浅谈风电机组偏航制动器故障原因及案例分析
风电机组偏航液压制动器开裂的直接原因及解决方案
风电机组偏航液压制动器开裂的直接原因及解决方案作者：王诚辉杨荣举来源：《风能》2015年第07期由于液压系统操作控制方便，液压元件可根据需要方便灵活布置，故在风电机组偏航系统中采用了液压制动。
随着机组运行时间的延长，偏航系统中的液压制动器批量出现液压缸开裂渗油，不仅提高了维护成本、影响机组的清洁美观，而且减小了机组的发电量，甚至影响机组的安全运行。
基于对大量试验结果的分析，本文提出了制动器开裂的原因，然后从理论上验证了提出的开裂原因的正确性，并提出了一种改进结构的制动器的方法。
偏航制动器的结构及工作原理1.5MW风电机组偏航系统有10组液压制动器，每组制动器由上下两块制动器组成，每个制动器中有两个带活塞的液压缸，如图1所示。
10组制动器通过螺栓固定在主机上，所有的液压缸通过油管串联起来。
机组偏航结束需要制动时，活塞在16MPa液压油的作用下，推动磨擦片夹紧偏航制动盘，偏航制动盘固定在塔筒顶部，故实现了主机的固定夹紧。
风电机组偏航时，液压油泄压，活塞在缸体内自由滑动，磨擦片与偏航制动盘分离，主机在偏航电机驱动下实现偏航。
偏航制动器开裂的表现形式偏航制动器开裂损坏的位置常出现在两液压缸之间的薄壁，失效时表现形式可以概括为4个：薄壁开裂、活塞倾斜、磨擦片外突卡死、磨擦片单边磨损。
（一）薄壁开裂：如图2所示，两液压缸之间的薄壁表面的防护漆已经剥落，横向裂纹连接两液压缸，裂纹深度直至密封圈槽。
（二）活塞倾斜：由图2可知，缸体裂开时，活塞倾斜卡死在液压缸内。
游标卡尺测量某一倾斜活塞前后的高度差度为0.5mm。
（三）磨擦片外突卡死：磨擦片的形状为梯形，如图3所示，液压缸开裂时，磨擦片卡死在梯形槽内的短边处，磨擦片短边突出槽框大约有3mm-5mm。
（四）磨擦片单边磨损：从图3可知，梯形磨擦片长边磨损较严重，有些是整块直接剥落，出现坑坑洼洼。
由此可知，磨擦片已经倾斜，绕卡死的短边旋转了一定的角度。
根据制动器开裂时的表现形式，本文认为：梯形磨擦片在短边卡死，磨擦片在活塞作用下绕短边转动倾斜；磨擦片长边与制动盘接触，故长边磨损严重；同时活塞端面与磨擦片不完全接触，活塞在底部液压油作用下倾斜，卡死在液压缸内不能复位，活塞对液压缸产生较大的作用力，导致液压缸开裂。
偏航软启动系统故障分析——以云南某风场为例
【摘要】偏航系统是风电机组的核心系统之一，对控制机组稳定和保证机组发电量起着重要作用。
本文针对云南某风场1.5MW机组，增加偏航软启动系统后出现的偏航系统故障，进行故障录波和逻辑分析，有效地降低了故障发生率，以此提高偏航系统的稳定性，保证机组平稳可靠运行。
【关键词】 1.5MW机组偏航软启动故障分析运行维护1.偏航系统概述风力发电机组偏航系统是风电机组重要的组成部分，主要作用为当风速矢量的方向变化时，风力发电机组通过偏航使机组跟踪风向的变化，保证机组始终正对风向，以获得最大风能，提高发电效率。
偏航系统由偏航检测机构（风速仪、风向标、偏航编码器）、偏航控制机构（PLC、电控系统）和偏航执行机构（偏航驱动电机、偏航减速器、偏航小齿轮、偏航轴承齿盘、偏航轴承、润滑系统、偏航制动系统等）三大部分组成。
偏航检测机构将当前机组的风速、风向信号传递给PLC，PLC计算出机组当前对风角度，由PLC内部控制逻辑判断机组是否启动偏航。
当达到偏航启动条件时，PLC发出控制指令，偏航电机电子刹车打开、偏航刹车系统液压站泄压，随后PLC发出偏航软启使能信号及偏航动作信号（左偏、右偏），继而偏航电机开始运行，经过偏航减速机齿轮带动机舱在偏航齿盘上旋转，完成偏航动作。
图1：偏航控制系统框架图2.偏航软启系统云南省某风电场1.5MW机组存在偏航电气回路断路器跳闸、机组晃动大等问题。
在偏航回路增加变频器，基于变频器驱动的柔性自学习偏航系统，是对原偏航系统的有效技术改造，目的是实现偏航系统的软启动、软停止，使风机运行平稳，减少振动和机械冲击对风机带来的损害；同时减少启动电流对电机的冲击，延长电机寿命，提升机组可利用率和发电量，实现风电场提质增效。
图2：偏航软起原理图3.偏航系统问题说明系统投运半年后频繁出现由偏航相关的故障引发的机组停机现象。
通过对现场出现的故障统计分类，偏航故障主要有两类：一类是变频器自身故障，主要为电机过速、供电电源欠压、供电电源过压、电机过载、母线电压高等，此类故障发生频率很高，为普遍性故障；一类是机组偏航系统相关故障，主要为偏航传感器方向错误、偏航传感器故障，此类故障为偶发性故障，集中发生在个别几台风机组。
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。
风电机组偏航机构故障分析及处理办法探讨
风电机组偏航机构故障分析及处理办法探讨发布时间：2021-11-10T06:28:21.349Z 来源：《河南电力》2021年7期作者：李刚[导读] 风电机组偏航机构时水平轴风电机组的组成系统之一，主要作用就是跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔筒中心开展旋转工作。
这能够保证风轮始终处于迎风位置。
偏航系统主要构成包括机械、电气、液压及部分，在风电运行维护过程中，偏航机构方面的问题不断的出现，尤其是机械部分的故障，检修难度非常大，同时故障类型也比较多。
本文主要通过现场检修的实际经理，对风电机组偏航机构故障进行了分析与讨论，同时在这一过程中提出检修维护的具体措施，希望可以为今后现场相关工作提供参考。
李刚（北京国电思达科技有限公司北京 100000）摘要：风电机组偏航机构时水平轴风电机组的组成系统之一，主要作用就是跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔筒中心开展旋转工作。
这能够保证风轮始终处于迎风位置。
偏航系统主要构成包括机械、电气、液压及部分，在风电运行维护过程中，偏航机构方面的问题不断的出现，尤其是机械部分的故障，检修难度非常大，同时故障类型也比较多。
本文主要通过现场检修的实际经理，对风电机组偏航机构故障进行了分析与讨论，同时在这一过程中提出检修维护的具体措施，希望可以为今后现场相关工作提供参考。
关键词：风电机组；偏航机构；故障分析；处理方法本文主要针对于风电机组偏航机构出现故障时的故障分析方式和故障处理办法进行分析，希望可以通过本文的分析来让我国风电机组得到更好的建设与发展。
作为风电非常重要的一个组成部分，风电机组偏航机构属于连接机舱与塔筒的关键结构，可以保证风轮始终面向风，从而提升风力发电效率，对这一机构的维修与加强，能够更好的保证我国风力发电水平。
1.相关故障以及故障原因1.1与偏航异音和非正常噪音相关的问题首先是偏航驱动电机出现问题，电机转子主要使用了密封型轴承，轴承润滑油老化变质就会导致电机出现问题。
风电机组偏航机构故障分析及处理办法
运行与维护184丨电力系统装备 2019.3Operation And Maintenance2019年第3期2019 No.3电力系统装备Electric Power System Equipment1 风电机组偏航机构故障情况（1）偏航异音和非正常噪音。
（2）偏航驱动机械部分卡死。
（3）偏航定位不准。
2 故障原因2.1 与偏航异音和非正常噪音相关的原因（1）偏航驱动电机问题：电机转子采用密封型轴承，轴承润滑油老化变质。
轴承的滚道、滚子、轴承保持架损坏，电机尾部抱闸磨片位置不正，磨片磨损，冷却风扇破裂或风扇与电机后端盖摩擦。
（2）偏航变速器问题：偏航变速器行星轮系齿轮润滑油缺失（变速器渗漏油）或润滑油变质，润滑油内机械杂质含量超标，变速器轴承损坏，变速器与偏航大齿圈咬合齿轮润滑脂缺失。
（3）偏航大齿圈问题：齿圈齿面润滑油脂侵入沙尘，拼装大齿圈齿条的定位销或固定螺栓松动，大齿圈断齿。
（4）偏航齿轮副配合间隙问题：每台风机偏航机构设置有2~4台偏航驱动器，若驱动器齿轮与偏航大齿圈齿轮之间的配合间隙不均，在偏航时，容易出现齿轮咬合间隙噪音。
（5）偏航轴承问题：偏航轴承有滑动轴承和滚动轴承两种，由于偏航速度低，滚动轴承的偏航系统润滑油脂缺失，轴承被雷电流腐蚀造成轴承滚子灼伤。
滑动轴承有的采用特氟龙滑板，有的是滑板与回转盘之间衬有减摩材料方式。
噪音来自滑板有沙尘侵入或滑板故障。
（6）偏航制动器（阻尼器）问题：偏航制动器（也叫偏航卡钳）的最大压力和阻尼压力越限，制动器摩擦片的摩擦材料有润滑油脂，摩擦面存在沙尘和机械杂质、磨擦片裂纹、制动钳体补偿装置调节误差，制动器的阻尼力矩值不均。
2.2 偏航驱动机械部分卡死的原因偏航电机轴承抱死（也叫轴承烧死），偏航电机轴承采用密封轴承，不能定期补充润滑油，轴承因高低温环境影响，疲劳损坏；电机定转子扫堂与电机轴承损坏和电机端盖磨损有关；偏航驱动器轴承卡死，偏航驱动器采用立式安装，偏航驱动轴承在下端，轴承承载大齿圈的惯性力较大，驱动器内的机械杂志易进入轴承间隙；偏航驱动器行星轮系故障，偏航在启停瞬间，尤其是大风期阵风的影响，偏航驱动器齿轮易过力矩损坏；滑动偏航轴承衬垫开裂，此故障与衬垫材质质量和偏航卡钳平衡力矩有关。
浅谈2.0MW风电机组变桨电磁刹车损坏原因及改进措施
浅谈 2.0MW风电机组变桨电磁刹车损坏原因及改进措施摘要：近年来国内外风电行业发展迅速，风电机组的日常维护、消缺等问题也成了风电机组稳定运行的一项严峻挑战。
变桨电磁刹车作为变桨系统的唯一制动元件，对机组正常运行有着极其重要的意义。
本文通过一则故障实例，就变桨电磁刹车损坏原因及改进措施进行阐述。
关键词：风电机组、变桨、电磁刹车继电器、辅助触点、DC-DC模块7T1引言现代风力发电技术是涉及空气动力学、机械传动、电机、自动控制、力学、材料学等多学科的综合性高技术系统工程。
变桨技术是整个风力发电技术中的核心部分，变桨距机构的主要作用是调节桨距角以控制功率和风轮转速。
此外，在大风或停机时，变桨距机构要把叶片调整到顺桨位置以保护风力机。
根据国内风电机组的设计，变桨系统普遍采用的是各自独立的变桨执行机构，通过变桨执行机构进行制动控制。
变桨执行机构由超级电容（蓄电池）、伺服电动机、驱动器、减速齿轮箱、传感器、电磁刹车等部分组成。
一、变桨刹车系统的制动机构及原理1、变桨制动机构的组成变桨系统通过变桨电机拖动齿形带进行变桨动作，由于没有像偏航系统一样的液压制动系统，故唯一的制动方法便是电磁刹车制动。
制动系统包括：AC2，电磁刹车系统，5k1电磁刹车继电器、驱动器减速齿轮箱、DC-DC模块等。
电机主要参数：2、电磁刹车动作原理电磁刹车制动的原理比较简单：利用通电线圈产生的磁场吸引衔铁动作，使制动轮或衔铁与制动盘相互脱离；线圈断电后在弹簧的作用下释放衔铁，使制动轮或衔铁与制动盘相互摩擦实现制动。
3、变桨动作流程当变桨系统要进行变桨动作时，通过PLC发出变桨命令，AC2控制5k1电磁刹车继电器得电，则电磁制动线圈得电，吸引衔铁松开制动，然后变桨电机拖动齿形带进行变桨；当变桨停止时，5k1电磁刹车继电器失电，从而电磁制动线圈失电，衔铁被释放进行抱闸刹车。
二、变桨电磁刹车损坏的危害1、变桨电磁刹车继电器损坏，变桨电机无法松开刹车，变桨电机处于抱闸状态，变桨电机长时间处于运行状态，导致变桨电机电流急剧增加，极易造成变桨电机烧损及长时间运行对变桨电磁刹车机构造成严重磨损。
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发布时间：2022-01-10T07:48:09.874Z 来源：《当代电力文化》2021年29期作者：谢直真[导读] 有关风力发电机的运作和故障问题成了人们关注的焦点谢直真广西卓洁电力工程检修有限公司，广西南宁 530005摘要：有关风力发电机的运作和故障问题成了人们关注的焦点，本文将围绕风力发电机组偏航系统中存在机械故障展开论述，首先明确风力发电机组偏航系统的概念，进一步剖析机组偏航系统的应用价值，进而阐述机组偏航系统中常见的故障类型，以此为基础探究出产生这些机械故障的原因。
关键词：风力发电；机组偏航；故障探析随着我国社会经济的不断发展，对于电力资源的需求不断提升，为了满足社会生产和生活起居所需的电能供应，当前产生电能的方式已经得到了多元化发展。
利用风力发电机进行电力的生产供应已经成为社会生产和生活起居的重要方式。
风力发电机的偏航系统在利用风能进行发电过程中发挥着至关重要的作用，要想确保风力发电机的正常运行，探析偏航系统容易产生的故障并究明其原因势在必行。
一、风力发电机组偏航系统的相关概述（一）偏航系统的体系构架风力发电机组的偏航系统包括了偏航控制体系、偏航检测体系以及偏航执行体系。
其中偏航控制体系主要由电力控制系统和PLC系统构成，二偏航检测体系包含了风向标、风速仪、偏航编码器，偏航执行体系是三大体系的重点部分，其囊括了偏航减速器、偏航驱动电机、偏航轴承齿盘、偏航小齿轮、偏航制动系统、偏航轴承以及润滑系统等。
（二）偏航系统地类别因为风的防线一直在变化，所以水平轴风力发电机组要依靠偏航系统根据风的变化方向进行调整，实现风能利用对大化。
当前我国应用的风力发电机组偏航系统根据传动形式、偏航布置形式、控制方式、偏航轴承种类的不同进行分类：传动形式层面可以划分为电动偏航系统和分液压偏航系统；依据偏航布置的不同可分为外啮合驱动和内啮合驱动；按照控制方式的不同分为主动偏航和被动偏航；依据偏航轴承种类的不同分为滑动偏航和滚动偏航。
SWT-2.5MW风电机组偏航减速机损坏原因及处理方法探讨
72 风能 Wind EnergySWT-2.5MW风电机组偏航减速机损坏原因及处理方法探讨文|康锦都福建某风电场安装了34台上海电气风电设备有限公司生产的SWT-2.5MW 风电机组，自2019年投产以来，陆续发生多台风电机组的多台偏航减速机损坏的情况，部分风电机组甚至出现8台减速机全部损坏的极端现象。
位于同场区、安装机位地形接近的其他型号风电机组自2013年投产以来却仅出现过2台偏航减速机损坏的情况，其中原因值得探讨。
本文针对该风电场偏航减速机大批量损坏的现象进行分析，并基于分析结果提出几种技术改进方案，进而将改进方案应用于部分风电机组以验证改进效果。
故障概况福建某风电场自2020年10月进入盛风季节（平均风速18m/s 左右）以来，机组频繁报出“10400 Yaw fail waiting 偏航失败等待”“10401 Yaw fail stopped 偏航失败停止”等。
其中，以#75、#77、#86、#87等风电机组最为严重。
经过统计，在约2个月的时间内，所有风电机组报出1859次偏航类故障，损失电量高达1167.7075万千瓦时（图1）。
对#87风电机组检查后发现，偏航电机、编码器、偏航减速机损坏，拆解偏航减速机后发现内部行星轮、太阳轮花键等损坏（图2）。
在10—12月的盛风期内，连续损坏40个偏航减速机，且位置多在如图3所示的7和8位置（靠近机舱尾部，左右两侧各一个，处于单独出力位置）。
截至目前，损坏的偏航减速机情况如表1所示。
故障原因分析一、技术原理及系统构成分析上海电气SWT-2.5MW 风电机组偏航系统由8台偏航马达驱动，图1 某风电场偏航故障次数统计1601501401301201101009080706050403020100偏航系统故障次数#66 #67#68#69#70#71#72#73#74#75#76#77#78#79#80#81#82#83#84#85#86#87#88#89#90#91#92#93#94#95#96#97#98#99机组编号2021年第04期 73图2 损坏的偏航减速机图3 SWT-2.5MW风电机组偏航减速机位置分布图4 偏航电气结构1—320°偏航减速机；2—40°偏航减速机；3—315°偏航减速机；4—45°偏航减速机；5—310°偏航减速机；6—50°偏航减速机；7—225°偏航减速机；8—135°偏航减速机表1 某风电场偏航减速机损坏情况机组编号更换数量损坏位置#6818#6918#7018#7118#7547、8#7727、8#8437、8#8518#8747、8#8943、5、8#9022、6#9156、8#9557、8#9643、4、6#9727、8分别经8台偏航减速机减速后驱动偏航小齿啮合带动偏航环进行偏航，偏航齿圈为外齿型，偏航环使用螺栓连接于塔筒上。
风电机组偏航系统故障浅析
风电机组偏航系统故障浅析摘要：现阶段我国的环境污染逐渐加剧，寻找清洁的能源进行发电是发展的必要措施。
风力发电技术由于其清洁无污染，引起了人们的重视，偏航系统的性能好坏对风电机组十分重要。
本文对风力发电机组偏航系统常见故障问题作了阐述，从如何做好风力发电机组偏航的噪音处理、齿轮箱以及偏航轴承的维护等三方面对风力发电机组偏航系统常见故障的排除技术进行论述。
关键词：风力发电机组偏航系统故障处理现阶段我国社会经济发展迅速，国家科技水平也在稳固提升，但同时伴随着环境的污染，人们也开始重视这个问题。
相对于火力发电、核发电等发电方式，风力发电具有可再生、无污染的独特性质引起了人们的关注，我国许多地区都增加了风力发电的探索和规模。
但是在实际研究中风力发电机组并不是十分成熟，有许多故障仍然会产生并且解决难度较大，很大程度上影响了风力发电机组的功能，降低了风力资源的利用率。
1风力发电机的简介风力发电机本质上就是一种能量转换装置，将外界的风能转化为电能。
随着空气的流动，风机就会被带动旋转起来，也就转化为了机械能，进而通过电磁感应现象将风机的机械能转化为电能，最终以交流电的形式输送出去。
风力发电机通常包括风轮、发电机、尾翼、塔架、限速安全机构以及储能装置这六个部分组成，如图1所示。
一般而言，风力发电机的原理并不复杂，利用中学理论就可以解释，在工作中，风轮由于风力的作用而旋转，这样风的动能也就随之转化成为轮轴的机械能，最终由于磁场的作用转化为电能，实现发电。
实际上，风能也是太阳能，地球经过太阳的照射，各个区域的温度也就会不一样，进而大气流动就会形成风，最终我们才可以通过风力发电机进行发电。
2偏航系统的功能风力发电机的偏航系统是重要的组成部分，其功能的好坏对发电机组的运转有着很大的影响。
在工作环境中，如果风的方向出现变化，那么风与水平方向的角度就也就会有变化，和叶轮扫风面也就偏离垂直角度，这种情况就可能会降低输出功率，还很容易加剧载荷状态。
风力发电机组偏航减速机驱动齿轮脱落原因分析及处理措施
风力发电机组偏航减速机驱动齿轮脱落原因分析及处理措施地处东南沿海某风电场所用风机为 2MW 直驱型风机，该风机所用偏航减速机制造厂家为重庆重齿风电公司，制动器为液压钳闸式制动器，偏航电机尾部制动器的制动力矩为 40Nm。
二、偏航减速机驱动齿轮脱落原因分析2.1 偏航减速机承受载荷过大2.1.1 受瞬时风速的影响风向变化频繁，此时的偏航载荷很大。
如风向变化频繁，风机会频繁发出偏航动作，风机偏航齿轮与偏航轴承内齿圈啮合部位将承受很大的偏航载荷，如制动器无法有效降低机头动能，啮合部位的载荷会更大，可能导致偏航结构件损伤。
2.1.2 受偏航制动时间的影响因电气系统与液压系统功能试验的响应时间有一定差别，如同时发出指令，电机尾部的电磁制动器首先实现制动功能，而主制动液压系统的还未响应，即风机主制动器对机头的动能并未实施衰减，如制动时刻机头的动能及瞬时风对偏航系统的总作用效果对偏航齿轮箱具有的破坏性，且偏航电机尾部电磁制动器未有效打滑，偏航齿轮箱势必出现损伤，即出现偏航系统传动部分故障。
另一方面，如风机偏航控制时序的设定值过小，即风机主制动器对机头的动能衰减时长过短，如电机尾部的电磁制动器实现制动指令时刻，制动时刻机头的动能及瞬时风对偏航系统的总作用效果对偏航齿轮箱具有的破坏性，且偏航电机机尾部电磁制动器未有效打滑，偏航齿轮箱势必也会出现损伤，即出现偏航系统传动部分故障。
2.2 偏航减速机制造装配因素2.2.1 输出齿部分的支撑刚度不足齿轮箱轴承装配游隙控制不当——合适的安装游隙有助于滚动轴承的正常工作。
游隙过小，滚动轴承温度升高，无法正常工作，以至滚动体卡死 ; 游隙过大，设备振动大，滚动轴承噪声大，轴承的支撑刚度不足，轴承的受力变形量大，并导致轴承附近的密封件变形量大，出现齿轮箱润滑油渗漏或泄露。
润滑油掉落至偏航制动盘后，偏航主制动力大幅下降，加大偏航系统传动件载荷。
齿轮箱内部选用轴承与载荷不匹配——轴承的承载能力低于实际载荷，导致轴承出现损坏和较大变形，并伴随出现齿轮箱润滑油渗漏或泄露，进而进一步恶化。
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浅谈风电机组偏航制动器故障原因及案例分析摘要：由于风电机组是批量生产，且大都安装在人迹罕至的偏远地区和条件艰苦的海上，后期完善或整改较为困难。
又加之现场人员技术和经验等方面不足，早期风电场的设备性能等指标已开始下滑，机组在运行过程中各类问题也随之出现，发电能力明显不足，经济性问题凸显，如风电机组偏航制动器故障就比较普遍，给风电机组造成了较大隐患。
本文针对风电机组实际运行情况，对偏航制动器故障进行了详细的分析并结合案例提出了相关建议，在一定程度上预防了偏航制动器故障的发生，同时阐述了偏航制动器二级部件更换方法，提高了风电场的经济效益。
关键词：风电机组；偏航制动器；密封；摩擦片1风电机组偏航制动器故障原因分析1.1 风电机组偏航制动器的作用及构成风电机组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载荷，采用偏航制动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。
偏航制动器通过卡钳给制动盘一个制动力矩，以达到阻止或减缓制动盘转动的目的。
偏航制动器制动力由液压力提供，驱动活塞和摩擦片，压紧制动盘。
制动力的反作用力传递到制动盘，制动器的操作由与液压系统压力的连接或断开控制；当与液压系统压力断开时，制动力消失。
随之，制动盘的轴向窜动会把摩擦片推开，使得制动盘能自由活动。
偏航制动器供油液压站给偏航制动器提供一个压力油口、一个泄油接口和一个回油口，当风电机组需要偏航时，通过回油口的溢流阀控制偏航压力，以达到偏航需要的制动力，当风轮对准风向时，有压力油口提供停车压力，锁死偏航风轮。
偏航制动器主要构成：缸体、摩擦片、活塞、密封组件等构成.1.2 偏航制动器故障原因分析1.2.1 摩擦片磨损太大1) 偏航刹车盘表面凹凸不平、存在尖利毛刺，偏航时由于表面不平整，与摩擦片摩擦力增大，导致磨损加剧。
2）制动器内部活塞头存在卡涩，活塞头无法正常收缩，偏航时油压存在局部变化情况，导致压力增大。
3）摩擦片产品质量不合格，无法满足偏航时摩擦制动力矩的需求。
4）摩擦片安装工艺不能满足要求。
5) 液压站所设置的偏航制动压力过大，导致磨擦力增大。
1.2.2 制动器漏油1) 制动器装配时操作不规范。
接头处的漏油多。
由于油管装配过程中操作不规范造成，如油管切头、接头制作不合适，随着机组运行过程中的振动出现接头松动后漏油。
2）制动器相对液压站处于低位，积存较多杂质，从拆解的油缸内部看普遍都比较脏。
目前本风电场所用液压系统只在液压站内安装一个过滤芯，只能过滤较粗杂质，无法过滤细小颗粒杂质，现场实际也无法外接离线滤油装置，无法对液压油进行定期滤油。
3）偏航制动器内部密封圈或活塞损坏，造成偏航制动器漏油，故报出液压系统压力低导致机组停机。
4）液压油未定期更换或换油工艺不符合要求。
主要是新购油品质量把关，未定期更换液压油，换油时工艺不符合要求，未严格落实先彻底排空旧油，再用新油清洗系统，最后才注入新油的方法。
1.2.3 偏航时噪音过大1）偏航卡钳侧面钳口脏污，卡钳侧面钳口有粉尘、颗粒、油污等杂物。
摩擦片与刹车盘间有杂质。
2）偏航卡钳壳体与刹车盘间有接触干涉；摩擦制动片耗尽，发生底板与刹车盘接触摩擦；机架或集油盘螺栓存在松动情况等情况产生摩擦噪声。
3）偏航动作时第一个卡钳和最后一个卡钳的压力存在卡钳间的压力差过大，超过正常情况下的10bar。
4）偏航时压力过大，制动盘表面粗糙，制动摩擦片耗尽。
5）偏航减速箱、驱动电机运行不正常、电子刹车不能正常打开、偏航速度不符合定值要求。
1.2.4 偏航制动力不足1）液压管路里有空气、制动器里有空气或液压油粘度高。
2）液压系统的节流阀调节的流量可能太小或阀门处于错误位置;有颗粒渣子堵塞节流阀导致流量减小。
3）安装有多个制动器，有个别制动器没有连接到液压油管或活塞密封漏油。
4）制动盘或摩擦片上有油污、油脂、油漆导致负载太重。
5）液压站偏航电磁铁动作不正常，即不能在偏航时打开泄压,各压力监测点存在不正常情况。
3案例分析3.1 故障详细经过2016年03月23日，某风电场检修人员登机巡视时发现：偏航平台布满大量黑色粉末，检查偏航刹车钳发现，偏航刹车钳刹车片磨损指示杆露出较短，同时偏航刹车制动盘被磨损，上下表面皆粗糙沟壑状，初步判定为刹车片摩擦材料磨损严重所致。
3.2 故障原因分析经查23#风电机组于2015年5月份安装，风场检修人员每月开展风电机组巡视工作，直至我方人员2016年03月23日定期巡检时发现刹车片摩擦材料磨损殆尽，根据故障详细经过，最终原因分析为：1) 之前所使用刹车片摩擦材料产品强度无法满足偏航时摩擦制动力矩的需求。
2)液压站所设置的偏航制动压力偏大，摩擦力增大，故增加了刹车片的磨损。
4故障解决4.1更换、安装制动器4.1.1清洁制动盘在制动器安装前，必须使用专用的清洁去污剂清洁制动盘，任何残留的油污和防腐油脂都会显著降低摩擦系数。
如下图14所示4.1.2清洁安装面两个半钳制动器之间的安装面以及制动器和底座之间的安装面，都必须清洁。
清洁要求和制动盘的清洁要求相同。
4.1.3摩擦片储存有机材料摩擦片在运输时已用塑料袋单独密封包装。
保护好摩擦片以免碰到油，否则会大大降低摩擦系数。
一旦油污污染了摩擦片的摩擦面，就必须报废。
因此除非安装需要，否则不要轻易把摩擦片从塑料袋中取出。
粉末冶金摩擦片对于油脂不敏感，如果被油污污染，可使用清洁溶剂清洗后再使用。
4.1.4安装制动器参见制动器现场调换作业来安装制动器及摩擦片。
用手把活塞压入至最低位，再嵌入摩擦片。
在装配前需较核安装尺寸，确保安装后两摩擦片和制动盘的两个表面之间都有合适的间隙。
两个半钳制动器包括摩擦片的重量大约为 160 公斤。
4.2密封圈、防尘圈、“O”型圈的更换操作时确保制动器油路中没有油压，拆除摩擦片后，手工取出4活塞，小心处置4活塞，4活塞表面不得磕碰。
如图164.2.1取下3防尘圈和2同轴密封圈；用螺丝刀把2同轴密封圈和3防尘圈从密封沟槽内挑出，注意不能破坏密封沟槽边缘；4.2.2在安装新的防尘圈与同轴密封圈之前需去除活塞缸内所有污物及灰尘，残留的污物和灰尘都会影响密封效果及会污染液压油；4.2.3检查并清理新的防尘圈和同轴密封圈，按正确的顺序进行装配；4 .2.4安装新的3防尘圈和2同轴密封圈时，防尘唇口向外，为了便于安装，可以把防尘圈和同轴密封圈压成腰字形。
如图15图三图15 密封圈安装时形状注：装配时必须徒手安装，注意沟槽边缘刮伤手指。
4.2.5用清洁的液压油润滑新装入的防尘圈和同轴密封圈；4.2.6把4活塞放入液压缸内，使用橡皮锤轻轻敲入4活塞，需把4活塞完全敲入缸体；4.2.7此密封更换完成。
4.2.8安装摩擦片后，安装6弹簧和7螺钉。
图165结论与建议5.1 程序报警首先测量检查摩擦材料厚度，通常为最薄摩擦材料厚度，然后根据偏航策略，累积偏航角度，按照磨损寿命估算表计算所剩厚度摩擦材料所能达到的最低偏航行程，即理论能使用的圈数或等同行程。
最后设定监控程序，当达到预定圈数或等同行程后报警，更换摩擦片。
5.2偏航卡钳在两个侧面留专门的磨损状态观察口用于目测摩擦片的磨损状态，工作人员通过窗口看到偏航卡钳在两个侧面留有专门的磨损状态观察口，摩擦材料（摩擦片与刹车盘接触面）任一点的厚度≤2mm 时，须即刻更换上下两侧的摩擦片。
5.3通过增加磨损指示杆观测磨损状态，安装孔位于制动器背部靠近液压连接处，磨损指示杆安装于此孔内，弹簧调节部分会确保指示杆杆体会一直与摩擦片接触（上下两个钳体各安装一个磨损指示杆）。
通过在磨损指示杆圆柱表面喷涂不同颜色，实现摩擦片磨损程度的的方便可视。
5.4 现场液压站有3个压力检查口(分别为主系统压力检测口、高速轴压力检测口以及偏航背压检测口)，目前只装了两个压力检测表 (安装在主系统压力检测口、偏航压检测口)。
建议将液压站全部压力信号接入风电机组主控制程序并引入保护系统，实时监控液压站的压力值信号。
特别是在风电机组偏航过程中的压力值信号，一旦出现压力过高的情况，信号反馈到主控制程序，则风电机组自动进入故障停机模式，避免故障扩大化。
6结束语本文依据风电机组的实际运行情况，分析了风电机组偏航制动器故障原因的主要原因，并根据风场情况分析现场实际案例，提出了相应的合理化建议，从而降低了风电机组偏航制动器故障率，减少了风电机组运行隐患，对机组安全、稳定运行有重要意义。
参考文献:[1]．顾天凌，陈伟球，何凯华．风电机组偏航制动器刹车片磨损故障分析．黑龙江电力，2017（2）[2]．李守好．风力发电装置刹车系统及偏航系统智能控制研究［D］．西安: 西安电子科技大学，2005．[3]．何玉臣．风电偏航制动器漏油原因分析和处理方法．城市建设理论研究（电子版），2012（23）作者简介:普桂林( 1991 -)，男，国投云南风电有限公司武定生产部运维值长，675000。