偏航系统原理及维护
偏航系统的工作原理
偏航系统的工作原理
偏航系统是飞机上的一个重要的导航和控制系统，它的主要作用是控制飞机的方向。
其工作原理主要是通过对飞机的航向进行监测和调整，使飞机能够沿着预定的飞行路线前进，并保持稳定的飞行状态。
偏航系统的主要组成部分包括惯性导航系统、GPS导航系统、气压高度计、磁罗盘等。
其中惯性导航系统是偏航系统的核心部分，它可以通过对飞机的加速度和转角等信息进行计算，来确定飞机的位置和航向。
而GPS导航系统则可以提供更为精确的位置和航向信息，气压高度计则可以提供飞机的高度信息，磁罗盘则可以用来检测飞机的方向和航向。
在实际飞行中，偏航系统还需要进行一系列的自动控制和校正。
例如，对GPS信号的误差进行校正，对飞机的姿态进行调整，对飞机的速度和高度进行控制等。
这些控制和校正需要依靠飞机上的电子设备和计算机系统来完成。
总的来说，偏航系统的工作原理是非常复杂的，需要多个部件协同工作，才能保证飞机在飞行过程中的准确性和安全性。
因此，对于飞行员而言，熟悉偏航系统的工作原理和操作方法是非常重要的，这可以帮助他们更好地控制飞机，保证飞行的顺利和安全。
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偏航系统的原理及风向标、风速仪元件的讲解
偏航系统的原理及风向标风速仪元件的讲解偏航系统作为风机控制系统的重要组成部分之一，其合理的控制流程是保证风机正常运行的基础。
下面我们就针对偏航系统的过程控制进行初步的认识。
一、偏航系统的基本状态作为风机的偏航系统，其主要作用就是根据风机的运行状况，正确的调整机组的迎风方向。
所以无论在何种情况下，风机都离不开三种基本工作状态，它们是：顺时针偏航，逆时针偏航及停止偏航。
顺时针偏航：所谓顺时针偏航是认为的指定以俯视风机，机舱顺时针方向旋转的偏航过程逆时针偏航：与顺时针偏航方向相反。
停止偏航：机组偏航停止工作。
二、偏航控制系统控制过程分类如何正确处理风机运行过程中对偏航状态的需求，是偏航控制系统的关键所在。
一般来讲，可以把偏航控制系统分为：自动迎风偏航，手动偏航以及解缆偏航。
自动迎风偏航：风机正常运行中只要的偏航控制方式，机组更具风向自动对风。
手动偏航：人为手动干涉风机偏航过程，根据操作者的需要进行的偏航调整。
解缆偏航：是偏航系统对机组电缆防止过度缠绕的一种保护程序。
三、偏航系统控制过程偏航的硬件系统主要由偏航电机、减速机、偏航电机电磁制动器，偏航刹车钳及纽缆传感器等组成。
在启动和停止偏航过程时，要求偏航电机以及电机电磁制动器有一定的先后顺序。
那么为了提高系统偏航时的安全系数，一般在偏航启动时先启动电机再松闸，在偏航停止时先紧闸再停电机。
当然，电机与闸之间合理的动作延迟保护是必不可少的。
偏航电机是多级电机，电压等级690V，内部绕组极限为星形。
电机的末端有一个电磁刹车装置，用于在偏航停止时使电机锁定，从而使偏航传动锁定。
电磁刹车附加的手动释放装置，在需要时可将手柄抬起释放刹车。
偏航刹车钳为液压盘式，由液压系统提供140~160bar的压力，停工足够的制动力，偏航时，液压压力释放但保持20bar的余压，这使偏航过程中保持一定的阻尼力矩，从而减少风机在偏航过程中的冲击载荷。
四、风向标的工作原理风向标的变换器为码盘和光电组件。
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
风力发电机组偏航系统常见机械故障原因分析
风力发电机组偏航系统常见机械故障原因分析摘要：风能是一种可再生的清洁能源，也是一种取之不尽、用之不竭的绿色环保能源，符合绿色发展的要求，也是未来资源利用的新方向。
风力发电在近年来不断发展，取得了巨大的成果，技术和总装机容量上都有很大的提升。
风能的高效利用需要风力发电机组对风资源的高效捕捉偏航系统，一旦偏航系统发生故障，就会影响风力发电机组的正常运行。
关键词：风力发电；机组；偏航系统；故障分析1.引言为了实现人与自然的和谐发展，走绿色发展之路，需要利用新型能源来发展经济。
其中，风能就是一种非常好的可再生清洁能源，由于风的方向不断发生变化，风力发电机组需要依靠偏航系统不断调整方向，才能最大限度地利用风能，提高发电效率，让风电行业的发展规模化。
同时，偏航系统提供必要的锁紧力矩，可以保证风机的安全运行。
因此，必须要保证风力发电机组的偏航系统的稳定性，最大程度保证风机对风能的利用效率，减少故障的发生。
1.风力发电机组偏航系统概述1.偏航系统结构风力发电机组的偏航系统通常有偏航检测机构（包括风速仪、风向标、偏航角度编码器等）、控制机构（包括PLC、电控系统）、执行机构（包括驱动电机、减速器、小齿轮、轴承齿盘、轴承、润滑系统、制动系统等）几部分组成。
其中，偏航轴承分为滑动轴承和滚动轴承。
1.偏航系统作用作用有两方面：一方面是偏航系统与控制系统互相配合，让风轮始终处于迎风状态，最大限度吸收风能，提高风力发电机组的发电效率；另一方面提供必要的锁紧力矩，保障风力发电机组在完成对风动作后能安全定位运行。
1.偏航系统分类偏航系统分为两种系统：被动式和主动式。
被动式偏航系统利用风压产生转矩使风轮对风后，容易发生电缆过扭故障，因此在现实中很少采用。
主动式偏航系统的原理是利用电力或液压驱动使风轮对风。
1.偏航系统工作原理风力发电机组偏航系统是利用检测机构将当前机组的风速、风向信号传递给PLC，而后PLC计算出对风角度，判断是否启动偏航系统，达到启动的条件时，由PLC发出指令，进行具体动作实施：首先由偏航系统电机打开电磁刹车、刹车系统液压站泄压，随后PLC发出偏航信号，偏航接触器控制信号，继而发出偏航软启动信号，偏航电机开始运行。
偏航系统的原理
新疆大学大作业题目：偏航系统的原理学号：学生姓名：所属院系：电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：指导老师：完成日期：20年月日偏航系统的功能和原理摘要能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。
风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约常规能源，而且减少环境污染，具有较好的经济效益和社会效益，越来越受到各国的重视。
由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点，风力发电机组是复杂多变量非线性不确定系统，因此，控制技术是机组安全高效运行的关键。
偏航控制系统成为水平轴风力发电机组控制系统的重要组成部分。
风力发电机组的偏航控制系统，主要分为两大类：被动迎风偏航系统和主动迎风系统。
前者多用于小型的独立风力发电系统，由尾舵控制，风向改变时，被动对风。
后者则多用大型并网型风力发电系统，由位于下风向的风向标发出的信号进行主动对风控制。
本文设计是大型风力发电机组根据风速仪、风向标等传感器数据，对风、制动、开闸并确定起动，达到同步转速一段时间后，进行并网操作，开始发电。
偏航系统的功能和原理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。
1.1 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；1.2 偏航控制原理偏航角θe ：T w e θθθ-= (3-1)其中： θW －风向角度；θT －风力机叶轮角度。
偏航系统的工作原理
偏航系统的工作原理
偏航系统是飞机上的一个重要系统，用于保持航向稳定并防止飞机偏离预定航线。
它的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 航向感知：偏航系统首先需要感知飞机的实际航向。
这通常通过飞机上的磁罗盘或惯性导航系统（INS）来实现。
磁罗盘
通过感应地球的磁场并测量飞机相对于北向的角度来确定航向。
INS则使用加速度计和陀螺仪等传感器来计算和跟踪飞机的航向。
2. 目标航向设定：飞行员通过飞机的自动驾驶系统或驾驶舱中的控制面板设置目标航向。
这是飞机应该沿着的预定航线的方向。
3. 偏航检测：偏航系统会将实际航向与目标航向进行比较，以便检测飞机是否存在偏离。
如果实际航向与目标航向之间有明显差异，则偏航系统会触发下一步骤。
4. 偏航修正：一旦偏航系统检测到飞机偏离目标航向，它会采取相应措施来修正偏航。
这可以通过控制飞机的方向舵以调整飞机的航向，或者通过调整引擎的输出来施加侧向力，使飞机恢复到目标航向上。
5. 反馈控制：偏航系统会持续监测飞机的实际航向和修正的效果，并进行反馈控制以确保飞机保持在目标航向上。
如果飞机再次偏离，偏航系统会及时采取适当的措施进行修正。
通过上述步骤，偏航系统能够有效地保持飞机的航向稳定，并及时纠正任何可能的偏离，从而确保飞机顺利按照预定航线飞行。
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。
偏航系统原理及维护
风力发电机组偏航系统原理及维护UP77/82 风电机组偏航控制及维护目录1、偏航系统简介2、偏航系统工作原理3、偏航系统控制思想4、偏航系统故障5、偏航系统维护偏航系统简介偏航系统功能使机舱轴线能够跟踪变化稳定的风向；当机舱至塔底引出电缆到达设定的扭缆角度后自动解缆。
风向标风向标的接线包括四根线,分别是两根电源线,两个信号我们实际的线和两根加热线；目前每台机组上有两个风向标；风向标的N指向机尾；偏航取一分钟平均风向。
偏航系统结构4个偏航电机偏航刹车片10个偏航内齿圈塔筒偏航大齿圈侧面轴承偏航轴承内摩擦的滑动轴承系统；内齿圈设计。
偏航驱动电机：数量：4个对称布置,由电机驱动小齿轮带动整个机舱沿偏航轴承转动,实现机舱的偏航；内部有温度传感器,控制绕组温度偏航电子刹车装置,偏航齿轮箱：行星式减速齿轮箱偏航小齿轮偏航编码器绝对值编码器,记录偏航位置；偏航轴承齿数与编码器码盘齿数之比；左右限位开关,常开触点；左右安全链限位开关,常闭触点；偏航刹车片数量：10个液压系统偏航刹车控制；偏航系统未工作时刹车片全部抱闸,机舱不转动；机舱对风偏航时,所有刹车片半松开,设置足够的阻尼,保持机舱平稳偏航；自动解缆时,偏航刹车片全松开。
偏航润滑装置偏航轴承润滑150cc/周偏航齿轮润滑50cc /周用量3：1润滑周期16分钟/72小时偏航润滑油泵启动间隔时间：36H 偏航润滑油泵运行时间：960s偏航系统工作原理偏航系统原理由四个偏航电机与偏航内齿轮咬合,偏航内齿轮与塔筒固定在一起,四个偏航电机带动机舱转动。
偏航电机由软启动器控制。
偏航软启动器软启动器使偏航电机平稳启动；晶闸管控制偏航电机启动电压缓慢上升,启动过程结束时,晶闸管截止；限制电机起动电流。
偏航软起动器工作时序图1.主控给出软起使能EN命令；2.软起内部启动工作继电器READY接点闭合；3.启动初始电压30%Un；4.启动时间10s5.内部旁路继电器TOR接点闭合,晶闸管控制截止。
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1.5MW风力发电机组
偏航系统原理及维护
UP77/82 风电机组偏航控制及维护
目录
1、偏航系统简介
2、偏航系统工作原理
3、偏航系统控制思想
4、偏航系统故障
5、偏航系统维护
偏航系统简介
偏航系统功能
✓使机舱轴线能够跟踪变化稳定的风向；
✓当机舱至塔底引出电缆到达设定的扭缆角度后自动解缆。
风向标
▪风向标的接线包括四根线，分别是两根电源线，两个信号（我们实际的）
线和两根加热线；
▪目前每台机组上有两个风向标；
▪风向标的N指向机尾；
▪偏航取一分钟平均风向。
偏航系统结构
4个偏航电机
偏航刹车片（10
个）偏航内齿圈
塔筒偏航大齿圈侧面轴承
▪偏航轴承
➢内摩擦的滑动轴承系统；
➢内齿圈设计。
偏航驱动电机：
➢数量：4个
➢对称布置，由电机驱动小齿轮带动整个
机舱沿偏航轴承转动，实现机舱的偏航；
➢内部有温度传感器，控制绕组温度
➢偏航电子刹车装置，
➢偏航齿轮箱：行星式减速齿轮箱
➢偏航小齿轮
▪偏航编码器
➢绝对值编码器，记录偏
航位置；
➢偏航轴承齿数与编码器码盘齿数之比；
➢左右限位开关，常开触点；
➢左右安全链限位开关，常闭触点；
偏航刹车片
运行时间：960s ）
偏航系统工作原理
偏航系统原理
▪由四个偏航电机与偏航内齿轮咬合，偏航内齿轮与塔筒固定在一起，四个偏航电机带动机舱转动。
▪偏航电机由软启动器控制。
偏航软启动器
✓软启动器使偏航电机平稳启动；
✓晶闸管控制偏航电机启动电压缓
慢上升，启动过程结束时，晶闸
管截止；
1.
2.
3.
4.
5.
:
10组偏
～
固制动；偏航时，刹车仍
然保持一定的余压
（15bar的余压），使偏
航过程中始终有阻尼存
在，保证偏航运动更加平稳，避免可能发生的振动现象；
b) 偏航电机采用大功率低转速的设计方案，选用了力矩特性较软的多极电机驱动，结
合风电场的工况，优化机组偏航转速，保证较小的冲击，从而使偏航过程更加平
稳；
c) 位于偏航电机驱动轴上的电磁刹车具有失效保护功能，在出现外部故障（如断电）
时，电磁制动系统仍能使机组的偏航系统处于可靠的制动状态；
d) 偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，以增加整机的运转平稳性，增强
抗冲击载荷能力；
e) 优化设计偏航控制系统，对偏航的路径选择进行智能判断，机组在风速较小的状态
15bar
手动操作箱位于机舱内部，当橙黄色信号指示灯亮时，就是处于手动状态。
通过手动操作箱可以控制偏航系统的断开／接通、顺／逆时针旋转。
利用计算机不仅可以进行偏航系统各参数的观测还可以进行偏航系统的手动控制。
偏航自动对风
➢起动风速2.5m/s;（P97 最小偏航风速：3m/s 最小偏航速度：0.2m/s）
➢偏航额定速度0.8°/s;
➢低风速下（风速小于9m/s），对风误差大于8°，延时210s，偏航自动对风;
➢高风速下（风速大于9m/s），对风误差大于15°，延时20s，偏航自动对风;
➢在风机加速或发电运行状态下，如果风向突变，对风误差超过70°，风机先正常停机，对风偏航后，再重新启动。
自动解缆
✓偏航时10个刹车钳处于半释放状态，偏航系统压力约45bar;
✓自动解缆时刹车钳处于全释放状态，
偏航系统故障
偏航系统故障
偏航位置故障；
偏航编码器故障；
偏航速度故障；
偏航电机保护跳闸；
✓偏航润滑油泵保护跳闸
偏航润滑油位低故障；（不报？）
偏航系统故障
故障等级为一类故障；
不能自动重起，需要手动复位
（3.制动时间或距离过长，制动力矩不足：原因-弹簧位置不正确或损坏）（4泄露：密封圈损坏）
d) 偏航系统的偏航齿圈与偏航驱动装置的齿轮之间的齿侧间隙过大
.4润滑油渗漏原因
a) 偏航齿轮箱油位计管路连接接头是松动或损坏
b) 密封件损坏
偏航系统维护
✓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。
✓如果风速超过限值（瞬时最大停机风速：33m/s或延时10s停机风速：25m/s），不得上塔进行维护和检修工作。
维护时风机的要求
▪用维护钥匙将风机打至维护状态（1位置），最好将叶轮锁锁定。
▪当处理偏航齿轮箱润滑油时，必须配戴安全帽。
表面检查项目：
✓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。