偏航系统.doc

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1、偏 航 系 统1概述 XWEC-Jacobs43/600风力发电机组的偏航系统主要由偏航检测部分、机械传动部分、扭缆保护装置三大部分组成，偏航采用主动对风形式。在机舱后部有两个互相独立的传感器风速计和风向标，风机对风向的检测由风向标来完成。当风向发生变化时，风向标将检测到风机与主风向之间的偏差，控制器将控制偏航驱动装置转动机舱对准主风向。 偏航系统主要包括2个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带内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。 偏航驱动机构包括1个偏航电机，1个减速比为1590的4级行星减速齿轮箱、一个用于调整啮合间隙的偏心盘和1个齿数为14的偏航小齿轮。 偏航刹车分为两

2、部分。一为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车；另一为液压闸，与液压系统连接，当风机需要偏航时，泄油松闸，偏航开始；当风机对风时，压力油进入偏航刹车体，偏航刹车动，偏航结束。在偏航刹车时，由液压系统提供约120140bar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，液压释放但保持1530bar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。偏航系统见下图：1.偏航电机2.偏航减速器3.偏心盘4.螺栓M1690 5.加厚垫片6.偏航小齿轮7.压板8.内六方螺钉M1420 9.偏航轴承10.螺栓M2075 11.垫片12.刹车固定

3、块13.调整板14.垫板15.螺栓M20210 16.垫片17.闸规18.偏航刹车盘2 偏航电机 偏航电机是多极电机，转速有三种：0.75kw/935rpm、0.55KW/695rpm和0.37KW/450rpm，分别适用于风向变化频繁和主风向比较固定的情况。 偏航电机的电压等级为690V，内部绕组接线为星形。电机的轴末端装有一个电磁刹车装置，用于在偏航停止时使电机锁定，从而将偏航传动锁定。附加的电磁刹车手动释放装置，在需要时可将手柄抬起刹车释放。2.1 偏航电机电磁刹 电磁刹车的原理如右图所示：211工作原理电磁刹车线圈的直流电取自电机的一相绕组，经整流桥整流后供电。当偏航电动机工作，则电磁

4、铁（5）带电，吸引移动衔铁（4），克服制动弹簧（9）的作用，与刹车盘（2）分离。刹车盘上装有摩擦层，固定在开槽的轴套（6）上，通过一个键（7）与电机轴（1）相连并一起转动。偏航停止，电磁线圈随之失电，移动衔铁（4）在制动弹簧（9）的推动下，与刹车盘（2）的摩擦层接触并施加压力，从而实现制动。 212气隙调整 气隙（11）为电磁铁（5）与移动衔铁（4）之间的间隙，它的最大值可达初始值的4倍。气隙应定期检查，因为刹车盘（2）的摩擦层的磨损会使间隙增加。松开螺栓（8）调整刹车调节器（3）使气隙达到要求值。调整螺帽（10）使制动弹簧受压，然后使移动衔铁与刹车盘分离，让轴转动，注意观察是否正常。22偏航

5、刹车整流器 偏航整流桥为一单向整流电路，将取自于偏航电机一相绕组的交流整流后供给电磁刹车线圈。整流板安装在偏航电机的接线盒内。3偏航减速齿轮箱 偏航减速器为一个四级行星传动的齿轮箱，在正常的运行情况下是免维护的。一般情况下，在运行期间检查是否有泄露、定期对油位进行检查和更换润滑油。31润滑 XWEC-Jacobs43/600风力发电机组的偏航减速器采用浸油润滑，所有的传动齿轮都在浸没在润滑油中。润滑油的种类是Mobilgear SHC 320，未经制造商同意，不允许更换或混用其他种类的油。 偏航减速箱的运行温度不得超过85！32加油和更换油 偏航减速箱在供货时没有加油。在使用之前，先检查减速箱

6、配备的附件如：油位计、通气帽、放油阀等是否齐全。初次加油时，应保证使减速器处于安装位置状态，卸开通气帽，加油使油位超过油位计的下限，但不超过上限。 需要更换油时，打开放油阀的同时打开通气孔，以保证箱体内的油能比较快地流出。在可能情况下，可以使偏航先运转将油温升高，这样更有利于油的流动。33运转 在初次运转之前，检查通气孔是否畅通，运转过程中应确保通气孔没有被堵塞。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/供应商进行联系。34偏航小齿轮与内齿圈的啮合间隙 为

7、保证偏航小齿轮与内齿圈的啮合良好，其啮合间隙应为0.30.6mm。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，应对偏行间隙进行检查，如果不合适，可通过偏心盘进行调整。35偏心盘 偏航减速器是通过偏心盘与机舱底座相连的。偏心盘上减速器安装螺栓孔分布圆250和与机舱底座的安装孔分布圆325之间不同心，偏心距为2.5mm。通过转动偏心盘即可调整偏航小齿轮与圈啮合中心距，从而调整啮合间隙至要求范围。36检查 按照第三章维护间隔的要求 检查偏航减速箱/偏心盘和偏心盘/机舱底座的螺栓连接，紧固力矩为：M16 T1=280NmM14 T2=190Nm 检查油位,不低于油位下限。 检查电机接线盒中

8、电缆的连接是否松动； 检查减速箱体上的螺栓是否松动。4偏航轴承 偏航轴承采用四点接触球转盘轴承结构。为了保证偏航轴承的承载能力，轴承采用“负游隙”，使轴承有一定的阻尼力矩。偏航轴承的安装位置见下图：（紧固力矩T=560Nm）图5-341偏航轴承润滑 偏航轴承，应对轴承滚道和齿面进行润滑。充分润滑可以降低摩擦力，并且能有效保护密封免受腐蚀。因此，轴承在运行其间必须保持足够的润滑。长时期停止运转的前后也必须加足新的润滑脂。这在冬天来临之前尤为重要。 轴承滚道采用的润滑脂型号是Molykote TTF5 2。 轴承的密封应每隔6个月检查一次，将密封上的脏物及时清除。如有损坏，及时更换。 内齿圈和小齿

9、轮的齿面的润滑为喷涂Voleer 2000E，使齿面润滑充分。润滑的方法和周期详见第三章维护间隔。4. 2检查螺栓连接 偏航轴承在安装运行后，在运转的第一个月，检查内圈和外圈安装螺栓的预紧力矩，以后每隔半年检查一次。紧固力矩T=560Nm。5偏航刹车5. 1 简介 偏航刹车闸为液压卡钳形式，型号为：BCH76A。在偏航刹车时，由液压系统提供约120140bar的压力，使刹车片紧压在刹车盘上，提供足够的制动力。偏航时，液压释放但保持1530bar的余压，这样一来，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，减少风机在偏航过程中的冲击载荷。偏航刹车的安装见下图：螺栓M20紧固力矩 T=560Nm 1.刹车固

10、定块2.调整板3.闸规 4.垫板5.刹车盘5. 2 偏航刹车盘 偏航刹车盘由三部分相同的扇形组成一个圆环。安装时应注意接缝处不能出现明显台阶，否则影响刹车闸片正常工作。风机在运行过程中，有可能使油脂滴落到刹车盘上。油脂的存在会降低使刹车片失去功效，必须及时将其擦拭干净。5. 3 偏航闸垫间隙偏航闸垫2和4是用来调整闸规的上下闸体与刹车盘对中，并保持一定的间隙。如果偏航声音太大，则有可能是因为闸垫间隙不当。用高度尺分别测量计算上下闸体到偏航刹车盘的距离,如果差值大于0.5mm，可分别调整闸垫2和4的厚度，确保上下闸体与刹车盘对中。5. 4 偏航闸垫的更换偏航闸体的剖面见下图，偏航闸垫的摩擦层厚度

11、小于3mm时，就需要更换新的闸垫。更换方法如下： 风机在停机状态。按下“紧急停机”，使系统泄压，打开手阀10.2 使偏航 余压为零。 拆下闸体一侧的三个螺栓M16（6），以及闸垫挡块（5）和调整垫（8）。 小心用一个撬棍插入闸盘和闸垫之间，使闸规活塞（2）完全进入油缸中。此时在闸盘和闸垫之间出现间隙。 取出旧闸垫，将新闸垫安放就位。 安上闸垫挡块（5）和调整垫（8），拧紧螺栓M16，力矩210Nm。 恢复偏航管路连接。 关闭手阀10.2，系统建压正常后，在测油嘴（7）接上排气管，进行排气，直到均匀喷油，无空气气泡出现为止。5. 5 调整垫片（8） 调整垫片是为了保证闸垫挡块（5）和闸垫之间的接

12、触间隙。不同的闸规其厚度可能不同，具体计算如下： 用深度尺测量闸垫和闸体边缘之间的A和A值。测量时，闸垫顶紧另一侧挡块。同样测量挡块的B和B，如图所示。 调整垫片（8）的厚度厚度E的公差范围为： 安装调整垫片（8）和闸垫挡块（5）。紧固力矩210Nm（螺栓M16），见下图。 测量间隙J。任一点的测量最大允许值为0.03mm。5. 6 偏航余压调整 偏航时保留一定的预压是为了保持平稳，防止风向的突变对偏航系统造成冲击。偏航预压的调整是通过调整减压阀13.1来实现的。方法如下： 在闸体的测油嘴接上测量表头，手动偏航； 观察表头指示值，压力在15bar30bar之间。 如果压力不在规定范围内，调整1

13、3.1； 如果偏航声音太响，排除闸垫间隙不合适的可能后，可适当降低预压值。6风向标和风速仪6. 1风向标检查： 支架的安装 螺帽的安装，如有需要紧固螺栓，并更换损坏的螺栓 电线的连接，拉一拉导线是否牢固 没有夹紧时风向标的转动 摸拟风向检查机舱的转动，检查机舱的方向 标记点应对准机舱头部6. 2风速仪检查： 风速仪的安装 检查没有夹紧时的转动风速仪停止检查风速值是否为0米/秒。一 偏航控制偏航过程分自动偏航、解缆和手动偏航三个过程。其中手动偏航优先级最高。在偏航过程中不论是对风偏航还是侧风偏航，确定在半分钟内风向在某一方位的频率的高低最为关键，频率取得低，会造成偏航电机的频繁启动和停止，频率取

14、得高，会降低对风或侧风的灵敏度，影响风机的出力。自动偏航又分为对风偏航和90侧风偏航。自动对风偏航是在风机系统无故障，风速持续10分钟达到偏航风速，电网电压和频率持续10分钟无异常后执行的。首先采样半分钟的风向，通过半分钟内风向在某一方位的频率来判断现在风机是正好对风，还是需要顺时针偏航或逆时针偏航。故障状态、风速过低或风速过高，自动对风偏航均会停止。手动停机时自动偏航也停止。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。当风向的采样值说明现在正好侧风，执行偏航制动，侧风过程结束。偏航电机的正反转接触器不仅在控制软件上，而且在电路硬件设计上均实现互锁，确保偏航

15、系统的安全。扭缆保护包括偏航计数器和扭缆开关两级保护。偏航计数器有三个位置开关，分别表示顺偏位置、中间位置和逆偏位置。它由小齿轮轮与偏航盘相啮合，在偏航动作的同时也会带动偏航计数器内部的齿轮转动，当转动一定圈后，会触动顺偏位置开关或逆偏位置开关。计算机接收到信号后进行判断解缆，解缆后未触到开关时信号消失，当触动中偏位置开关时表示解缆结束。解缆偏航过程在收到顺/逆时针偏航位置开关信号时执行，表示风机向一个方向偏航过多。不论正在执行对风偏航还是侧风偏航，都停止执行偏航制动，执行逆/顺时针解缆偏航。当收到中间位置开关信号时执行偏航制动，自动清除故障信息，返回自动偏航过程。扭缆开关是电缆扭转的最后一级

16、保护。这一级保护是假设偏航计数器或计算机控制失灵，持续向一方向偏航时间过长，以致连在扭缆开关上的金属线全部绕在电缆上（金属线的长度可以在电缆上绕3.5圈），拉动扭缆开关，引起控制系统的安全链动作。这一级动作完全由硬件来实现。在机舱顶部有手动左/右偏航开关，在塔架底部计算机柜内有手动左/右偏航按钮，中央监控机也有手动左/右偏航按钮，均可执行手动偏航。手动偏航级别最高，风机只要收到手动偏航信号，终止所有的偏航过程执行新的手动偏航指令。当手动偏航信号消失时执行偏航制动，返回自动偏航过程。手动偏航中，机舱的偏航比计算机柜内的手动偏航命令级别高，计算机柜内的手动偏航命令比中央监控的偏航命令级别高。就地的

17、偏航可以中断中央监控的手动偏航命令，机航的偏航可以中断就地的手动偏航命令（手动偏航停止命令只对手动偏航命令有效，不会中断自动对风偏航或自动侧风偏航）。除此之外还要检测偏航电机过载信号，对风、侧风偏航过程中设有偏航时间过长的保护，解缆过程中设有两个位置开关信号同时收到的故障检测，解缆后300秒位置开关信号仍未消失的故障检测，以及扭缆开关动的故障检测。二 刹车释放在风机系统无故障，风速持续10分钟达到启动风速，电网电压和频率持续10分钟无异常，偏航系统显示现在处于对风状态时执行松刹车过程。释放圆盘闸1、圆盘闸2后2秒检测圆盘闸1和圆盘闸2的松闸信号反馈，超过2秒没有收到松闸反馈信号，则出现刹车1没有松开或刹车2没有松开的故障，执行安全刹车过程，同时执行侧风偏航过程，表示刹车系统有故障，否则执行收回叶尖命令，刹车释放过程结束。如果风速过低，或控制系统上电处于10分钟测风状态时，也可以强制启动方式释放闸盘。- 9 -600kW风机运行维护手册