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1、背景資料文件偏航系統(tǒng)GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).1/23背景資料文件GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).2/23背景資料文件目錄簡介.5偏航系統(tǒng).6風跟蹤系統(tǒng).7偏航驅動電機.8偏航傳動齒輪.9偏航制動系統(tǒng).10偏航制動閘襯.11偏航傳感器（風向標）.12電纜的解扭.14偏航系統(tǒng)潤滑.15潤滑概述.15齒輪的自動潤滑.16手動潤滑.18偏航控制系統(tǒng)電路圖.19偏航控制系統(tǒng)相關的故障.22GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).3/23背景資料文件GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).4/23背景資料文件簡介下列培訓課程將向您介紹GEWE1.5風

2、輪發(fā)電機系統(tǒng)的偏航系統(tǒng)。本背景資料文件作為本次培訓的媒介，其中包含了基本信息。圖1 Yaw system_0011. 偏航系統(tǒng)GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).5/23背景資料文件偏航系統(tǒng)偏航系統(tǒng)的目的是為了保持風輪發(fā)電機系統(tǒng)的艙在風中，確保風能能夠被最佳的利用。偏航系統(tǒng)的組成：偏航電機、傳動裝置、制動器、傳感器、回轉支承盤（轉盤）、控制系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)。偏航傳動機構將三相制動電機的鈕矩傳遞到回轉支承盤轉盤（偏航軸承套圈）的外部齒輪齒，實現艙的旋轉。通過這種方式，艙就能夠自動保持在風中（見“風跟蹤系統(tǒng)”）。圖2 Yaw system_002艙以及偏航傳動的剖視圖1. 偏航傳動2.

3、在塔和艙之間的回轉支承盤轉盤（偏航軸承套圈）GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).6/23背景資料文件風跟蹤系統(tǒng)艙通過偏航驅動電機和齒輪的傳動方式旋轉如風中，旋轉的控制取決于跟蹤誤差值。跟蹤誤差決定了轉子的實際位置與相對于風的最佳的位置的角度偏差的數量。造成過大的跟蹤誤差是由下列原因導致的：l 風沒有從最佳的方向沖擊轉子葉片，因此，在葉片上沖擊的理想角度不再能夠確保；l 轉子上的負荷的不明確的利用。而且，不適當的沖擊角度不適當將對轉子葉片的材料造成嚴重的破壞。不適當的沖擊角度例如：風撞擊在葉片的狹窄的后緣上。艙通過偏航軸承套圈（四點方位）支撐在塔上。四點方位意味著軸承被預加應力，來消

4、除所有的軸承間隙運動。艙的旋轉是由主功率的齒輪電機（偏航驅動）實現的。GEWE1.5s系統(tǒng)配置了三套偏航驅動裝置，而GEWE1.5sl系統(tǒng)配置了四套偏航驅動裝置。而且，每一套驅動裝置配置一個盤式制動器，它連接在高速軸端。這是電機輸出軸，即：在原理上它是高速軸。在大多數運行情況下，安裝在回轉支承盤轉盤上的指趾墊（摩擦墊）（作為永久的偏航制動器）產生足夠大的制動效力。任何較高的偏航扭矩（轉矩）都是由制動電機來處理。偏航驅動的制動器（齒輪電機和制動電機）僅僅運用于電機失電的情況下。偏航驅動的操作時間、時間周期以及旋轉的方向是由風向傳感器系統(tǒng)（風向標）以及相應的軟件來決定和控制的。風跟蹤系統(tǒng)在風速低于

5、切入風速的情況下投入運行，也就是說，在風電站能夠發(fā)電之前投入運行。艙的偏航速度大約0.5度每秒。GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).7/23背景資料文件偏航驅動電機艙配置了三臺或四臺偏航驅動電機。電機直接安裝在偏航驅動齒輪上。驅動齒輪通過重型小齒輪（副齒輪）將三相制動電機的扭矩傳遞到回轉支承盤轉盤（偏航軸承套圈）的外部齒輪齒，實現艙的旋轉。這種運行的原理是允許艙被旋轉，因此總是保持轉子面向風。偏航驅動的組成：電機、傳動齒輪和小齒輪（副齒輪）。除了艙的加熱，用于電站的偏航驅動電機還配置了額外的加熱系統(tǒng)以便它們能夠在寒冷的氣候中運行。圖3 Yaw system_0041. 偏航驅動電機

6、GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).8/23背景資料文件偏航傳動齒輪偏航傳動齒輪是四級行星傳動齒輪。電源的供應是通過安裝在齒輪箱頂部的三相制動電機供電。在傳動輸出軸上的重型小齒輪（副齒輪）將扭矩傳遞到回轉支承盤轉盤（偏航軸承套圈）的外部齒輪齒，實現艙的旋轉。小齒輪（副齒輪）安裝在齒輪箱的底部。圖4 Yaw system_008偏航傳動齒輪1. 偏航傳動齒輪2. 四級行星齒輪傳動GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).9/23背景資料文件偏航制動系統(tǒng)永久性的偏航制動的目的是為了防止旋轉擺動（振動），這種擺動（振動）是空氣動力學的紊流造成的。這種擺動（振動）將導致偏航齒輪齒的磨

7、損以及增加偏航傳動齒輪的負載。GEWE1.5系統(tǒng)中的偏航制動系統(tǒng)的組成：18個活塞，它們的分布如下：在前面和后面各六個活塞，每個側面各三個。偏航驅動電機的電動制動是在電機失電的情況下使用。當艙偏航時，它們立即釋放。如果永久性的偏航制動器不能夠提供足夠的制動力時，電動制動確保艙保持在正確的位置。圖5 Yaw system_009偏航制動系統(tǒng)（鑄鐵結構/焊接結構B）圖6 Yaw system_005偏航制動系統(tǒng)（焊接結構A）GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).10/23背景資料文件偏航制動閘襯在GEWE1.5系統(tǒng)所采用的偏航制動系統(tǒng)有兩種類型，它們采用了不同的盤簧組件：1. 鋼質活塞、

8、帶有金屬襯背和潤滑倉（窩穴）的閘襯、蓋板以及簡易的盤簧組件。這是一個陳舊的系統(tǒng)，無須測量孔，只要通過蓋板就能識別它們；2. 青銅活塞、沒有金屬襯背的閘襯、蓋板或開口環(huán)、以及雙彈簧盤組件。該系統(tǒng)可以通過蓋板或螺塞（堵頭螺絲/十字槽頭螺釘）以及測量孔（采用平頭螺釘/平頭螺絲、或塑料銷/塞密封住）進行識別，如下圖所示。一些風輪發(fā)電機系統(tǒng)配置了塑料的制動閘襯。如果有嘎吱嘎吱聲或尖叫的噪音時，就安裝這些元件。盤簧組件和預拉伸程序在下列的第二部分中描述。圖7 Yaw system_015偏航制動青銅型號1 塑料銷圖8 Yaw system_016偏航制動青銅型號1 雙彈簧盤組件GE專有信息保密.416偏航

9、系統(tǒng)(版本001).11/23背景資料文件偏航傳感器（風向標）風向標提供了有關主導風向的連續(xù)的數據。這些信息被傳輸到偏航控制系統(tǒng)中，用于矯正艙的方位如果有必要的話。通過這種方式，就實現了風能的最佳/最高效的利用。風向標安裝在艙外殼的頂部。圖9 Yaw system_0071. 風向標/偏航傳感器GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).12/23背景資料文件偏航控制系統(tǒng)的運行配置了兩個感應接近開關。這些開關用來探測艙旋轉的方向。如果信號序列為N1 N2 N1 N2.，表示艙在一個方向上旋轉。如果信號序列為N2 N1 N2 N1.，表明艙在相反的方向上旋轉。傳感器的另外一個目的就是計數回轉

10、支承盤轉盤的齒數。這能夠準確決定艙要旋轉到的準確位置。在安裝過程中，以北為基準點（零位）校準艙。除了風向，偏航傳感器還提供了有關塔中電纜扭曲的信息以及可能的投影電子顯微術信息（如果電站靠近居民區(qū)的話，這個信息很重要）。根據獲得的投影電子顯微術（閃光）信息，如果最大的日常擾亂超過了規(guī)定的額定極限，就有必要暫時停下電站運行。圖10 Yaw system_010感應接近開關1. 傳感器2. 偏航軸承的回轉支承盤轉盤GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).13/23背景資料文件電纜的解扭電站配置了電纜解扭裝置，如果艙隨著風向的變化而在同一方向上的旋轉超過了2.5轉的話，這種裝置就自動的解扭電纜

11、。偏航控制機構的感應傳感器用于探測從發(fā)電機開始到引入塔內部的電纜的扭曲量。如果電纜在一個方向上的扭曲量達到設置的極限，艙必須偏航向相反的方向旋轉直到電纜完全解扭。這就防止電纜被過大的扭曲而破損。在安裝過程中，以北為基準點（零位）校準艙。為了安全，電纜的扭曲極限為2.5轉，從基準點（零位）開始計算。2.5轉的一個額外的測量方法是通過鋼絲繩，它圍繞著塔軸線（見圖11和12）。當鋼絲繩被拉緊了，它觸發(fā)偏航停止開關/停止信號開關，控制系統(tǒng)就將艙旋轉回零位（見“”Yaw sensors /偏航傳感器）。圖11 Yaw system_011零位圖12 Yaw system_012觸發(fā)的偏航停止開關/停止信

12、號開關GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).14/23背景資料文件偏航系統(tǒng)的潤滑潤滑概述機械載荷組件的充分的和連續(xù)的潤滑有效地防止了過早的磨損，將維護成本降到最低限度。要實現最小的磨損，要確保：l 定期的檢查是否漏油（通過目視檢查）以及油位是否正常（通過視鏡）；l 在2、4、6、8.年后更換油（即每兩年定期更換潤滑油）。油質的定期分析可以獲得齒輪和傳動機構的準確情況，因此可以避免部分的或全部的組件的（因破損/磨損而）更換。采用了三種不同的潤滑方式：l 偏航傳動齒輪采用油潤滑，小齒輪（副齒輪）采用油脂潤滑；l 回轉支承盤轉盤齒采用油脂潤滑（最好采用Fuchs Ceplattyn BL）

13、；l 軸承環(huán)軌跡采用油脂潤滑，最好采用Fuchs Gleitmo 585K（寒冷氣候下適用的油脂）。GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).15/23背景資料文件齒輪的自動潤滑可以采用一個或多個中心潤滑系統(tǒng)。這確保了連續(xù)的和均衡的潤滑。中心潤滑泵（如下圖13）將潤滑油輸送到多個潤滑點。用于回轉支承盤轉盤齒潤滑的自動潤滑系統(tǒng)是一個機械系統(tǒng)。因此，潤滑油被輸送到由泡沫塑料制成的潤滑小齒輪。該潤滑小齒輪和小齒輪的齒或回轉支承盤轉盤齒精確嚙合。該潤滑小齒輪在中空軸上自由的旋轉與安裝板相連。潤滑油輸油管連在軸的下端（見下列圖14）。通過這根管道，潤滑油進入泡沫塑料的潤滑小齒輪中的油管，從潤滑小齒

14、輪的齒面排出，它將潤滑油分配到傳動小齒輪或回轉支承盤轉盤的齒上，實現連續(xù)的潤滑。圖13 Yaw system_013中心潤滑（中心潤滑泵）圖14 Yaw system_014配置潤滑油進油管的泡沫塑料的潤滑小齒輪GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).16/23背景資料文件供應到潤滑小齒輪的潤滑油是由中心系統(tǒng)提供的。如果采用了適當的潤滑（從25到60的溫度范圍），就確保了潤滑油的均勻供應和潤滑。GEWE1.5系統(tǒng)有兩個潤滑點，它們位于相互對面?zhèn)?。原點/起標點表示了潤滑油流入到潤滑小齒輪中的油道的方位。它顯示了齒嚙合的方向。一旦偏航控制系統(tǒng)開始旋轉艙，軟件控制系統(tǒng)就打開中心潤滑油泵，該時

15、間為7秒鐘，即：傳動小齒輪和回轉支承盤轉盤的齒確保被潤滑到。隨即關閉該潤滑泵，盡管偏航旋轉在繼續(xù)。特例：在電纜解扭過程中，泵是持續(xù)運行至艙旋轉一整轉為止。圖15 Yaw system_201. 來自中心泵的潤滑油進油管2. 原點/起標點GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).17/23背景資料文件手動潤滑準確的潤滑點和潤滑間隔（周期）在維護手冊中具體描述和說明。手動潤滑是在日常的維護過程進行的。在此，齒輪的齒每六個月用刷子處理/潤滑一次，軸承軌道（即軸承自身）也必須每六個月用注油槍潤滑一次，在回轉支承盤轉盤上的偏航制動器的表面每年用刷子處理/潤滑一次。GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(

16、版本001).18/23背景資料文件偏航控制系統(tǒng)電路圖下列的電路圖給出了電機、制動器和風跟蹤系統(tǒng)的具體的電氣連接。圖16 Yaw system_017電機的電路圖GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).19/23背景資料文件圖17 Yaw system_019制動器的電路圖GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).20/23背景資料文件圖18 Yaw system_018風跟蹤系統(tǒng)的電路圖GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).21/23背景資料文件偏航控制系統(tǒng)相關的故障下列表格列出了偏航控制系統(tǒng)可能出現的相關的故障以及故障描述和補救措施。序號故障信息描述/備注糾正行動2

17、0電纜向右扭曲在怠轉/停止過程中旋轉P11.5，或在所有情況下旋轉P11.6。電纜向右扭曲，PLC對操作偏航控制系統(tǒng)無效。艙在PLC的控制下自動反向旋轉。21電纜向左扭曲在怠轉/停止過程中旋轉P11.5，或在所有情況下旋轉P11.6。電纜向左扭曲，PLC對操作偏航控制系統(tǒng)無效。艙在PLC的控制下自動反向旋轉。22偏航驅動在終端位置艙旋轉超過極限P11.7。偏航控制已經達到電氣終端位置，但PLC對控制無效。艙在PLC的控制下自動反向旋轉。31偏航計數器超時在偏航過程中，在時間P11.9期間沒有收到正的齒計數信號（DI 11.1）。PLC也沒有收到來自感應傳感器的信號。疑難解答：例如：傳感器故障或

18、臟了、不正確的調節(jié)、連接導線斷了、PLC模塊內有故障。42不正確的偏航方向已經探測到不正確的偏航方向：立即制動器制動，復位計時器/計數器。1. 沒有FM2. FM42，電站停機3. 防止在停止過程中再啟動 V=V3，偏航驅動無效 VV35米/秒4. 在停止過程中VV35米/秒5. FM42必須手動確認，偏航驅動無效如果在試驗1-4中，旋轉的方向是正確的，重新啟動系統(tǒng)，故障信號42消失。偏航不在確定的方向上。疑難解答：問題的起因可能是不正確的相連接。GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).22/23背景資料文件序號故障信息描述/備注糾正行動60偏航停止開關/停止信號開關觸發(fā)偏航停止開關/

19、停止信號開關已經被觸發(fā)（DI 1.15=1）。偏航停止開關/停止信號開關是被系到光纜捆束的鋼絲繩機械式觸發(fā)的，偏航控制系統(tǒng)無效。在現場進行檢查這是必要的，必須進行手動電纜解扭。82偏航驅動電機過熱/超溫在偏航驅動電機上的某個3（4）Ptc溫度傳感器有一個超溫信號155（DI 11.3=0）。一個或多個偏航驅動電機過熱，并且已經通過Ptc和PLC控制關閉。在現場進行檢查這是必要的，通過檢查來決定Ptc和PLC是否有故障、或電機事實上是太熱了。如果是這種情況的話，必須找到過熱的原因，例如過分高的機械負荷等等。222偏航控制漂移艙轉過一個角度P11.13，不是偏航驅動操作的。艙的旋轉不受電機操作控制，例如：由于強風。偏航制動器沒有正確工作/運行，必須進行檢查。偏航驅動的電磁制動系統(tǒng)沒有正確工作/運行。GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).23/23