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(jiǎn)介.5偏航系統(tǒng).6風(fēng)跟蹤系統(tǒng).7偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī).8偏航傳動(dòng)齒輪.9偏航制動(dòng)系統(tǒng).10偏航制動(dòng)閘襯.11偏航傳感器（風(fēng)向標(biāo)）.12電纜的解扭.14偏航系統(tǒng)潤(rùn)滑.15潤(rùn)滑概述.15齒輪的自動(dòng)潤(rùn)滑.16手動(dòng)潤(rùn)滑.18偏航控制系統(tǒng)電路圖.19偏航控制系統(tǒng)相關(guān)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(jiǎn)介下列培訓(xùn)課程將向您介紹GEWE1.5風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的偏航系統(tǒng)。本背景資料文件作為本次培訓(xùn)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(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的艙在風(fēng)中，確保風(fēng)能能夠被最佳的利用。偏航系統(tǒng)的組成：偏航電機(jī)、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)器、傳感器、回轉(zhuǎn)支承盤（轉(zhuǎn)盤）、控制系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)。偏航傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將三相制動(dòng)電機(jī)的鈕矩傳遞到回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤（偏航軸承套圈）的外部齒輪齒，實(shí)現(xiàn)艙的旋轉(zhuǎn)。通過這種方式，艙就能夠自動(dòng)保持在風(fēng)中（見“風(fēng)跟蹤系統(tǒng)”）。圖2 Yaw system_002艙以及偏航傳動(dòng)的剖視圖1. 偏航傳動(dòng)2. 在塔和艙之間的回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)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(fēng)跟蹤系統(tǒng)艙通過偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪的傳動(dòng)方式旋轉(zhuǎn)如風(fēng)中，旋轉(zhuǎn)的控制取決于跟蹤誤差值。跟蹤誤差決定了轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置與相對(duì)于風(fēng)的最佳的位置的角度偏差的數(shù)量。造成過大的跟蹤誤差是由下列原因?qū)е碌模簂 風(fēng)沒有從最佳的方向沖擊轉(zhuǎn)子葉片，因此，在葉片上沖擊的理想角度不再能夠確保；l 轉(zhuǎn)子上的負(fù)荷的不明確的利用。而且，不適當(dāng)?shù)臎_擊角度不適當(dāng)將對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的材料造成嚴(yán)重的破壞。不適當(dāng)?shù)臎_擊角度例如：風(fēng)撞擊在葉片的狹窄的后緣上。艙通過偏航軸承套圈（四點(diǎn)方位）支撐在塔上。四點(diǎn)方位意味著軸承被預(yù)加應(yīng)力，來消除所有的軸承間隙運(yùn)動(dòng)。艙的旋轉(zhuǎn)是由主功率的齒輪電機(jī)（偏航驅(qū)動(dòng)）實(shí)現(xiàn)的。GEWE1.5s系統(tǒng)配置了三套偏航驅(qū)動(dòng)裝置，而GEWE1.5sl系統(tǒng)配置了四套偏航驅(qū)動(dòng)裝置。而且，每一套驅(qū)動(dòng)裝置配置一個(gè)盤式制動(dòng)器，它連接在高速軸端。這是電機(jī)輸出軸，即：在原理上它是高速軸。在大多數(shù)運(yùn)行情況下，安裝在回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤上的指趾墊（摩擦墊）（作為永久的偏航制動(dòng)器）產(chǎn)生足夠大的制動(dòng)效力。任何較高的偏航扭矩（轉(zhuǎn)矩）都是由制動(dòng)電機(jī)來處理。偏航驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器（齒輪電機(jī)和制動(dòng)電機(jī)）僅僅運(yùn)用于電機(jī)失電的情況下。偏航驅(qū)動(dòng)的操作時(shí)間、時(shí)間周期以及旋轉(zhuǎn)的方向是由風(fēng)向傳感器系統(tǒng)（風(fēng)向標(biāo)）以及相應(yīng)的軟件來決定和控制的。風(fēng)跟蹤系統(tǒng)在風(fēng)速低于切入風(fēng)速的情況下投入運(yùn)行，也就是說，在風(fēng)電站能夠發(fā)電之前投入運(yùn)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(qū)動(dòng)電機(jī)艙配置了三臺(tái)或四臺(tái)偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)直接安裝在偏航驅(qū)動(dòng)齒輪上。驅(qū)動(dòng)齒輪通過重型小齒輪（副齒輪）將三相制動(dòng)電機(jī)的扭矩傳遞到回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤（偏航軸承套圈）的外部齒輪齒，實(shí)現(xiàn)艙的旋轉(zhuǎn)。這種運(yùn)行的原理是允許艙被旋轉(zhuǎn)，因此總是保持轉(zhuǎn)子面向風(fēng)。偏航驅(qū)動(dòng)的組成：電機(jī)、傳動(dòng)齒輪和小齒輪（副齒輪）。除了艙的加熱，用于電站的偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(yùn)行。圖3 Yaw system_0041. 偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)齒輪偏航傳動(dòng)齒輪是四級(jí)行星傳動(dòng)齒輪。電源的供應(yīng)是通過安裝在齒輪箱頂部的三相制動(dòng)電機(jī)供電。在傳動(dòng)輸出軸上的重型小齒輪（副齒輪）將扭矩傳遞到回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤（偏航軸承套圈）的外部齒輪齒，實(shí)現(xiàn)艙的旋轉(zhuǎn)。小齒輪（副齒輪）安裝在齒輪箱的底部。圖4 Yaw system_008偏航傳動(dòng)齒輪1. 偏航傳動(dòng)齒輪2. 四級(jí)行星齒輪傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)永久性的偏航制動(dòng)的目的是為了防止旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)（振動(dòng)），這種擺動(dòng)（振動(dòng)）是空氣動(dòng)力學(xué)的紊流造成的。這種擺動(dòng)（振動(dòng)）將導(dǎo)致偏航齒輪齒的磨損以及增加偏航傳動(dòng)齒輪的負(fù)載。GEWE1.5系統(tǒng)中的偏航制動(dòng)系統(tǒng)的組成：18個(gè)活塞，它們的分布如下：在前面和后面各六個(gè)活塞，每個(gè)側(cè)面各三個(gè)。偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電動(dòng)制動(dòng)是在電機(jī)失電的情況下使用。當(dāng)艙偏航時(shí)，它們立即釋放。如果永久性的偏航制動(dòng)器不能夠提供足夠的制動(dòng)力時(shí)，電動(dòng)制動(dòng)確保艙保持在正確的位置。圖5 Yaw system_009偏航制動(dòng)系統(tǒng)（鑄鐵結(jié)構(gòu)/焊接結(jié)構(gòu)B）圖6 Yaw system_005偏航制動(dòng)系統(tǒng)（焊接結(jié)構(gòu)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(dòng)閘襯在GEWE1.5系統(tǒng)所采用的偏航制動(dòng)系統(tǒng)有兩種類型，它們采用了不同的盤簧組件：1. 鋼質(zhì)活塞、帶有金屬襯背和潤(rùn)滑倉（窩穴）的閘襯、蓋板以及簡(jiǎn)易的盤簧組件。這是一個(gè)陳舊的系統(tǒng)，無須測(cè)量孔，只要通過蓋板就能識(shí)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(cè)量孔（采用平頭螺釘/平頭螺絲、或塑料銷/塞密封?。┻M(jìn)行識(shí)別，如下圖所示。一些風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)配置了塑料的制動(dòng)閘襯。如果有嘎吱嘎吱聲或尖叫的噪音時(shí)，就安裝這些元件。盤簧組件和預(yù)拉伸程序在下列的第二部分中描述。圖7 Yaw system_015偏航制動(dòng)青銅型號(hào)1 塑料銷圖8 Yaw system_016偏航制動(dòng)青銅型號(hào)1 雙彈簧盤組件GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).11/23背景資料文件偏航傳感器（風(fēng)向標(biāo)）風(fēng)向標(biāo)提供了有關(guān)主導(dǎo)風(fēng)向的連續(xù)的數(shù)據(jù)。這些信息被傳輸?shù)狡娇刂葡到y(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(shí)現(xiàn)了風(fēng)能的最佳/最高效的利用。風(fēng)向標(biāo)安裝在艙外殼的頂部。圖9 Yaw system_0071. 風(fēng)向標(biāo)/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(yùn)行配置了兩個(gè)感應(yīng)接近開關(guān)。這些開關(guān)用來探測(cè)艙旋轉(zhuǎn)的方向。如果信號(hào)序列為N1 N2 N1 N2.，表示艙在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。如果信號(hào)序列為N2 N1 N2 N1.，表明艙在相反的方向上旋轉(zhuǎn)。傳感器的另外一個(gè)目的就是計(jì)數(shù)回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤的齒數(shù)。這能夠準(zhǔn)確決定艙要旋轉(zhuǎn)到的準(zhǔn)確位置。在安裝過程中，以北為基準(zhǔn)點(diǎn)（零位）校準(zhǔn)艙。除了風(fēng)向，偏航傳感器還提供了有關(guān)塔中電纜扭曲的信息以及可能的投影電子顯微術(shù)信息（如果電站靠近居民區(qū)的話，這個(gè)信息很重要）。根據(jù)獲得的投影電子顯微術(shù)（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(shí)停下電站運(yùn)行。圖10 Yaw system_010感應(yīng)接近開關(guān)1. 傳感器2. 偏航軸承的回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)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(fēng)向的變化而在同一方向上的旋轉(zhuǎn)超過了2.5轉(zhuǎn)的話，這種裝置就自動(dòng)的解扭電纜。偏航控制機(jī)構(gòu)的感應(yīng)傳感器用于探測(cè)從發(fā)電機(jī)開始到引入塔內(nèi)部的電纜的扭曲量。如果電纜在一個(gè)方向上的扭曲量達(dá)到設(shè)置的極限，艙必須偏航向相反的方向旋轉(zhuǎn)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(zhǔn)點(diǎn)（零位）校準(zhǔn)艙。為了安全，電纜的扭曲極限為2.5轉(zhuǎn)，從基準(zhǔn)點(diǎn)（零位）開始計(jì)算。2.5轉(zhuǎn)的一個(gè)額外的測(cè)量方法是通過鋼絲繩，它圍繞著塔軸線（見圖11和12）。當(dāng)鋼絲繩被拉緊了，它觸發(fā)偏航停止開關(guān)/停止信號(hào)開關(guān)，控制系統(tǒng)就將艙旋轉(zhuǎn)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(guān)/停止信號(hào)開關(guān)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(rùn)滑潤(rùn)滑概述機(jī)械載荷組件的充分的和連續(xù)的潤(rùn)滑有效地防止了過早的磨損，將維護(hù)成本降到最低限度。要實(shí)現(xiàn)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?jī)赡甓ㄆ诟鼡Q潤(rùn)滑油）。油質(zhì)的定期分析可以獲得齒輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)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(rùn)滑方式：l 偏航傳動(dòng)齒輪采用油潤(rùn)滑，小齒輪（副齒輪）采用油脂潤(rùn)滑；l 回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤齒采用油脂潤(rùn)滑（最好采用Fuchs Ceplattyn BL）；l 軸承環(huán)軌跡采用油脂潤(rùn)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(dòng)潤(rùn)滑可以采用一個(gè)或多個(gè)中心潤(rùn)滑系統(tǒng)。這確保了連續(xù)的和均衡的潤(rùn)滑。中心潤(rùn)滑泵（如下圖13）將潤(rùn)滑油輸送到多個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)。用于回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤齒潤(rùn)滑的自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)。因此，潤(rùn)滑油被輸送到由泡沫塑料制成的潤(rùn)滑小齒輪。該潤(rùn)滑小齒輪和小齒輪的齒或回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤齒精確嚙合。該潤(rùn)滑小齒輪在中空軸上自由的旋轉(zhuǎn)與安裝板相連。潤(rùn)滑油輸油管連在軸的下端（見下列圖14）。通過這根管道，潤(rùn)滑油進(jìn)入泡沫塑料的潤(rùn)滑小齒輪中的油管，從潤(rùn)滑小齒輪的齒面排出，它將潤(rùn)滑油分配到傳動(dòng)小齒輪或回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤的齒上，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的潤(rùn)滑。圖13 Yaw system_013中心潤(rùn)滑（中心潤(rùn)滑泵）圖14 Yaw system_014配置潤(rùn)滑油進(jìn)油管的泡沫塑料的潤(rùn)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(yīng)到潤(rùn)滑小齒輪的潤(rùn)滑油是由中心系統(tǒng)提供的。如果采用了適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑（從25到60的溫度范圍），就確保了潤(rùn)滑油的均勻供應(yīng)和潤(rùn)滑。GEWE1.5系統(tǒng)有兩個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)，它們位于相互對(duì)面?zhèn)?。原點(diǎn)/起標(biāo)點(diǎn)表示了潤(rùn)滑油流入到潤(rùn)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(zhuǎn)艙，軟件控制系統(tǒng)就打開中心潤(rùn)滑油泵，該時(shí)間為7秒鐘，即：傳動(dòng)小齒輪和回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤的齒確保被潤(rùn)滑到。隨即關(guān)閉該潤(rùn)滑泵，盡管偏航旋轉(zhuǎn)在繼續(xù)。特例：在電纜解扭過程中，泵是持續(xù)運(yùn)行至艙旋轉(zhuǎn)一整轉(zhuǎn)為止。圖15 Yaw system_201. 來自中心泵的潤(rùn)滑油進(jìn)油管2. 原點(diǎn)/起標(biāo)點(diǎn)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(dòng)潤(rùn)滑準(zhǔn)確的潤(rùn)滑點(diǎn)和潤(rùn)滑間隔（周期）在維護(hù)手冊(cè)中具體描述和說明。手動(dòng)潤(rùn)滑是在日常的維護(hù)過程進(jìn)行的。在此，齒輪的齒每六個(gè)月用刷子處理/潤(rùn)滑一次，軸承軌道（即軸承自身）也必須每六個(gè)月用注油槍潤(rùn)滑一次，在回轉(zhuǎn)支承盤轉(zhuǎn)盤上的偏航制動(dòng)器的表面每年用刷子處理/潤(rùn)滑一次。GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(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(jī)、制動(dòng)器和風(fēng)跟蹤系統(tǒng)的具體的電氣連接。圖16 Yaw system_017電機(jī)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(dòng)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(fēng)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(guān)的故障下列表格列出了偏航控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的相關(guān)的故障以及故障描述和補(bǔ)救措施。序號(hào)故障信息描述/備注糾正行動(dòng)20電纜向右扭曲在怠轉(zhuǎn)/停止過程中旋轉(zhuǎn)P11.5，或在所有情況下旋轉(zhuǎn)P11.6。電纜向右扭曲，PLC對(duì)操作偏航控制系統(tǒng)無效。艙在PLC的控制下自動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)。21電纜向左扭曲在怠轉(zhuǎn)/停止過程中旋轉(zhuǎn)P11.5，或在所有情況下旋轉(zhuǎn)P11.6。電纜向左扭曲，PLC對(duì)操作偏航控制系統(tǒng)無效。艙在PLC的控制下自動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)。22偏航驅(qū)動(dòng)在終端位置艙旋轉(zhuǎn)超過極限P11.7。偏航控制已經(jīng)達(dá)到電氣終端位置，但PLC對(duì)控制無效。艙在PLC的控制下自動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)。31偏航計(jì)數(shù)器超時(shí)在偏航過程中，在時(shí)間P11.9期間沒有收到正的齒計(jì)數(shù)信號(hào)（DI 11.1）。PLC也沒有收到來自感應(yīng)傳感器的信號(hào)。疑難解答：例如：傳感器故障或臟了、不正確的調(diào)節(jié)、連接導(dǎo)線斷了、PLC模塊內(nèi)有故障。42不正確的偏航方向已經(jīng)探測(cè)到不正確的偏航方向：立即制動(dòng)器制動(dòng)，復(fù)位計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器。1. 沒有FM2. FM42，電站停機(jī)3. 防止在停止過程中再啟動(dòng) V=V3，偏航驅(qū)動(dòng)無效 VV35米/秒4. 在停止過程中VV35米/秒5. FM42必須手動(dòng)確認(rèn)，偏航驅(qū)動(dòng)無效如果在試驗(yàn)1-4中，旋轉(zhuǎn)的方向是正確的，重新啟動(dòng)系統(tǒng)，故障信號(hào)42消失。偏航不在確定的方向上。疑難解答：?jiǎn)栴}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(hào)故障信息描述/備注糾正行動(dòng)60偏航停止開關(guān)/停止信號(hào)開關(guān)觸發(fā)偏航停止開關(guān)/停止信號(hào)開關(guān)已經(jīng)被觸發(fā)（DI 1.15=1）。偏航停止開關(guān)/停止信號(hào)開關(guān)是被系到光纜捆束的鋼絲繩機(jī)械式觸發(fā)的，偏航控制系統(tǒng)無效。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查這是必要的，必須進(jìn)行手動(dòng)電纜解扭。82偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)過熱/超溫在偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的某個(gè)3（4）Ptc溫度傳感器有一個(gè)超溫信號(hào)155（DI 11.3=0）。一個(gè)或多個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)過熱，并且已經(jīng)通過Ptc和PLC控制關(guān)閉。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(jī)事實(shí)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(jī)械負(fù)荷等等。222偏航控制漂移艙轉(zhuǎn)過一個(gè)角度P11.13，不是偏航驅(qū)動(dòng)操作的。艙的旋轉(zhuǎn)不受電機(jī)操作控制，例如：由于強(qiáng)風(fēng)。偏航制動(dòng)器沒有正確工作/運(yùn)行，必須進(jìn)行檢查。偏航驅(qū)動(dòng)的電磁制動(dòng)系統(tǒng)沒有正確工作/運(yùn)行。GE專有信息保密.416偏航系統(tǒng)(版本001).23/23