风电偏航变桨知识介绍
主轴 偏航 变桨简单介绍
１、主轴轴承由于主轴轴承所承受的负荷非常大,而且轴较长,容易变形,因此要求轴承必须拥有良好的调心性能。
主轴轴承为调心滚子轴承结构采用轴承钢材料制造能够低速恒定运转。
同时优化的轴承内部结构参数设计和保持架的结构形式．使轴承具有良好的机械性能和极高的可靠性。
２、偏航轴承偏航轴承是风机追踪风向，调整迎风面的保证，转动范围360°．在90°范围上转动频率最高偏航轴承采用四点接触球轴承结构．滚道表面淬火方式确保轴承具有稳定的硬度和淬硬层,合理的齿面模数形状和硬度使轴承在工作中具有良好的耐磨性抗冲击性及较高的适用寿命。
轴承表面进行热喷涂防腐处理，具有良好的表面防腐蚀性能。
３、变桨轴承变桨轴承采用双排四点接触球轴承结构分为带内齿和无齿两种转动范围0-90°正常范围为0-25°。
具有高可靠性和较高的使用寿命。
绿色清洁的能源需要先进的产品支持，Legend致力于风力发电轴承的研发与制造，目前Legend可以根据客户需求，研发制造600KW---1.5MW机组使用的偏航轴承、叶片轴承、主轴轴承、变速箱轴承和风力发电机组用系列轴承.风电转盘轴承风力发电机组用轴承包括：偏航轴承、叶片（变桨）轴承、主轴轴承、变速箱（增速箱）轴承、发电机轴承及其它轴承。
每台风机上安装一套偏航轴承，三套变桨轴承。
一台风机上使用的轴承大约有20多套。
其中偏航轴承和变桨轴承采用的是转盘轴承（回转支承）。
偏航轴承和变桨轴承的使用工况、主要结构、主要技术特点：一、偏航轴承、变桨轴承使用工况偏航轴承位于风机的机舱底部，承载着风机主传动系统的全部重量，用于准确适时地调整风机的迎风角度。
变桨轴承位于叶片的变桨系统总成，用于调整叶片的迎风方向，主要承受径向负荷、轴向负荷和倾覆力矩。
偏航，变桨轴承常年在风沙、雨水、盐雾、潮湿的高空环境中工作，安装、润滑及维修很不方便，因此不仅要求偏航，变桨轴承具有足够的强度和承载能力，还要求其运行平稳、安全可靠、寿命长（一般要求20年），润滑、防腐及密封性能好。
1.5MW风电机组变桨系统(SSB) PPT
六、常见故障分析处理
故障现象
原因解释
解决办法
（pitch angle diff) 变桨角度 有差异
(Blade angle discrepan) 叶片角度不符合要求
主控界面检查A 、B 编码器是否同步 ，B编码器固定螺丝松 动，A编码器连轴器螺丝松动。
（pitch endstop switch)变桨限 位开关故障
（pitch 3 current err ) 1#变桨电机无电流测 量
S16 电机无电流测量，电流互感 器坏、L插头问题、EL3112模块 损坏
Slipring 11 是主控系统与变桨系统+24VDC信号传输的零位参考点。
Slipring 13 是主控系统提供给变桨系统的旁路顺桨命令。
Slipring 14，15 由主控系统通过Slipring 14提供给变桨系统+24VDC信号，当变桨系统内部各电控柜之间相关重 载插头连接好后，+24VDC信号才通过Slipring 15传送给主控系统。这就是安全链回路。
230VAC Control voltage、UPS，供电
400V
230V Control voltage
24V
当环境温度低于5度C 时，加热器加热，2K1 不动作。当加热器达 到5度C时，延时继电 器开始计时一小时， 计时完成后2K1动作。 230VAC 控制电压、 UPS电源送入
9
轴柜8K2
温度到达启动要求
充电指示灯
sensor ok—电池箱温度传感器连接正常，
如果没有传感器信号，充电器假定温度
为20度
UV/OV ok—电池电压正常，灯灭时表示
电池欠压（156-166V）或过压（255-
风力发电与偏航变桨介绍
风力发电与偏航变桨介绍摘要：本文主要介绍了风力发电机及其偏航变桨系统的结构和工作原理。
偏航系统驱动风机对准风向，变桨系统调整桨距角适应相对风速，在保护风机的同时，提高风能利用率。
关键词：风力发电机；风机；偏航系统；变桨系统风力发电机——顾名思义，就是用风力发电的设备。
它首先将风能转化成机械能，再进一步将机械能转化成电能。
风机的种类有许多，市场上常见的还是横轴，上风向，升力型，三叶片风力发电机。
风的功率如下公式所示。
其中：为空气密度，A为垂直于风向的投影面积，V为风速，d为叶轮直径。
当风吹过风机后，叶轮前后的风速会明显下降，这是因为其中一部分动能被风机吸收了。
因为叶轮后的风速不可能降为0，所以风力发电机并不能吸收风的全部功率。
根据Betz定律，风机理论上能提取的最大功率是风功率的59.3%。
风机的功率曲线（如图1所示）反应了风力发电机组的功率特性，是衡量风机风能转化能力的重要指标之一。
它取决于叶片的气动性能和机组的控制策略。
风力发电机的额定功率是由风机和风况共同决定的。
相同型号的风机，在不同的风频分布地带，可能会有完全不同的额定功率，并配置不同功率的发电机。
图1 风机的功率曲线风力发电机的主要工作原理：风况在适用范围内——偏航系统驱动风机对准风向——变桨系统驱动叶片适应相对风速——风”吹动”片旋转——叶片带动主轴旋转——主轴转速经过主齿轮箱增速（其中，直驱技术不需要主齿轮箱）——带动发电机旋转发电——电力通过电缆输送到基站。
目前风力发电机呈现了4个发展方向：大型化，智能化，模块化和多元化。
技术发展的趋势，无非是从减少资金投入，提高风能利用率，提高产品可靠性3个方面降低风电的平准化度电成本，提高竞争力。
下面主要就风机的6个主要组件来简单分析一下风机硬件的多元化技术路线。
●塔架——基本上都为钢管结构，极少数采用混泥土结构。
●叶片——技术分支也主要体现在材料上：玻璃纤维为主，碳纤维为辅。
●发电机——有多个技术路线，总体来看还是以双馈电机和永磁电机为主。
变桨工作原理
变桨工作原理标题：变桨工作原理引言概述：变桨是现代风力发电机组中重要的组成部分，它通过调整叶片的角度来适应不同的风速和风向，从而优化发电效率。
本文将详细介绍变桨的工作原理，包括传动系统、控制系统、叶片角度调整原理、风速和风向检测以及变桨的效益。
一、传动系统1.1 齿轮箱：变桨系统中的齿轮箱负责将风力转换为机械能，并传递给叶片。
齿轮箱通常由多级齿轮组成，通过传动比例来适应不同的风速。
1.2 转子轴：转子轴是连接齿轮箱和叶片的重要部分，它承受着旋转力和扭矩。
转子轴通常采用高强度合金钢材料制造，以确保其耐用性和可靠性。
1.3 联轴器：联轴器连接转子轴和叶片轴，它能够传递转矩并允许叶片在变桨过程中调整角度。
联轴器的设计要考虑到叶片的旋转速度和扭矩传递的平稳性。
二、控制系统2.1 主控制器：主控制器是变桨系统的核心，它负责监测风速、风向和发电机组的运行状态，并根据预设的参数来调整叶片的角度。
主控制器采用先进的算法和传感器技术，以实现高效的风能利用。
2.2 电动机：电动机是控制叶片角度调整的执行器，主控制器通过电动机来实现叶片的旋转。
电动机的选择要考虑到扭矩输出和响应速度，以确保叶片能够及时调整角度。
2.3 传感器：传感器用于监测风速和风向，以提供准确的数据给主控制器。
常用的传感器包括风速传感器和风向传感器，它们能够实时检测风的变化，以便及时调整叶片的角度。
三、叶片角度调整原理3.1 风速检测：主控制器通过风速传感器获取当前的风速数据。
根据风速的大小，主控制器可以判断是否需要调整叶片的角度。
3.2 风向检测：风向传感器用于检测风的方向，主控制器可以根据风向的变化来调整叶片的角度，使其始终面向风的方向。
3.3 叶片角度调整：主控制器根据风速和风向的数据，通过控制电动机来调整叶片的角度。
当风速增大时，叶片的角度会增加，以提供更大的扭矩；当风速减小时，叶片的角度会减小，以避免过载。
四、风速和风向检测4.1 风速传感器：风速传感器通常采用超声波或热线等技术来测量风速。
风电机组变桨系统介绍
• 变桨距伺服控制控制算法
位置反馈 速度给定
速度反馈 电流 反馈
M
PLC执行位置 环控制，驱动 器实现电流环 和速度环控制
PLC
AC输入
电机驱动器
串励直 编码器 流电机
电机伺服驱动系统结构图
• 变桨距系统电气原理
主控箱
3*400V+N+PE
滑 防 雷 及
控制信号 配 电
环
通信
充电 机
PLC
电源 24V
• 变桨系统的作用
变桨系 统功能
变桨距系统的失 效可导致机组飞
车灾难
调节功率 在较高风速时调 节桨距角，使发 电机输出功率维 持在额定功率附
近。
气动刹车 在机组或电网故 障情况执行顺桨 动作，使机组迅
速停下来。
• 变桨系统分类
变桨系 统分类
电动变桨距系统 电动机作为执行 机构。
液压变桨系统 采用液压系统作 为执行机构。不 需要配备后备电 源；存在漏油问
2、编码器故障
• 现象： 编码器跳变，或者编码器通讯不正常
• 原因： 1）编码器受到强电磁干扰引起跳变，尤其是磁感应式编码器；
2）机械振动或者受力过大导致损坏；3）编码器电源没电（对于 电子式绝对值编码器而言）。 解决方案：更换编码器，如果是强电磁干扰引起的跳变解决干扰 源问题，也可以更换光电式编码器。
题。
• 变桨系统分类
变桨电 机类型
直流变桨系统
优点：故障情况可 直接通过后备电源 供电顺桨，可靠性 高
缺点：电机成本高 ，碳刷需要维护； 体积较大，维护不 方便。
交流变桨系统 优点：电机体积小 ，维护量小；电机 成本低； 缺点：故障情况时 必须通过伺服驱动 器驱动电机顺桨， 不能通过后备电源
风电偏航变桨介绍
2017年8月25日
Page 1
偏航变桨简介
Page 2
变桨机构的功能作用
变桨机构是通过改变安装在轮毂上的 叶片桨距角的大小,使叶片剖面的攻角 发生变化来迎合风速变化,从而改变叶 片气动特性,使桨叶和整机的受力状况 大为改善。
1、风力发电机起动时,可以通过改 变桨距角来获得足够的起动转矩;
解决措施： 定期按要求维护，在输出齿轮与轴承齿圈之间添加润滑脂，杜绝齿轮啮合时干摩擦。
Page 12
常见故障及排除方法
故障现象 油封漏油
原因分析 油封损坏 润滑油加得过多
透气帽漏油
润滑油加得过多
排除方法 更换油封 放出多余的润滑油（至油标中线位置）
放出多余的润滑油（至油标中线位置）
齿轮箱振动过大、异响
电机通电后卡死
内部故障 电机安装错误 制动器处于抱紧状态
内部故障 电机电源线接错 电机内部相序错误
内部故障
Page 13
拆箱检查，更换损坏的零部件
检查电机安装 调整制动器手柄
更换新的电机 对电机重新弄接线 与电机厂家联系
拆箱检查，更换损坏的零部件
Page 14
三级行星部装，四级中心轮。 检查损坏部件，底座内是否有大量铁屑，更换齿轮箱整机或损坏部件。
原因分析3： 偏航或变桨输出齿轮与轴承齿圈卡死
解决措施： 现场检查卡死原因，确定是否有零部件损坏，并更换损坏的零部件。
Page 11
原因分析4： 偏航或变桨齿轮箱中的润滑油漏到电机中，使电机温度升高报警。
解决措施： 将偏航或变桨电机拆下，检查是否有润滑油进入。 偏航：放油到圆形油标中线位置，更换O型圈并打平面密封胶，安装处理后的电机； 变桨：取出输入端油封，检查输入轴是否有损伤，如无损伤，更换新的油封；
风电偏航变桨介绍
根据电网需求和系统运行状态，调整叶片角度， 实现对发电量的稳定控制，确保电网的安全与稳 定。
最大风能捕获
根据风向和风速的变化，自动调节叶片角度，使 风机始终处于最佳的迎风状态，最大化捕获风能 。
载荷控制
通过调节叶片角度，减轻风机在强风、暴风等极 端天气下的载荷，保护风机设备不受损坏。
工作原理
负责接收传感器数据、计算最 佳叶片角度，并驱动执行机构 。
执行机构
包括变桨电机、齿轮箱等，根 据控制系统指令调节叶片角度 。
通讯系统
用于控制系统与上位机或其他 相关设备之间的数据传输和指
令交互。
02 偏航系统介绍
偏航系统的功能
控制风轮偏转
偏航系统的主要功能是控制风轮的偏转，使其能够跟随风向变化， 保持最佳的迎风角度，从而提高风能利用率。
预防性ห้องสมุดไป่ตู้护的重要性
预防潜在故障
预防性维护能够及时发现和解决潜在的故障和问题，避免设备在运 行过程中出现故障，从而提高风电偏航变桨系统的可靠性和稳定性。
延长设备寿命
通过定期的维护和检查，可以延长风电偏航变桨系统的使用寿命， 降低更换和维护成本。
提高发电效率
风电偏航变桨系统的正常运行是提高发电效率的关键。通过预防性维 护，可以确保系统始终处于最佳状态，从而提高发电效率。
感谢您的观看
THANKS
作。
润滑保养
对变桨系统的轴承、齿轮等运动 部件进行润滑保养，以减少磨损
和摩擦，延长设备使用寿命。
预防性维护
根据设备运行情况和厂家推荐的 维护周期，进行预防性的维护和 保养，如更换磨损件、清洁和校 准等，以确保变桨系统的可靠性
和性能。
04 风电偏航变桨系统的应用
变桨工作原理
变桨工作原理标题：变桨工作原理引言概述：变桨技术是风力发电机组中的一个重要组成部分，其工作原理直接影响着风力发电机组的发电效率和稳定性。
本文将详细介绍变桨工作原理的相关内容，以帮助读者更好地理解风力发电技术。
一、变桨的基本原理1.1 变桨的作用变桨是风力发电机组中用来调节叶片角度的装置，通过调整叶片角度来控制叶片的承受风力大小，从而实现风力发电机组的转速控制。
1.2 变桨的结构变桨通常由电机、传动系统和叶片角度传感器等部件组成，电机通过传动系统控制叶片的角度，叶片角度传感器用于监测叶片的角度变化。
1.3 变桨的工作原理当风力发电机组受到风力作用时，叶片会受到风力的推动而旋转，变桨系统通过传感器感知叶片的角度并根据风速和转速的变化来调整叶片的角度，以使风力发电机组始终处于最佳工作状态。
二、变桨的控制策略2.1 常规控制策略常规的变桨控制策略包括固定角度控制、比例积分微分（PID）控制和最大功率跟踪控制等，这些控制策略可以根据风速和转速的变化来调整叶片的角度，以实现最佳的发电效率。
2.2 高级控制策略高级的变桨控制策略包括模糊逻辑控制、神经网络控制和模型预测控制等，这些控制策略可以更精确地调节叶片的角度，以适应复杂的风场环境和实现更高的发电效率。
2.3 多变桨协同控制多变桨协同控制是一种新型的控制策略，通过协调多个变桨系统的工作，实现更高效的发电效率和更稳定的运行状态，是未来风力发电技术的发展方向之一。
三、变桨的安全保护3.1 风速限制保护风力发电机组在遇到极端风速时需要启动风速限制保护，通过调整叶片的角度来减小叶片受风力的作用，以保护风力发电机组的安全运行。
3.2 过载保护风力发电机组在运行过程中可能会遇到过载情况，变桨系统需要及时调整叶片的角度来减小叶片受力，以避免发电机组的损坏。
3.3 系统故障保护变桨系统需要具备系统故障保护功能，一旦发现系统故障需要及时停机维修，以保证风力发电机组的安全运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
原因分析2： 齿轮箱出现故障，内部卡死，导致电机过电流 解决措施： 依次拆下偏航电机，输入法兰，取出一级、二级行星部装，拆下一二级内齿圈，取出三 级行星部装，四级中心轮。 检查损坏部件，底座内是否有大量铁屑，更换齿轮箱整机或损坏部件。
原因分析3： 偏航或变桨输出齿轮与轴承齿圈卡死 解决措施： 现场检查卡死原因，确定是否有零部件损坏，并更换损坏的零部件。
Page
12
Page
13
厂家标识
产品型号 代码 (code)
产品型号 描述(type)
产品系列号 (s /n)
减速比
出厂日期 (月/年)
Page
6
偏航变桨驱动器的安装说明
偏心安装法兰
如需调节齿侧隙（
），请转动偏心安装法兰来调节。
Page 7
加油
拧开1加油到油位2，可通过透明观察镜检查。 拧紧1然后运行数分钟并察看油位变化，如有必要，请补油。
为了同一理想 我们一起努力
南京安维士传动技术股份有限公司
——您可以信赖的齿轮箱运维服务商
Page
1
风电产品简介
- 偏航变桨产品简介
Page
2
变桨机构的功能作用
变桨机构是通过改变安装在轮毂上的 叶片桨距角的大小,使叶片剖面的攻角 发生变化来迎合风速变化,从而改变叶 片气动特性,使桨叶和整机的受力状况 大为改善。 1、风力发电机起动时,可以通过改 变桨距角来获得足够的起动转矩;
Page
10
原因分析4： 偏航或变桨齿轮箱中的润滑油漏到电机中，使电机温度升高报警。 解决措施： 将偏航或变桨电机拆下，检查是否有润滑油进入。 偏航：放油到圆形油标中线位置，更换O型圈并打平面密封胶，安装处理后的电机； 变桨：取出输入端油封，检查输入轴是否有损伤，如无损伤，更换新的油封； 如输入轴有损伤，更换输入部装。 问题2：偏航或变桨过程中有异响，可能是哪些原因导致？ 原因分析1： 偏航或变桨齿轮箱内部故障。 解决措施： 依次拆下偏航电机，输入法兰，取出一级、二级行星部装，拆下一二级内齿圈，取出三级 行星部装，四级中心轮。 检查损坏部件，底座内是否有大量铁屑，更换齿轮箱整机或损坏部件。
Page
4
变桨和偏航驱动器的结构及工作原理
偏航或变桨电机
输入端
四级行星驱动
第1级行星级 第2级行星级 第3级行星级
第4级行星级
输出端，齿轮 轴驱动或花键 轴驱动
Page 5
偏航变桨产品铭牌
该铭牌相当于产品身份证，所以非常重要！！请注意不要丢失或 损坏。 如需获得产品信息，备品备件，技术支持和售后服务，必 须提供产品铭牌内容！
润滑油加得过多
放出多余的润滑油（至油标中线位置）
齿轮箱振动过大、异响
内部故障 电机安装错误
拆箱检查，更换损坏的零部件 检查电机安装 调整制动器手柄 更换新的电机 对电机重新弄接线 与电机厂家联系 拆箱检查，更换损坏的零部件
电机通电后齿轮箱不转
制动器处于抱紧状态 内部故障 电机电源线接错
齿轮箱反转 电机内部相序错误 齿轮箱转到一定角度时 卡死 内部故障
原因分析2： 偏航或变桨齿轮箱输出齿轮与轴承齿圈润滑不够导致干摩擦。 解决措施： 定期按要求维护，在输出齿轮与轴承齿圈之间添加润滑脂，杜绝齿轮啮合时干摩擦。
Page
11
常见故障及排除方法
故障现象 油封漏油 润滑油加得过多 放出多余的润滑油（至油标中线位置） 原因分析 油封损坏 排除方法 更换油封
透气帽漏油
Page
8
放油换油
拧开放油塞，在油冷却前趁热放油，请用油盆盛剩油！
如放油位置在减速器安装到位后不便操作，在放油塞处接放油软管放油。 等油放光了，拧紧放油塞。按加油方法加油。 注意合成油跟矿物油不能混用！！废油不得随意乱倒影响环境！
Page 9
主要故障及排除方法
问题一：偏航或变桨电机报故障停机，可能是哪些原因导致？ 原因分析1： 偏航或变桨电机故障。 解决措施： 1、用万用表测电机的阻值等参数是否合理； 2、将电机从齿轮箱上拆下，对电机单独通电，观察是否能正常运行； 如确是电机故障，更换新的电机或将电机修好之后复装至齿轮箱上。
2、风速过高时,叶片可以沿纵轴方向旋转,改变气流 对叶片的攻角(桨距角),从而改变获得的空气动力转 矩,控制吸收的风能,以保持一定的输出功率(额定功 率),同时减少风力对整个机组的冲击。
Байду номын сангаас
Page
3
偏航机构的功能作用
1、偏航机构与机组控制系统配合，转 动机舱使风轮扫掠面与风向保持垂直, 使风轮始终处于迎风状态,以保证风力 发电机具有最大的发电能力; 2、当机舱处于正确位置时,在风向不变 的情况下,提供必要的锁紧力矩,使机舱 定位,以保证风力发电机组的安全运行。