浅析风机偏航系统
风力发电机及偏航系统
风力发电机及偏航系统引言：风力发电是一种利用风能将其转化为电能的发电方式。
它是一种环保、可再生的能源，可以帮助减少对传统化石燃料的依赖，并减少排放。
风力发电机是风力发电的核心设备，而偏航系统是确保风力发电机能够高效运行的关键部件。
本文将从风力发电机的原理、构造和工作原理以及偏航系统的功能、原理和优化等方面进行阐述，以帮助读者更好地理解风力发电机及偏航系统的工作原理与应用。
一、风力发电机1.原理2.构造3.工作原理当风力吹过风力发电机的叶片时，叶片产生升力，并形成一个扭转力矩。
这个扭转力矩通过轴传递给发电机，进而带动发电机转子旋转。
转子内部的磁场与绕组相互作用，产生感应电动势，从而产生电能。
二、偏航系统1.功能偏航系统是风力发电机中的重要部分，其主要功能是使风力发电机始终面向风向，以利用风能的最大化。
偏航系统可以通过调整发电机的方向来适应风的变化，确保叶片始终相对于风的方向。
2.原理偏航系统通常由风向传感器、控制器和驱动器等组成。
风向传感器负责感知风的方向，控制器根据风向数据和预设参数进行判断和计算，驱动器则通过调整发电机的方向来控制风力发电机的偏航。
3.优化为了提高风力发电系统的效益，偏航系统的优化也尤为重要。
通过采用更先进的风向传感器、控制算法和驱动器技术，可以提高偏航系统的准确性和响应速度，进而提高风力发电机的发电效率。
结论：风力发电机及偏航系统是风力发电的重要组成部分，其工作原理和优化对风力发电系统的效益起到至关重要的作用。
理解和掌握风力发电机及偏航系统的原理和应用，对于推广和应用风力发电具有重要的指导意义。
随着技术的不断进步，风力发电的效率和可靠性将继续提升，为可持续发展和环境保护做出积极贡献。
2.5 偏航系统解析
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限位开关 大齿圈
接近开关
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风力发电机组的偏航系统
风力发电机组的偏航系统一般分为被动偏航 系统和主动偏航系统。 被动偏航系统：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。 主动偏航系统：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。
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尾舵对风
被动偏航系统---尾舵对风是最常用 的一种对风装置, 它广泛用于小、微 型风力机。
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偏航系统
功能：改变机舱朝向以实现对风、解缆保护
主要部件：
偏航大齿圈 侧面轴承
滑垫保持装置
滑动衬垫 偏航驱动装置
圆弹簧即调整螺栓
偏航计数器 风速风向仪
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偏航系统装配位置
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偏航系统结构
风轮安装在机舱前端，机舱安装在塔架上，机舱能以塔架轴线为轴转 动，使风轮面对来风。 塔架顶端的塔筒法兰上安装偏航轴承，偏航轴承的外圈固定在塔架顶 端，偏航轴承的内圈将用来安装机舱底盘。偏航轴承有很强的轴向承重能 力、能承受径向冲击力与倾覆力矩，在偏航轴承外圈的外围集成着偏航齿 轮。
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偏航系统
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偏航驱动装置
偏航电机及制动器、偏航小齿 轮箱、偏航小齿轮组成了偏航驱动 装置，他们、和主机架用螺栓件连 接在一起。 每个齿轮箱还有一个外置的透 明油位计，用于检查油位。 偏航电机内部含有温度传感器，控 制绕组温度在155℃之内。
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偏航系统工作过程
首先，假设现在是东南风，风电机组正常工作，机舱叶 轮处于迎风状态，即朝向东南方向，但是随着时间变化，风 向逐渐的变化为南风了，那么机组就不能在原来位置工作了 。 这时，由风速风向仪测得风向变化，并传给控制系统存 储下来，控制系统又来控制偏航驱动装置中的四台偏航电机 往风速变化的方向同步运转，偏航电机通过减速齿轮箱带动 小齿轮旋转。小齿轮是与大齿圈相啮合的，与偏航电机、偏 航齿轮箱统一称为偏航驱动装置，上图可以看出，偏航驱动 装置通过螺栓紧固在主机架上，而大齿圈通过88个螺栓紧固 在塔筒法兰上，不可旋转，那么只能是小齿轮围绕着大齿圈 旋转带动主机架旋转，直到机舱位置与风向仪测得的风向相 一致。 当然风向变化是一个连续的过程，并不一定瞬时从东南 风就变为南风了，而是一个逐渐变化的过程。
风力机偏航系统
限位开关
大齿圈
接近开关
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当然风向变化是一个连续的过程，并不一定瞬时从东南风就 变为南风了，而是一个逐渐变化的过程。
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机舱是可以顺时针旋转也可以逆时针旋转的，在偏航 过程中，机舱不能总是朝向一个方向旋转，因为机舱底 部大齿圈内部布置着多根电缆，机舱旋转电缆也就跟着 扭转，所以为了防止电缆扭转破坏特地控制机舱同一方 向旋转圈数不得超过650度（从0度开始，0度为安装风 电机组时确定的位置）。这种控制方法就是靠偏航接近 开关和限位开关来实现的，接近开关一左一右共两个， 负责记录机舱位置，当机舱达到＋650度或－650度时 发出信号，控制系统控制偏航电机反向旋转解缆。限位 开关是作为极限位置开关使用的，当机舱继续旋转达到 700度时，限位开关被触发而使得风电机组快速停机。
这时，由风速风向仪测得风向变化，并传给控制系统存储 下来，控制系统又来控制偏航驱动装置中的四台偏航电机往 风速变化的方向同步运转，偏航电机通过减速齿轮箱带动小 齿轮旋转。小齿轮是与大齿圈相啮合的，与偏航电机、偏航 齿轮箱统一称为偏航驱动装置，上图可以看出，偏航驱动装 置通过螺栓紧固在主机架上，而大齿圈通过88个螺栓紧固在 塔筒法兰上，不可旋转，那么只能是小齿轮围绕着大齿圈旋 转带动主机架旋转，直到机舱位置与风向仪测得的风向相一 致。
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尾舵对风
许多农用的多 叶风轮风力机也采 用尾舵对风，有些 尾舵是两叶张开的 样式，对风有较大 的阻力，以抗衡多 叶风轮的阻力，保 证稳定的对风。
4
尾舵对风
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侧风轮对风
侧风轮对风结构在机舱后部两侧有两个侧风轮（舵轮），两个侧风轮一 般在同一个转轴上，转轴水平并与风力机风轮主轴垂直。在风力机准确对风 时两侧风轮面与风向平行，侧风轮不会旋转；当风力机未对风时侧风轮与风 有夹角就会旋转，并通过齿轮、蜗杆蜗轮推动机舱转动直至风力机风轮对风 后停止。
风电偏航系统
答案中已经提及了，风速大于4米/秒，才有发电的价值
风力名称相当于开阔平坦地面10米高处风速浪高陆上物理征象
等级米/秒公里/时海里/时（米）
0 静风0－0.2 <1 <1 －静，烟直上
1 软风0.3－1.5 1－5 1－3 0.1 烟能表示风向
2 轻风1.6－3.
3 6－11 4－6 0.2 树叶有微响
3 微风3.4－5.
4 12－19 7－10 0.6 树叶与微枝摇动不息
4 和风5.5－7.9 20－28 11－16 1.0 灰尘和碎纸扬起，小树枝摇动
5 清劲风8.0－10.7 29－38 17－21 2.0 小树枝摇动，水面有小波浪
6 强风10.8－13.8 39－49 22－2
7 3.0 大树枝摇动，电线呼呼有声
7 疾风13.9－17.1 50－61 28－33 4.0 全树摇动，逆风步行感到困难
8 大风17.2－20.7 62－74 34－40 5.5 树枝折断，逆风行进阻力甚大
9 烈风20.8－24.4 75－88 41－47 7.0 发生轻微的建筑破坏
10 狂风24.5－28.4 89－102 48－55 9 89－102 48－55 9.0有些树木拔起，建筑物破坏较重
11 暴风28.5－32.6 103－117 56－63 11.5 极少遇到，伴随着广泛的破坏
12 飓风32.7 118 64 14.0。
风机偏航系统介绍
机械式
传统式
共振式
偏航系统常见故障
一、齿圈齿面磨损的原因： 1、齿轮的长期啮合运转；2、相互啮合的齿轮齿侧间隙
中渗入杂质；3、润滑油或润滑脂严重缺失使齿轮副处于干 摩擦状态。 二、液压管路渗漏的原因：
1、管路接头松动或损坏；2、密封件损坏。 三、偏航压力不稳的原因：
1、液压管路出现渗漏；2、液压系统的保压蓄能装置出 现故障；3、液压系统元器件损坏。 四、异常噪音的原因：
偏航驱 动电机
侧面轴承
偏航驱动 减速器
偏航 滑板
偏航轴承
偏航轴承的形式可以分为外齿和内齿形式，外齿又分为 带轴承和不带轴承的。
外齿不带轴承齿圈
偏航计数器 偏航轴承
接近开关
主机架
偏航大齿圈
侧面轴承
划垫保持装置 锁紧螺母
调整螺栓
径向滑板
滑盘
顶部圆盘
导向板
弹簧垫 调节螺栓
偏航爪室
滑板
润滑管
滑板由 PETP塑料制成
外齿带轴承齿圈
偏航内齿圈
偏航计数器
❖ 任务：
▪ 第一，在机舱偏航超出 限制时，检测到被触发 的硬件开关。
▪ 第二，发出一个信号来 测量机舱的精确位置。 这个信号是在旋转编码 器内可选的编码器来发 出的。
在偏航系统的偏航动作失效后，电缆的扭绞达到 威胁机组安全运行的程度而触发该装置，使机组进行 紧急停机。
1、润滑油或润滑脂严重缺失；2、偏航阻尼力矩过大； 3、齿轮副齿轮损坏；4、偏航驱动装置中油位过低。
五、偏航定位不准确的原因：
1、风向标信号不准确；2、偏航系统的阻尼力矩过大或 过小；3、偏航制动力矩达不到机组的设计值；4、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。
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一、引言随着可再生能源的快速发展，风力发电成为了新兴的清洁能源选择之一、风力发电机组的偏航系统是其核心组成部分之一，它能够使风力发电机组在不同风向下旋转，实现最大风能有效利用。
本文将详细介绍风力发电机组偏航系统的原理、构成和工作过程。
二、原理1.风向感知：通过风速传感器和风向传感器，实时感知风的强度和方向。
2.控制系统：根据风向传感器的反馈信息，计算出偏航控制参数，并传递给执行机构。
3.执行机构：根据控制系统的指令，调整风轮的朝向，使其与风向保持一致。
三、构成1.传感器：风力发电机组偏航系统中的传感器主要包括风速传感器和风向传感器。
风速传感器用于感知风的强度，而风向传感器则用于感知风的方向。
2.控制系统：控制系统是风力发电机组偏航系统的核心部分，主要包括控制算法和控制器。
控制算法根据风向传感器的反馈信息计算出偏航控制参数，而控制器则将这些参数传递给执行机构。
3.执行机构：执行机构负责调整风力发电机组的朝向，使其与风向保持一致。
常见的执行机构包括偏航控制器、偏航电机等。
四、工作过程1.感知风向：风力发电机组偏航系统通过风向传感器感知风的方向。
2.计算控制参数：根据风向传感器的反馈信息，控制算法计算出偏航控制参数。
3.传递控制参数：控制器将计算得到的偏航控制参数传递给执行机构。
4.调整朝向：执行机构根据控制参数的指令，调整风力发电机组的朝向，使其与风向保持一致。
5.持续监测：风力发电机组偏航系统持续监测风的方向，根据实时的风向信息进行调整，实现持续稳定的发电。
五、总结风力发电机组偏航系统是风力发电的关键技术之一，它能够在不同风向下实现最大风能有效利用。
本文详细介绍了风力发电机组偏航系统的原理、构成和工作过程。
通过合理的感知、计算和调整机制，风力发电机组能够始终面向风向，实现高效稳定的发电效果。
随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组偏航系统也将不断完善，为可再生能源的发展做出更大的贡献。
对风机偏航系统的理解
对风机偏航系统的理解作者：国电联合动力技术（连云港）有限公司技术部张超产偏航系统的作用偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统。
它主要有两个功能：一是使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，自动解缆。
偏航控制系统偏航系统是一个随动系统，风向仪将采集的信号传送给机舱柜的PLC的I/O板，计算10分钟平均风向，与偏航角度绝对值编码器比较，输出指令驱动四台偏航电机（带失电制动），将机头朝正对风的方向调整，并记录当前调整的角度，调整完毕电机停转并启动偏航制动。
偏航控制系统框图如下图所示：下文将对偏航控制系统的各机构进行分析：1、风速仪风力发电机组应有两个可加热式风速计。
在正常运行或风速大于最小极限风速时，风速计程序连续检查和监视所有风速计的同步运行。
计算机每秒采集一次来自于风速仪的风速数据；每10min计算一次平均值，用于判别起动风速和停机风速。
测量数据的差值应在差值极限1.5m/s以内。
如果所有风速计发送的都是合理信号，控制系统将取一个平均值。
2、风向标风向标安装在机舱顶部两侧，主要测量风向与机舱中心线的偏差角。
一般采用两个风向标，以便互相校验，排除可能产生的误信号。
控制器根据风向信号，起动偏航系统。
当两个风向标不一致时，偏航会自动中断。
当风速低于3m/s时，偏航系统不会起动。
3、扭揽开关扭缆开关是通过齿轮咬合机械装置将信号传递PLC进行处理和发出指令进行工作的。
除了在控制软件上编入调向记数程序外，一般在电缆处安装行程开关，当其触点与电缆束连接，当电缆束随机舱转动到一定程度即启动开关。
以国内某知名公司生产的1.5MW风机为例，当机身在同一方向己旋转2转(720度)，且风力机不处在工作区域(即10分钟平均风速低于切入风速) 系统进入解缆程序。
解缆过程中，当风力机回到工作区域(即10分钟平均风速高于切入风速)，系统停止解缆程序，进入发电程序，但当机身在同一方向己旋转2.5转(900度)偏航限位动作扭缆保护，系统强行进入解缆程序，此时系统停止全部工作，直至解缆完成。
偏航系统浅谈
偏航系统浅谈摘要风作为自然的产物，风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点。
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的重要组成部分。
本文简述了风机偏航系统，其中包括偏航系统的功能、组成及工作原理等。
其次还介绍了偏航系统常见故障点的分析。
关键词：偏航系统组成工作原理常见故障点目录一、引言 (4)二、偏航系统的功能 (5)三、偏航系统的组成 (6)四、偏航系统工作原理 (7)（一) 测量 (7)（二）偏航识别 (8)（三）偏航执行过程 (8)五、偏航系统的维护 (8)（一）偏航减速器的运行检查： (8)（二）润滑油加注: (9)（三) 偏航小齿轮与外齿圈的啮合间隙 (9)1．偏航轴承： (9)2．偏航刹车： (10)3．紧固螺栓: (10)六、偏航系统常见故障点分析 (10)(一) 机械方面原因： (10)1．检查偏航电机 (10)2．检查偏航齿轮箱 (10)3．检查偏航驱动小齿轮 (10)4．检查偏航轴承 (10)5．检查刹车器安装对中性 (11)(二）电控方面原因： (12)（三）液压方面原因： (12)七、结束语 (13)参考文献 (14)偏航系统浅谈一、引言随着不可再生资源的消耗,可再生利用的新能源在全球得到广泛关注。
风能以其巨大的储量、广泛的分布、便捷地采集得到发达国家和部分发展中国家的青睐。
偏航系统在作为风电控制系统的重要组成部分,主要应用于水平轴的风力发电机组。
其作用在于当风向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便获得最大的风能。
二、偏航系统的功能风力发电机组的偏航系统也可以成为对风系统，由于风向经常改变，如果叶轮扫风面和风向不垂直，不但功率输出减少，而且载荷情况也更加恶劣.偏航系统的功能就是跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，使风轮扫风掠面与风向保持垂直。
偏航系统的功能就是跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，使风轮扫风掠面与风向保持垂直。
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浅析风机偏航系统
newmaker
随着风能公司不断的向前发展，达坂城风电场的扩建也进行到了第三期。
其中包括BOUNS150KW、TACKE600KW、AN BONUS450KW、JACOBS500KW、国产化600KW等五种不同型号的风机。
各类风机的偏航系统也都有一些不同地方和特点，现就对偏航系统作些探讨。
一．偏航的构成及原理：
偏航系统主要由偏航测量及偏航驱动部分，机械传动部分，扭缆保护装置三大部分组成，其各部分组成及工作原理如下：
（一）、偏航测量及偏航驱动部分：
偏航测量及偏航驱动主要由风向标、偏航识别和偏航执行机构组成。
1．测量：
风机对风的测量主要是由风向标来完成。
随着数字电路的发展，风向标的种类也有许多。
风向标是一种光电感应传感器。
有一种内部带有一个8位的格雷码盘，当风向标随风转动时，同时也带动格雷码盘转动，由此得到不同的格雷码盘，通过光电感应元件，变成一组8位数字信号传入单板机。
格雷码盘将360°分成256个区，每个区为1.41°，固其测量精度为1.41°.另一种风向标在转动时，将同时带动两个传感器一起转动，风向标正向是一号传感器，为0°轴，二号传感器同一号传感器成90°夹角，为90°轴，这样就将形成一个虚拟的坐标，坐标里有4个象限，当风向标转动后，就会同风机现在的方向形成夹角，而风机现在的方向必定会落在风向标所带的坐标象限内，这样一来就会使风机偏航，偏航动作见表
2.偏航识别和执行机构
当风向标的信号被采集后，通过数据传输到工业单板机.工业单板机通过程序计算后进行判断，是否应偏航?当确定须偏航后，计算机发出偏航动作信号.信号经放大后先驱动顺偏或逆偏继电器，再由继电器驱动接触器吸合，使偏航电机带电运行来完成顺时针或逆时针转动对风.偏航正、反向驱动电路是互为闭锁回路。
（二）机械传动部分
传动部分主要由偏航电机、偏航减速机构、偏航小齿轮、偏航齿圈、偏航刹车组成。
1．偏航电机
各类风机都采胩三相异步电动机，额定功率BONUS150KW风机为0.55KW，TACKE 600KW 风机为2.2KW，AN BONUS450KW风机为0.55KW(双电机)，JACOBS500KW风机为0.55KW(双电机)，国产化600KW风机为0.55KW(双电机)，都带有电磁闸.双电机可增加齿面的接触面积，增大啮合强度，转动更平稳.
2.偏航减速机构
减速器一般都由二通讯组成.第一级都是螺旋齿轮减速器，第二级为行里齿轮减速器.TACKE 风机为使偏航转动平稳，还单独安装了一个减速器.
3.偏航小齿轮和偏航齿盘
小齿轮由偏航电机经减速器减速后驱动，带动机舱在偏航齿盘上转动，偏航齿盘固定在塔架上是不动的，这样就可使机舱能正确对风叶轮能转动对风.
4.偏航刹车及减振
除了150KW风机只有电磁闸以外，其它的风机还都带有液压刹车.在液压刹车里，
TACKE600KW、JACOBS500KW及国产化600KW风机采用盘式刹车，AN BONUS450KW风机采用撑杆式刹车。
并且JACBOS500KW和国产化600KW风机在偏航时，液压刹车不带有一定的余压，使转动平稳，减小叶轮因偏航引起的振动，保护偏航轴承，150KW风机还装有五个滑爪，滑爪由上滑靴构成，上滑靴为一个尼龙块，下滑靴中有一长方形的槽，槽内有二组碟簧上放一个长方形的铜块，偏航齿盘夹在上、下滑靴之间，通过螺栓可以调节偏航盘与滑靴之间的间隙，依靠滑块与偏航盘之间的磨擦力减小由偏航引起的振动。
（三）扭缆保护装置
扭缆保护一般由凸轮控制器（或偏航位置传感器）和扭缆开关组成
凸轮控制器由小齿轮与偏航盘相啮合，在偏航动作的同时也会带动凸轮控制器内部的齿轮转动，当转动一定圈后会触动机械开关动作。
计算机接收到后就进行判断，是否需要解缆。
一般凸轮控制器有三个开关顺偏位置开关、中间位置开关、逆偏位置开关。
TACKE600KW风机是靠偏航位置传感器来进行扭缆测量的。
这个装置由两个距半个齿间隔的记数传感器组成，当偏航动作后，由这两个记数据传感器记录偏航齿圈上的齿数，由计算机进行数据运算来识别偏航的圈数，转过3圈后，进行无条件解缆。
电缆转动将金属线在电缆上，当金属线都绕在电缆上后会拉动此开关，使风机立即停止偏航，这是最后一道保护，只有在计算机控制失放后动作。
其绕在电缆上的金属线的长度一般设为4倍的电缆线周长。
二．偏航系统的技术特点
1．偏航系统都能对风向变化进行自动识别，并进行自动对风。
2．偏航系统的电机都有采用软起动方式，减少了起动电流对电机的冲击，并使起动平稳，延长电机寿命。
3．偏航系统都安装有减速器，使转起动平稳，减小撞击。
4．风机偏航系统都有扭缆保护装置，使其自动运行更安全可靠。
5．偏航系统都有可靠的执行电路来进行工作。
6．偏航系统都具有锁定状装置，以提高风机的可靠性。
(end)。