风力发电机主轴刹车和偏航刹车制动系统
金风S48750风力发电机三种刹车方式及相应的液压系统动作过程
金风S48750风力发电机三种刹车方式及相应液压系统动作过程风力机组的刹车系统包括机械刹车（两副高速闸）和空气刹车（叶尖）。
风力机组停机有三种刹车方式：正常刹车、安全刹车和紧急刹车。
下面分别描述三种刹车方式的过程及每一个步骤对应的液压系统动作过程：1、正常刹车流程：叶尖甩开气动刹车—脱网后电机转速到500转一个高速闸抱死刹车—转速为零时另一个高速闸抱死刹车（下次正常刹车时两幅高速闸动作顺序交换，确保两幅刹车片均匀磨损）—刹车完成后收叶尖（1）切除叶尖电磁阀的供电电源；320、350电磁阀失电，叶尖回油，叶尖压力消失。
（2）如果发电机与电网连接，当发电机转速低于同步转速（500rpm）时发电机脱网；当叶轮转速在限定时间内降低到设定转速时，一副高速闸实施制动；当转速为500rpm时电磁阀190.1（或者190.2）失电，高速闸1回油刹车。
（3）如果在设定时间内叶轮转速降到零，第二副高速闸在设定时间后制动；当转速为0rpm时190.2（或者190.1）失电，高速闸2回油刹车。
（4）刹车完成后叶尖收回。
310、320、350得电，液压泵工作，叶尖建压收回。
下一次再执行正常刹车时两副高速闸的动作顺序相反，确保两闸刹车片均匀磨损。
2、安全刹车流程：叶尖甩开气动刹车，同时一个高速闸抱死刹车—转速为零时另一个高速闸抱死刹车（下次正常刹车时两幅高速闸动作顺序交换，确保两幅刹车片均匀磨损）—刹车完成后收叶尖（1）叶尖和一副高速闸同时制动，发电机脱网；320、350、190.1（或者190.2）同时失电，叶尖、高速闸1回油刹车。
（2）叶轮转速为零时，第2部闸抱死；190.2（或者190.1）失电，高速闸2回油刹车。
（3）刹车完成后叶尖收回。
310、320、350得电，液压泵工作，叶尖建压收回。
下一次再执行安全刹车时两副高速闸的动作顺序相反，确保两闸刹车片均匀磨损。
3、紧急刹车流程：叶尖甩开气动刹车，同时两个高速闸抱死刹车，电机同时脱网。
第五章 风力发电机组的液压系统和刹车
第五章风力发电机组的液压系统和刹车风力发电机组的液压系统和刹车机构是一个整体。
在定桨距风力发电机组中，液压系统的主要任务是执行风力发电机组的气动刹车和机械刹车；在变桨距风力发电机组中，液压系统主要控制变距机构，实现风力发电机组的转速控制、功率控制，同时也控制机械刹车机构。
第一节定桨距风力发电机组的刹车机构一、气动刹车机构气动刹车机构是由安装在叶尖的扰流器通过不锈钢丝绳与叶片根部的液压油缸的活塞杆相联接构成的。
扰流器的结构（气动刹车结构）如图5-1 所示。
当风力发电机组正常运行时，在液压力的作用下，叶尖扰流器与叶片主体部分精密地合为一体，组成完整的叶片。
当风力发电机组需要脱网停机时，液压油缸失去压力，扰流器在离心力的作用下释放并旋转80°-9 0°形成阻尼板，由于叶尖部分处于距离轴最远点，整个叶片作为一个长的杠杆，使扰流器产生的气动阻力相当高，足以使风力发电机组在几乎没有任何磨损的情况下迅速减速，这一过程即为叶片空气动力刹车。
叶尖扰流器是风力发电机组的主要制动器，每次制动时都是它起主要作用。
在叶轮旋转时，作用在扰流器上的离心力和弹簧力会使叶尖扰流器力图脱离叶片主体转动到制动位置；而液压力的释放，不论是由于控制系统是正常指令，还是液压系统的故障引起，都将导致扰流器展开而使叶轮停止运行。
因此，空气动力刹车是一种失效保护装置，它使整个风力发电机组的制动系统具有很高的可靠性。
二、机构刹车机构图5-2为机构刹车机构由安装在低速轴或高速轴上的刹车圆盘与布置在四周的液压夹钳构成。
液压夹钳固定，刹车圆盘随轴一起转动。
刹车夹钳有一个预压的弹簧制动力，液压力通过油缸中的活塞将制动夹钳打开。
机械刹车的预压弹簧制动力，一般要求在额定负载下脱网时能够保证风力发电机组安全停机。
但在正常停机的情况下，液压力并不是完全释放，即在制动过程中只作用了一部分弹簧力。
为此，在液压系统中设置了一个特殊的减压阀和蓄能器，以保证在制动过程中不完全提供弹簧的制动力。
风电：偏航刹车器说明书(1)---(技能培训篇)
图5 紧定螺钉示意图
※ 图6所示，每套装4根半透明的塑料管在4个排油口上（L）以显 示泄漏，塑料管口低于刹车器，防止泄漏油污染刹车片和刹车盘。
塑料管为整根供货，用户现场按需配作。
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8 刹车器可能产生的故障及其排除方法
序 号
故障类别
产生故障的原因
排除故障的方法
管接头接 油管接头的密封垫装偏或
1
口处漏油
损坏。
更换管接头的密封垫。
a）活塞处的O形圈损坏或
泄油管有
2
老化。
漏油
b）壳体内部有砂眼。
a）更换活塞处的O形圈。 b）更换刹车器。
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2 主要技术指标
2.1 最大工作压力 16 MPa
2.2 最大夹紧力（16 MPa时） 203kN
2.3 最大制动力 （16 MPa时） 163 kN
2.4 静摩擦系数 ≥0.4
2.5 安装螺栓
8-M27（10.9级）
2.6 安装螺栓紧固力矩 1090N·m±10％
图6 泄油管示意图
5
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3.3刹车器外形及连接尺寸见图7
图7 刹车器外形及连接尺寸图
6
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4 使用
工具（用户自备）：扳手； 在管路联接好后，要进行放气； 启动液压站，给刹车器供低压油，敞开每台风机最后一套刹车器的 最高位置的进油口，当该油口有油流出时，表明排气完成，拧紧排气油 口的堵头。 检查液压站油量，必要时补油。
风力发电系统主轴刹车制动装置
风力发电系统主轴刹车制动—全新的动力驱动概念电机丝杆油缸（SCD）液压驱动系统工作单元（简介）在风力发电机组主要传动设备中，除风叶，低速轴，齿轮箱，高速轴，发电机外，还有一个十分重要的安全装置--刹车用制动器。
其功能是为风力发电系统提供在常规和非正常状况下的刹车制动和紧急安全制动。
其工作动力来自于偏航系统和变浆系统的液压工作站，在大多数风力发电设备中，这3个装置共用一套液压动力系统。
如此的动力配置结构，且常态化常年运行工作，避免不了存在以下潜在的问题：1,三个各自独立的工作系统，共用一个动力工作站，兼顾各自的工作特点和要求，液压工作站的实际工作状况是超大动力和超高压工作运转，明显是个耗能工作模式。
2,众多的液压执行部件，油路及连接点，有任意一处泄漏或故障，都会波及其他部分，使之系统无法正常工作。
3，由于偏航和变浆系统是连续不间断工作方式。
液压工作站的故障发生，只是时间问题，假如出现了问题发生的时刻，刹车制动则制动难以实现。
直接涉及设备的安全生产运行，十分危险。
在风力发电机组的运转工作中，其工作的特点是运转工作时间较长，停车时间少而短，针对此特点，本文设计推荐一种结构组合式（SCD）动力驱动装置（见图示），给传动设备中的制动器提供刹车工作动力（20Mpa以上），如此会让普通器件经过有效的组合，使简单组合产生非常有价值的使用效果。
其特点有；组合结构简单，造价低廉、大量节省电能、环保、刹车平滑有效延长机械设备使用寿命，实际工作时间极短，设备完好度极高，免维护可无故障常年有效工作等。
其相关组成部分和工作原理如下；一、系统组成部分：电机丝杆油缸（SCD）系统的基本配置组成：控制箱、电动机、减速机、丝杆结构；油缸、活塞、储备油箱、泄压阀、压力继电器、前限位开关、后限位开关、外接电源、自备电源等。
二、系统工作原理：工作原理；当控制箱接受到刹车制动指令时，即刻接通电机电源，电机正向旋转工作，通过丝杆驱动油缸內的活塞前行，为刹车装置供油，建立工作压力。
风力发电机组偏航系统详细介绍
风力发电机组偏航系统详细介绍资讯频道 2012-12-15偏航系统是水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之一。
偏航系统的主要作用有两个。
其一是与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；其二是提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组的安全运行。
风力发电机组的偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。
被动偏航指的是依靠风力通过相关机构完成机组风轮对风动作的偏航方式，常见的有尾舵、舵轮和下风向三种；主动偏航指的是采用电力或液压拖动来完成对风动作的偏航方式，常见的有齿轮驱动和滑动两种形式。
对于并网型风力发电机组来说，通常都采用主动偏航的齿轮驱动形式。
1．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。
风力发电机结构介绍
绍结机构介风力发电风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电该机组通过风力推动叶轮旋转，塔架和基础等组成。
机、控制与安全系统、机舱、有效的将风能转再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，化成电能。
风力发电机组结构示意图如下。
1、叶片2、变浆轴承3、主轴4、机舱吊5、齿轮箱6、高速轴制动器7、发电机8、轴流风机9、机座10、滑环11、偏航轴承12、偏航驱动13、轮毂系统各主要组成部分功能简述如下（1）叶片叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。
叶轮的转动是风作用在叶片上产生的升力导致。
由叶片、轮毂、变桨系统组成。
每个叶片有一套独立的变桨机构，主动对叶片进行调节。
叶片配备雷电保护系统。
风机维护时，叶轮可通过锁定销进行锁定。
（2）变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。
（3）齿轮箱齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。
发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。
明阳）发电机4（．1.5s/se机组采用是带滑环三相双馈异步发电机。
转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。
（5）偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。
同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。
（6）轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。
轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。
轮箱转速比：）发电机：（41550kw 发电机额定功率：发电机额定电压：690v发电机额定电流：1120A发电机额定频率：50Hz发电机转速：1750rpm发电机冷却方式：空-空冷却发电机绝缘等级：H级主刹车系统：变浆制动。
风电机组偏航系统规程
风电机组偏航系统规程1 简介偏航系统的作用主要有两个：一是根据风向仪的检测，在偏航控制系统的指令下，自动使风轮对准风向，提高风力发电机组的发电效率；二是提供必要的阻尼，防止在交变风力作用下机舱频繁摆动，减小振动，保证风机平稳、安全运行。
2 功能（1）正常运行和暂停状态时保持机舱的方向不变；（2）必要时解开扭曲电缆。
解缆系统有一个旋转编码器，借助偏航驱动总成的小齿轮与偏航轴承内齿的啮合传动来确定机舱旋转的度数，解缆系统还设有一个解缆开关进行极限保护。
3 偏航系统的组成偏航系统主要由偏航轴承、制动器支座、偏航刹车盘、偏航制动器、偏航驱动总成、接油盘、偏航编码器、解缆系统组成。
3.1 偏航轴承偏航轴承承载机组中主要部件的重量，并通过偏航驱动器与其内齿圈啮合传递推力到塔架，机舱旋转一定角度，使风轮精确迎对风向。
3.2 偏航驱动器每台风力发电机组共有4个偏航驱动总成，偏航驱动总成由驱动电机、偏航减速箱、偏航小齿轮组成。
偏航驱动总成在通过与偏航轴承内齿圈啮合带动整个机舱旋转时，要求起动平稳，转速均匀，无振动现象。
偏航驱动电机参数如下：类型：带制动器的三相电机，B5额定功率： 2.85KW电压： 380V频率： 50Hz额定转速： 1460rpm防护等级： IP54绝缘等级： ISO F制动器：失电弹簧制动，电磁松闸并带手动操作手柄式旋钮制动力矩： 46N.m偏航减速箱参数如下:额定功率： 2.85KW额定输入转速： 1460rpm额定扭矩： 19Nm名义传动比： 1113使用场合系数： 1.3使用场合系数（静强度）： 1.0接触强度安全系数：≥0.6接触强度安全系数（静强度）：≥1.0行星齿轮弯曲强度安全系数：≥1.0行星齿轮弯曲强度安全系数：≥1.0弯曲强度安全系数（静强度）：≥1.2所选轴承供应商：进口轴承使用寿命： 20年运行环境温度： -40℃～+40℃生存环境温度： -40℃～+50℃噪声（声功率级）：≤85dB（A）偏航小齿轮技术参数模数： 18齿数： 14压力角： 20°变位系数： +0.5表面粗糙度： Ra0.8齿面宽度： 130mm齿面硬度： 675HV齿轮精度： 8e26（DIN3963/DIN3967）齿形：鼓形齿偏航减速机的润滑润滑方式：浸油润滑＋油脂润滑齿轮润滑油： Shell Oamal HD320Mobil Mobilgear SHC XMP320Optigear Synthetic A320轴承润滑脂： 460#号锂基润滑脂3.3 偏航制动器每台风机配备12个偏航制动器，分为4组匀布于偏航刹车盘上。
风力发电机组偏航液压制动系统研究
河南科技Henan Science and Technology 电气与信息工程总第806期第12期2023年6月风力发电机组偏航液压制动系统研究雷超宋昭魏湛栩（明阳智慧能源集团股份公司，广东中山528400）摘要：【目的】研究蓄能器公称容积及预充压力、液压软管长度及通径、油液黏度等因素对风力发电机组偏航液压制动系统性能产生的影响。
【方法】以实际生产中使用的某型风力发电机组偏航液压制动系统为研究对象，在仿真软件中构建系统模型，采用控制变量法分别对单一影响因素进行仿真分析。
【结果】对比不同条件下偏航系统的卸压与建压响应时间及液压系统补压频率，得到不同变量对系统产生的影响。
【结论】研究结果为偏航液压制动系统的设计和选型提供参考。
关键词：风力发电机组；偏航；液压制动系统；仿真中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）12-0014-05 DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.12.003Research on Yaw Hydraulic Braking System of Wind TurbineLEI Chao SONG Zhao WEI Zhanxu(Ming Yang Smart Energy Group Limited,Zhongshan528400,China)Abstract:[Purposes]To study the influence of accumulator nominal volume,precharging pressure,hy⁃draulic hose length and diameter,oil viscosity and other factors on the performance of the yaw hydraulic brake system of wind turbine.[Methods]Taking the yaw hydraulic braking system of a certain type of wind turbine used in actual production as the research object,the system model is constructed in the simulation software,and the single influencing factor is simulated and analyzed by the control variable method.[Findings]The effects of different variables on the system were obtained by comparing the pres⁃sure relief and building response time of the yaw system and the pressure compensation frequency of the hydraulic system under different conditions.[Conclusions]The research results provide reference for the design and selection of yaw hydraulic braking system.Keywords:wind turbine;yaw;hydraulic braking system;simulation0引言风力发电机组是由多个元器件组成的，具有绿色环保、建设周期短、环境要求低、风资源储量丰富、利用率高［1］等优点，从而被大规模应用。