵风速度2711维护时风机的要求使风力发电机停止工作各制动器处于制动状态并将叶轮锁锁定
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接近开关
• 检查接近开关和偏航齿圈齿顶间的间隙。（2.0mm 至4.0mm）
重点资料
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重点资料
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在进行维护和检修前必须阅读《SL1500安全手册》， 所有操作必须严格遵守《SL1500安全手册》。
如果环境温度低于-20 ℃，不得进行维护和检修工作。 低温型风力发电机, 如果环境温度低于-30 ℃，不得进行维 护和检修工作。
大型风力发电机组偏航系统的概述
Science &Technology Vision科技视界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。
因此,国内有些公司已结合两者的优点,采用液压阻尼混合式设计,这显得更为合理,也更符合自动控制的理念。
2目前大型风力发电机组偏航系统存在的一些问题2.1机械故障经过长时间的考察和验证,在风力发电机中,机械部件比电气部件更容易坏,而机械部件中,偏航系统部件又是机械中经常出现故障的重点问题。
风电运行规程 (2)
ZSBT-GC-001(2)/2013 第一部分风力发电机组运行规程(同步直驱-金风部分)1 适用范围本规程适用于中国水电顾问集团风电张北有限公司金风（同步直驱类）风力发电机组运行管理及相关方面工作。
2 引用标准DL/T6661999 ——1999 风力发电厂运行规程国家电网公司电力安全工作规程（电气部分）国家电网公司电力安全工作规程（线路部分）金风厂家随机技术资料3 风机参数3.1基本参数机型：金风82/1500轮毂中心高度：70m额定功率：1500kW额定电压：620V频率：50Hz功率因数：感性0.95-容性0.99可调切入风速：3.0m/s切出风速：22m/s（10min平均值）额定风速：10.3m/s生存风速：52.5m/s叶轮转速范围：9～17.3rpm叶轮额定转速：17.3rpm运行温度：-30℃～+40℃生存温度：-40℃～+50℃3.2叶轮直径：82.84m扫风面积：5375㎡叶片材料：玻璃纤维增强树脂材料长度：40.3m3.3发电机制造厂家：金风科技额定功率：1500kW额定电压：620V发电机类型：交流永磁同步发电机额定电流（相）：660A防护等级：IP23润滑方式：润滑脂/自动润滑润滑脂型号：SKF LGEP2额定转速：17.3极数：88极绝缘等级：F3.4变流器（全功率变换）功率变换元件：IGBT视在功率：1579kVA额定输出电压：620V额定输出电流：1397A输出频率范围：50±0.4Hz防护等级：IP54功率元件调制方式：SPWM变流器控制类型：数字矢量控制3.5制动系统刹车系统：3只叶片变桨空气制动锁定系统：发电机液压制动器3.6偏航系统类型：电机驱动/四级行星齿减速控制：PLC控制主动偏航对风偏航速度：0.43°/s(13分钟/圈)偏航轴承：外齿圈四点接触球轴承润滑方式：自动加注润滑脂3.7重量机舱：11800kg风轮（含叶片）：33200kg叶片（每片）：6307kg发电机：43800kg塔架：114830kg4 风机运行说明4.1风机的基本状态a．初始化b．待机c．启动d．增速e．并网f．停机、紧急停机“停机”状态。
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。
风力发电机偏航控制系统的研究
风力发电机偏航控制系统的研究一、本文概述随着全球对可再生能源需求的持续增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
风力发电机（Wind Turbine）作为风力发电系统的核心设备，其运行效率和稳定性对于整个系统的性能至关重要。
偏航控制系统作为风力发电机的重要组成部分，对于确保风电机组的安全运行和最大化能量捕获具有关键作用。
本文旨在深入研究风力发电机偏航控制系统的原理、设计及其在实际应用中的性能表现。
文章首先介绍了风力发电机的基本工作原理和偏航控制系统的基本构成，为后续的研究提供了理论基础。
接着，文章详细分析了偏航控制系统的关键技术和控制策略，包括传感器技术、执行机构、控制算法等，并探讨了这些技术和策略对风力发电机性能的影响。
在此基础上，文章通过实验和仿真研究，评估了不同偏航控制策略在实际应用中的效果，为优化风力发电机偏航控制系统提供了有益的参考。
文章还讨论了风力发电机偏航控制系统面临的挑战和未来的发展趋势，为相关领域的研究者和工程师提供了有价值的参考信息。
通过本文的研究，期望能够为风力发电机偏航控制系统的设计、优化和应用提供有益的指导，推动风力发电技术的发展，为实现全球能源转型和可持续发展做出贡献。
二、风力发电机概述风力发电机是一种利用风能转换为电能的装置，其工作原理基于风的动力学特性和电磁感应原理。
风力发电机通常由风轮（也称为风叶或转子）、发电机、塔筒和基础等部分组成。
风轮由多个风叶组成，当风吹过风叶时，风叶受到风力作用而旋转，进而带动发电机转动，发电机中的磁场与导体产生相对运动，根据电磁感应原理，导体中会产生感应电动势，从而产生电能。
风力发电机具有清洁、可再生、无污染等优点，是当前全球范围内大力推广的可再生能源发电方式之一。
风力发电机的装机容量和单机容量不断增大，技术也在不断进步，从最初的定桨距失速型发展到变桨距调节型，再到目前最先进的主动偏航控制系统，风力发电机的性能和稳定性得到了显著提升。
风力机偏航角度标准
风力机偏航角度标准一、最大偏航角度最大偏航角度是指风力机在运行过程中允许的最大偏转角度。
这个角度限制是为了防止风力机过度偏转导致结构损坏或超出设计载荷。
最大偏航角度的标准值通常在20度至30度之间，具体数值取决于风力机的型号和设计。
二、最小偏航角度最小偏航角度是指风力机在运行过程中允许的最小偏转角度。
这个角度限制是为了防止风力机在微风的条件下频繁调整偏航角度，导致机械部件过度磨损。
最小偏航角度的标准值通常在5度至10度之间，具体数值同样取决于风力机的型号和设计。
三、自动偏航范围自动偏航范围是指风力机自动调整偏航角度时所允许的范围。
在这个范围内，偏航系统可以根据风向自动调整风力机的朝向，以最大化捕获风能。
自动偏航范围的标准值通常在±10度至±20度之间，具体数值取决于风力机的控制策略和设计要求。
四、偏航精度要求偏航精度要求是指风力机在调整偏航角度时的准确度。
高精度的偏航系统能够确保风力机准确地跟踪风向，从而提高能源捕获效率。
偏航精度要求的标准通常在±1度至±5度之间，具体数值取决于风力机的性能要求和制造工艺。
五、偏航速度要求偏航速度要求是指风力机在调整偏航角度时的响应速度。
快速的偏航速度能够使风力机更快地跟踪风向变化，提高能源捕获的实时性。
偏航速度要求的标准通常在1秒至3秒之间，具体数值取决于风力机的控制系统和执行机构。
六、安全保护装置安全保护装置是指在偏航过程中为防止风力机过度偏转或意外碰撞而设置的安全措施。
这些装置可以包括限位开关、传感器、制动器等，以确保风力机的安全运行。
安全保护装置的要求需要根据风力机的具体型号和使用环境来制定。
七、偏航控制系统偏航控制系统是指控制风力机偏转的自动化系统。
该系统通常由传感器、控制器和执行机构组成，能够根据风向和风速的变化自动调整偏航角度。
控制系统是实现高效能源捕获的关键部分，其性能要求和控制策略需要根据风力机的实际运行条件来设计。
风力发电机组偏航系统维护保养手册
风力发电机组偏航系统维护保养手册1简介偏航系统是MY2.0MW 系列风力发电机组重要组成系统之一，主要由偏航轴承、偏航驱动、偏航制动盘、偏航制动器、偏航扭缆安全装置等部分组成。
2注意事项对偏航系统进行任何维护和检修前，必须先使风力发电机组停止工作。
如特殊情况需在风力发电机组处于运行状态下进行检查时（如检查偏航齿圈啮合、异常噪音、能否精确迎风等），必须确保有人守在紧急开关旁，以便随时按下开关，使系统刹在维护偏航系统过程中产生的废油脂要统一回收、集中妥善存放和处理，避免污染环境，工作结束后将其带离风机。
偏航系统安装螺栓的首次和循环定检维护周期参考附件5：《风机重要部位连接螺栓定检维护指导》，其它各种检查首次定检必须在风机调试运行后 6 个月内完成。
3偏航轴承的维护3.1表面外观检查检查偏航轴承表面的防腐涂层是否脱落，如果有，按附件3《MY2.0MW 风力发电机组风场涂漆作业指导书》的要求及时补上。
由于风力发电机组长时间工作，偏航轴承表面可能因灰尘、油污或其它杂物而导致污染，影响正常工作。
首先检查表面污染物质和污染程度，然后用无纤维抹布和清洗剂（如柴油）清理干净，推荐使用喷罐类型的清洗剂和抹布进行清理。
偏航轴承表面防腐和灰尘杂物检查清理周期为 6 个月。
3.2密封检查检查偏航轴承密封（内圈和外圈）是否完好，表面有没有渗油，有无开裂、缺口或过度磨损的情况，若出现较大裂纹（裂缝目测自然长度大于5mm）则需更换密封件。
密封圈更换时可先在裂纹处撬断它，然后用抹布清理废旧油脂，再将新的密封圈套上去，注意正反面，最后用粘胶将密封圈接头对齐后进行粘接，完成后用橡胶榔头敲紧。
密封圈首次检查和定检维护周期为 3 个月。
3.3齿面检查检查齿面是否有点蚀、腐蚀，并视情况修复，修复方法同变桨轴承（3.3.4 节），若出现断齿、开裂现象，则通知广东明阳风电产业集团有限公司，齿面循环定检周期为3 个月。
3.4噪音检查检查偏航轴承运行时是否有异响。
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风电机组偏航系统规程1 简介偏航系统的作用主要有两个：一是根据风向仪的检测，在偏航控制系统的指令下，自动使风轮对准风向，提高风力发电机组的发电效率；二是提供必要的阻尼，防止在交变风力作用下机舱频繁摆动，减小振动，保证风机平稳、安全运行。
2 功能（1）正常运行和暂停状态时保持机舱的方向不变；（2）必要时解开扭曲电缆。
解缆系统有一个旋转编码器，借助偏航驱动总成的小齿轮与偏航轴承内齿的啮合传动来确定机舱旋转的度数，解缆系统还设有一个解缆开关进行极限保护。
3 偏航系统的组成偏航系统主要由偏航轴承、制动器支座、偏航刹车盘、偏航制动器、偏航驱动总成、接油盘、偏航编码器、解缆系统组成。
3.1 偏航轴承偏航轴承承载机组中主要部件的重量，并通过偏航驱动器与其内齿圈啮合传递推力到塔架，机舱旋转一定角度，使风轮精确迎对风向。
3.2 偏航驱动器每台风力发电机组共有4个偏航驱动总成，偏航驱动总成由驱动电机、偏航减速箱、偏航小齿轮组成。
偏航驱动总成在通过与偏航轴承内齿圈啮合带动整个机舱旋转时，要求起动平稳，转速均匀，无振动现象。
偏航驱动电机参数如下：类型：带制动器的三相电机，B5额定功率： 2.85KW电压： 380V频率： 50Hz额定转速： 1460rpm防护等级： IP54绝缘等级： ISO F制动器：失电弹簧制动，电磁松闸并带手动操作手柄式旋钮制动力矩： 46N.m偏航减速箱参数如下:额定功率： 2.85KW额定输入转速： 1460rpm额定扭矩： 19Nm名义传动比： 1113使用场合系数： 1.3使用场合系数（静强度）： 1.0接触强度安全系数：≥0.6接触强度安全系数（静强度）：≥1.0行星齿轮弯曲强度安全系数：≥1.0行星齿轮弯曲强度安全系数：≥1.0弯曲强度安全系数（静强度）：≥1.2所选轴承供应商：进口轴承使用寿命： 20年运行环境温度： -40℃～+40℃生存环境温度： -40℃～+50℃噪声（声功率级）：≤85dB（A）偏航小齿轮技术参数模数： 18齿数： 14压力角： 20°变位系数： +0.5表面粗糙度： Ra0.8齿面宽度： 130mm齿面硬度： 675HV齿轮精度： 8e26（DIN3963/DIN3967）齿形：鼓形齿偏航减速机的润滑润滑方式：浸油润滑＋油脂润滑齿轮润滑油： Shell Oamal HD320Mobil Mobilgear SHC XMP320Optigear Synthetic A320轴承润滑脂： 460#号锂基润滑脂3.3 偏航制动器每台风机配备12个偏航制动器，分为4组匀布于偏航刹车盘上。
当风机运行不需要偏航时，偏航制动器全压（140bar-160bar)刹住，保持机舱方向不变；当风机运行需要偏航时，为避免因风向频繁变化而引起偏航齿轮产生交变载荷，应采用偏航制动器产生阻尼(约45bar)来吸收微小的自由偏转振荡，防止偏航时的频繁交变应力导致轮齿过早损坏；当风机需要解缆时，偏航制动器全部泄压（0bar），机舱回到零位，再自动迎对风向。
3.4 偏航系统零部件清单和使用工具13.4检查与维护注意：首次维护检查应在风机动态调试完毕7—10天后进行；以后每6个月进行一次。
（有特别说明的除外！）维护和检修工作，必须由明阳风电公司或接受过明阳风电公司培训并得到认可的人员完成。
在进行维护和检修工作时，必须携带《检修卡[偏航]》。
《检修卡[偏航]》上的每项内容必须严格进行检修与记录。
在进行维护和检修前，必须认真阅读《MY1.5s/se安全手册》。
所有操作必须严格遵守《MY1.5s/se安全手册》的规定。
如果超过下述的任何一个限定值，必须立即停止工作。
不得进行维护和检修工作：1、对于常温机型，环境温度低于-20 ℃；2、叶片位于工作位置和顺桨位置之间的任何位置5分钟平均值(平均风速) 10 m/s5秒平均值 (阵风速度) 19 m/s3、叶片位于顺桨位置(当叶轮锁定装置启动时不允许变桨)5-分钟平均值(平均风速) 18 m/s5-秒平均值 (阵风速度) 27 m/s重要提示：对偏航部分进行任何维护和检修，必须首先使风力发电机停止工作，各制动器处于制动状态并将叶轮锁锁定。
如特殊情况需在风力发电机处于运动状态下进行维护和检修时（如检查偏航齿圈啮合、异常噪音、能否精确迎风等状态时），必须确保有人守在紧急开关旁，可随时按下开关，使系统刹车。
当处理偏航齿轮箱润滑油时，必须配戴安全器具。
4.1 表面检查与维护偏航系统动作时检查是否有异常噪声,是否能精确对准风向；停机检查偏航轴承外表是否有污物，如有，应及时用无纤维抹布和清洗剂清理干净；检查涂漆外表面是否油漆脱落,如有，应按《防腐技术规范》的要求修复；观察偏航驱动减速箱是否有漏油，如有，请立即进行维修或更换密封件；检查电缆缠绕、绝缘皮磨损情况。
4.2 偏航轴承的维护4.2.1 润滑偏航轴承的滚道及内齿圈齿面须保持足够的润滑，润滑油品牌见后附表。
①当用自动润滑装置时，再次注油量应为520g≈ 0.55 公升，这个量在一年之内从每个润滑注油孔供应到滚道内。
②在手工润滑的情况下，第一次的注油应在6个月时进行，以后的间隔为12个月。
再次注油量应为520g≈ 0.55 公升，且根据润滑注油孔的数目进行分配。
注油时要缓慢转动偏航轴承！③使用干净的刷子沾上规定的润滑脂进行内齿圈齿面润滑，在涂刷时注意去除多余的油脂和杂质。
④检查滚道排出的废油脂是否有金属屑等杂质以此来研判滚道及滚珠的磨损状况；检查内齿圈齿面清出的废油脂是否有金属屑等杂质借此来判定齿面点蚀等失效原因。
4.2.2 密封圈的检查偏航轴承内、外圈之间的密封圈至少每12 个月检查一次。
密封圈必须保持清洁和完整。
当清洁部件时，应避免清洁剂接触到密封圈或进入轨道系统。
若发现密封圈有任何损坏，应立即与明阳风电公司联系。
4.2.3 滚道磨损检查在运行很长一段时间后，轨道系统会出现磨损现象。
要求每12个月检查一次，可以根据下面“轴向变动量测量单”对磨损进行测量并提供文件证明：为了便于检查，在安装之后要找出4个合适的测量点并在偏航轴承和连接支座上标注出来，在这4个点上进行测量并记录数据，此数据作为基准测量数据。
在与基准测量条件相同的情况下重复进行测量。
如果测量到的值和基准值有偏差，代表有磨损发生。
偏航轴承可承受的最大磨损值为2.4mm 。
如果超出最大值，请咨询明阳风电公司。
轴向变动量测量单:测量轴向变动量（偏航轴承间隙允许增加2.4mm ） 测量基准测量 检验测量 检验测量 检验测量 测量点1测量点2测量点3测量点4检验员签名日期刹车盘内圈 外圈4.3 偏航驱动器的维护①检查偏航驱动器总成运行时是否有异常振动、噪音、过热，如有则断开电源，再作检查。
②检查偏航电机接线是否松动，清除导线和端子上氧化物，重新接线牢固。
③检查偏航减速箱接缝处是否渗油，如有则需更换密件。
④定期对偏航减速箱进行正确的维护，下面所提到的检查和操作必须做到：检查频率动作安装螺栓偏航减速箱第一次启动后的50小时检查螺栓扭矩（见下表）第1次换油偏航减速箱累计运转150小时后换油下一次换油每3年换油偏航减速箱加油和换油步骤如下：加油——将油嘴附近清理干净；——松开注油堵头和油位堵头；——按照附录要求添加指定牌号润滑油到油位标示处；——安装注油堵头和油位堵头后，启动减速箱运转几分钟，如油位下降再添加润滑油（加油量约16L）。
——加油完成后立即清理泄露的油（工具：清洁剂、抹布、油壶）。
换油——放油前保持一定油温以利于油顺畅排出；——松开放油堵头，让油流入一个大容器内；——放油完毕安装放油堵头；——按加油步骤重新给减速机注油；——加油完毕立即清理干净加油口和放油口（工具：清洁剂、抹布、油壶、大油盆）。
4.4 偏航制动器的维护——检查制动器表面防腐涂层是否脱落，如有，及时按《防腐技术规范》修复；——观察偏航制动器各连接管路是否漏油，如有，应立即进行维修——螺栓检测1. 检查制动器本体上的螺栓是否松动(用手动扳手手动检测) 。
2. 检测偏航制动器与偏航制动器支座的连接螺栓（用力矩扳手检测）用液压扳手按规定的力矩1178Nm，检查将制动器安装到偏航制动器支座上的8个螺栓（M27×265，10.9级）。
a）如果螺栓不能被旋转或旋转的角度小于20度，说明预紧力仍在限度以内。
b）如果螺栓能被旋转，且旋转角超过20度，那么，就必须用液压扳手以规定的力矩1178Nm重新把紧。
每检查完一个，用笔在螺栓头处做一个圆圈记号，共8×12＝96个。
——摩擦片检查与更换：摩擦片用钢板和摩擦材料制造，每个摩擦片的平均总厚度为18mm，任何摩擦片的厚度低于12mm时，表明已经磨损掉6mm，应立即更换摩擦片。
摩擦片的尺寸根据制动器类型不同可能会不同，要根据制动器的型号（antec制动器，sime制动器）更换摩擦片。
如果是配有磨损指示衬垫的摩擦片，根据指示器的状态更换摩擦片。
根据制动器类型的不同有不同的制动器更换程序：①必须将制动器的半卡钳从装配体上卸下，然后直接拆下摩擦片。
②有端头止挡的制动器的更换程序如下：※松开摩擦片回缩螺钉；注意不要丢失回缩弹簧（只针对于有摩擦片回缩系统）；※卸下一个半卡钳的端头止挡（见下图）；※拆下旧的摩擦片，并更换新的；※如果同时卸下半卡钳的两个端头止挡，可以从半卡钳的中间抽出摩擦片；※装上新摩擦片后，上紧摩擦片安装螺钉直到螺钉末端接触到回缩螺钉的衬套；※两个半卡钳的端头止挡再安装到位，并按要求上紧螺钉；——偏航制动器拆卸及更换（注意：新制动器应在工作室清洁外部和内油道）1. 泄掉偏航系统的液压力；2. 拆除偏航制动器上的管路接头，注意收集制动器油口的油脂，不要泄漏到机舱里；3. 用力矩扳手依次拆下8 个M27×265 的螺栓。
注意：每个螺栓旋转三圈，顺次拆卸，中间不得跳跃拆卸，直到所有螺栓完全松开后再将其一次性拆掉；4、移开换下的制动器，以便于新的制动器安装。
（以上是拆卸步骤，以下为安装新制动器步骤）5、偏航制动器安装：序图片说明文字说明号①用6的内六角将油口堵头柠下②拧上清洗用接头。
③接好清洗油泵对制动器进行清洗。
④清洗油压力在0.4MPa左右。
⑤将B夹（带O型圈凹槽）先对好安装孔放好，将O型圈放入安装槽内。
⑥盖上A夹，注意保证O型圈不窜位。
⑦将M27X265螺栓带27平垫插入，螺栓螺纹处抹上二硫化钼润滑脂⑧一个人对齐上下夹，另一个人用6公斤力气动扳手将螺栓打紧，要求先打内圈后打外圈螺栓。
⑨用1500NM力矩扳手分两次打紧螺栓，第一次800NM，第二次1178NM。
⑩螺栓头部刷锌漆防腐。
6、完成上述步骤后，安装液压管道，试验偏航制动器运行；7、用机舱吊机吊下被拆除的偏航制动器及其他工具，清洁机舱。