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偏航液压系统

　　并网型风力发电机组的偏航系统一般都设有液压装置，液压装置的作用是拖动偏航制动器松开或锁紧。一般液压管路应采用无缝钢管制成，柔性管路连接部分应采用合适的高压软管。螺接管路连接组件应通过试验保证偏航系统所要求的密封和承受工作中出现的动载荷。液压元器件的设计、选型和布置应符合液压装置的有关具体规定和要求。液压管路应能够保持清洁并具有良好的抗氧化性能。液压系统在额定的工作压力下不应出现渗漏现象。

　　1.7. 偏航制动器

　　采用齿轮驱动的偏航系统时，为避免振荡的风向变化，引起偏航轮齿产生交变负荷，应采用偏航制动器（或称偏航阻尼器）来吸收微小自由偏转振荡，防止偏航齿轮的交变应力引起轮齿过早损伤。对于由风向冲击叶片或风轮产生偏航力矩的装置，应经试验证实其有效性。

　　1.8. 偏航计数器

　　偏航系统中都设有偏航计数器，偏航计数器的作用是用来记录偏航系统所运转的圈数，当偏航系统的偏航圈数达到计数器的设定条件时，则触发自动解缆动作，机组进行自动解缆并复位。计数器的设定条件是根据机组悬垂部分电缆的允许扭转角度来确定的，其原则是要小于电缆所允许扭转的角度。

　　1.9. 润滑

　　偏航系统必须设置润滑装置，以保证驱动齿轮和偏航齿圈的润滑。目前国内的机组的偏航系统一般都采用润滑脂和润滑油相结合的润滑方式，定期更换润滑油和润滑脂。

　　1.10. 密封

　　偏航系统必须采取密封措施，以保证系统内的清结和相邻部件之间的运动不会产生有害的影响。

　　1.11. 表面防腐处理

　　偏航系统各组成部件的表面处理必须适应风力发电机组的工作环境。风力发电机组比较典型的工作环境除风况之外，其他环境（气候）条件如热、光、腐蚀、机械、电或其他物理作用应加以考虑。

　　2．偏航系统的组成

　　偏航系统一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、纽缆保护装置、偏航液压回路等几个部分组成。偏航系统的一般组成结构见图5。

风力发电机组的偏航系统一般有外齿形式和内齿形式两种。偏航驱动装置可以采用电机驱动或液压马达驱动，制动器可以是常闭式或常开式。常开式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处于锁紧状态的制动器；常闭式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处于松开状态的制动器。采用常开式制动器时，偏航系统必须具有偏航定位锁紧装置或防逆传动装置。

．偏航系统的技术要求

　　1.1. 环境条件
　　在进行偏航系统的设计时，必须考虑的环境条件如下：

　　1). 温度；

　　2). 湿度；

3). 阳光辐射；
　　4). 雨、冰雹、雪和冰；
　　5). 化学活性物质；
　　6). 机械活动微粒；
　　7). 盐雾。风电材料设备
　　8). 近海环境需要考虑附加特殊条件。
 　　应根据典型值或可变条件的限制，确定设计用的气候条件。选择设计值时，应考虑几种气候条件同时出现的可能性。在与年轮周期相对应的正常限制范围内，气候条件的变化应不影响所设计的风力发电机组偏航系统的正常运行。
　　1.2. 电缆
　　为保证机组悬垂部分电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂失效，必须使电缆有足够的悬垂量，在设计上要采用冗余设计。电缆悬垂量的多少是根据电缆所允许的扭转角度确定的。
　　1.3. 阻尼
　　为避免风力发电机组在偏航过程中产生过大的振动而造成整机的共振，偏航系统在机组偏航时必须具有合适的阻尼力矩。阻尼力矩的大小要根据机舱和风轮质量总和的惯性力矩来确定。其基本的确定原则为确保风力发电机组在偏航时应动作平稳顺畅不产生振动。只有在阻尼力矩的作用下，机组的风轮才能够定位准确，充分利用风能进行发电。
　　1.4. 解缆和纽缆保护
　　解缆和纽缆保护是风力发电机组的偏航系统所必须具有的主要功能。偏航系统的偏航动作会导致机舱和塔架之间的连接电缆发生纽绞，所以在偏航系统中应设置与方向有关的计数装置或类似的程序对电缆的纽绞程度进行检测。一般对于主动偏航系统来说，检测装置或类似的程序应在电缆达到规定的纽绞角度之前发解缆信号；对于被动偏航系统检测装置或类似的程序应在电缆达到危险的纽绞角度之前禁止机舱继续同向旋转，并进行人工解缆。偏航系统的解缆一般分为初级解缆和**解缆。初级解缆是在一定的条件下进行的，一般与偏航圈数和风速相关。纽缆保护装置是风力发电机组偏航系统必须具有的装置，这个装置的控制逻辑应具有**别的权限，一旦这个装置被触发，则风力发电机组必须进行紧急停机。

 偏航制动器在安装维护使用过程中的注意事项

（1）在安装制动器之前，制动盘必须将油污清洗干净(可用工业酒精清洗)，任何残留油污都将明显降低制动器摩擦片的摩擦系数。以致影响制动器的制动性能。

（2）摩擦片上禁沾油污，任何残留油污都将明显降低摩擦片的摩擦系数。

（3）制动器的排气阀在出厂前已紧固好，现场安装时，如需更换排气阀和进油口的方向，应确保更换方向后的排气阀和进油口接头与机体连接处密封可靠，不得漏油（必要时可更换新的紫铜垫并确保拧紧）。

（4）制动器的液压系统在组装或更改系统时，必须使用排气阀进行排气，确保系统内无空气（排气每年应重复几次，因为管路内的任何空气都将削弱系统功能）。

（5）在制动器安装时，要充液净化液压油缸（净化过程见使用说明书），在净化过程中，特别注意严禁将油溅到制动盘上。

（6）排气阀排气结束后，安装排气阀保护帽时，注意不可将保护帽拧紧，以防止油液从排气阀内漏出（排气阀保护帽带上即可）。

（7）当摩擦片的摩擦材料厚度磨至3mm时，要及时更换摩擦片（更换步骤见使用说明书）。

浅谈风力发电机偏航制动器的结构设计形式

目前，风力发电机偏航制动器的结构主要有两种形式。

**种是整体式（图1），它的摩擦片底座是一体的，摩擦片直接放置在周边封闭的凹槽中。这种结构的优点是：结构紧凑，制作工艺简单，成本低。

这种结构的缺点是：

 １、在更换摩擦片时，需要将整个制动器全部拆下，摩擦片更换之后，再重新安装，很不方便。尤其是1.5MW以上的风机，安装的是大规格的偏航制动器，通常重达二百多公斤，共有１２个安装螺栓，每个安装螺栓的紧固扭矩高达两千多牛米。加之风机机舱内的空间又很狭小，更换难度很大（如果拆卸或紧固一个螺栓的时间按５－６分钟计算，那么光是拆卸和紧固十几个螺栓的时间就需要两三个小时）。业主的维护工作量和维护成本都大为增加。

２、摩擦片与制动体之间的间隙不可调。随着摩擦片的磨损，时间长了摩擦片与制动体之间间隙就会逐渐增大。这时，活塞密封圈将会受到切向力，从而影响密封圈的寿命，增大了漏油的可能。

         

    图１                  图 ２

法国西姆公司的偏航制动器采用的是另一种分体式结构（图２）。

这种结构在摩擦片的两侧设置了可拆卸、可调整的楔形挡块。与整体式结构相比，它的制作工艺复杂，成本高。但它却成功地解决了整体式结构所固有的上述两个问题：

１、更换摩擦片时，只要拆卸摩擦片两侧的楔形挡块即可，无需拆装整个制动器，即方便又省时省力。大大降低了维护工作量，减少了维护成本。

２、在摩擦片两侧的楔形挡块上还设置有调节螺丝，通过调节螺丝可以消除摩擦片与制动体之间的间隙，提高了活塞密封圈的寿命。

风力发电机上制动器的寿命通常在20年，每台风机上配置的偏航制动器少则4至6台，多则8到10台。日常维护的工作量和成本、风**键部件的寿命是不容忽视的问题。随着风电行业的日益发展和成