简述双馈式风力发电机组滑环系统的原理及维护
风力发电机组发电机的维护
风力发电机组发电机的维护一、双馈式异步发电机1.发电机集中润滑系统所需工具为油枪一把、润滑脂。
发电机润滑使用林肯集中润滑系统。
半年维护使用油脂量约为0.3kg。
检查集中润滑系统油箱油位，若有必要则添加润滑脂，并记录添加前、后的油脂面刻度。
检查润滑系统泵、阀及管路是否正常，有无泄漏。
强制润滑：启动一个强制润滑，用来检查系统的功能。
在维护过程中，对集中润滑系统进行1～2次的强制润滑，确保润滑系统正常工作。
2.发电机滑环、电刷维护通常发电机主电刷和接地电刷的寿命约为半年，在维护时维护人员要特别注意检查。
维护人员在维护时，打开发电机尾部的滑环室，检查滑环表面痕迹和电刷磨损情况。
正常情况下，各个主电刷应磨损均匀，不应出现过大的长度差异；滑环表面应形成均匀薄膜，不应出现明显色差或划痕，若表面有烧结点、大面积烧伤或烧痕、滑环径向跳动超差，必须重磨滑环。
值得注意的是，在观察过程中，不要让滑环室上盖的螺栓或弹簧垫圈摔入滑环室。
主电刷和接地电刷高度少于新电刷1/3高度时需要更换，更换的新电刷要分别使用粗大砂粒和细砂粒的砂纸包住滑环，对新电刷进行预磨，电刷接触面至少要达到滑环接触面的80%。
磨完后仔细擦拭电刷表面，安装到刷握里，并要确定各刷块均固定良好，清洁滑环室、集尘器，清洁后测量绝缘电阻。
3.发电机与弹性支撑连接检查维护所需工具为液压扳手、46mm中空扳手头。
检查各连接螺栓的力矩。
4.发电机弹性支撑与机舱连接检查维护所需工具为24mm套筒、300N·m扭力扳手。
检查各连接螺栓力矩。
5.发电机常规检查（1）检查接线盒和接线端子的清洁度。
（2）确保所有的电线都接触良好，发电机轴承及绕组温度无异常。
（3）检查风扇清洁程度。
（4）检查发电机在运行中是否存在异常响声。
6.动力电缆，转子与接线盒的连接螺栓检查全部M16连接螺栓，扭矩为75N·m。
7.主电缆检查主电缆的外表面是否有损伤，尤其是电缆从机舱穿过平台到塔架内的电缆保护以及电缆对接处的电缆保护，检查其是否有损伤和下滑现象，紧固每层平台的电缆夹块，同时检查如图6-15所示灭火器的压力。
风力发电机滑环系统维修手册
风力发电机滑环系统维修手册第一章维修手册简介1.1 引言风力发电机滑环系统是发电机的关键组件之一，负责传输电能信号和控制信号，确保发电机的正常运行。
为了确保风力发电机滑环系统的可靠性和稳定性，本手册旨在提供详细的维修指南和操作步骤。
1.2 目标读者本手册主要面向专业技术人员、维修人员和相关操作人员，需要具备一定的电气和机械维修知识。
第二章检测与故障排除2.1 检测工具准备为了进行风力发电机滑环系统的维修，我们首先需要准备以下工具：万用表、电疗仪、绝缘测试器等。
2.2 设备检测2.2.1 检查电缆连接首先检查滑环系统与发电机之间的电缆连接情况，确保连接牢固，并使用电疗仪检测电缆的电气特性。
2.2.2 测试电气绝缘使用绝缘测试仪，检测滑环系统的电气绝缘情况。
正常情况下，滑环系统应具有良好的电气绝缘性能。
2.2.3 检查滑环状态检查滑环的外观，并使用万用表测试滑环之间的电阻值。
如果出现电阻异常，说明滑环存在损坏或磨损情况。
2.3 故障排除2.3.1 断电检修在进行任何维修工作之前，务必切断风力发电机供电。
使用万用表检查电缆是否断电，确保没有任何电流通过。
2.3.2 滑环更换如果发现滑环存在损坏或磨损情况，需要及时更换滑环。
在更换滑环之前，需要按照操作手册的指引，解除滑环的固定，然后安装新的滑环。
第三章维护与保养3.1 维护计划制定为了确保风力发电机滑环系统的长期可靠运行，需要制定详细的维护计划。
维护计划应包括定期检查、保养和更换滑环等内容。
3.2 定期检查定期检查滑环系统的连接情况，并使用电疗仪检测电缆的电气特性。
同时，使用绝缘测试仪检查滑环的电气绝缘情况。
3.3 保养措施定期对滑环进行保养，包括清洁滑环表面的灰尘和污渍，使用适当的润滑油进行润滑。
3.4 滑环更换根据维护计划的要求，定期更换滑环。
更换滑环时，务必按照操作手册的指引进行操作，确保更换过程安全可靠。
第四章安全注意事项4.1 电气安全在进行任何维修工作之前，务必切断风力发电机供电。
1.5MW双馈风力发电机组滑环论述
1.5MW双馈风力发电机组滑环论述作者：贾春雁来源：《中国科技纵横》2016年第18期【摘要】风电作为节能、安全、环保和可再生的清洁资源受到世界关注，随着技术的日趋成熟和规模效应初步显现，风电已经成为最具潜力和活力的新能源之一。
从整体上看，风力发电机组可分为风轮、机舱、塔架和基础几个部分，其中风轮由叶片和轮毂组成。
风轮为转动部分，即运动部分，机舱内电气件包括控制柜等为固定部分，即静止部分。
在静止部分和运动部分之间电气连接至关重要，目前风电机组采用滑环作为静止和运动部分之间连接的核心部件，对风力发电机组稳定运行起关键作用。
本文针对这一关键连接部件滑环进行总体介绍，并在此基础上进行扩展，增加了滑环组合部分防雷功能的介绍，对风力发电机组研发和实际应用有一定的作用。
【关键词】风力发电滑环运动静止能源是经济和社会发展的重要基础，是人类生产和生活必需的基本物质保障，也是我国现代化建设的战略重点。
新能源是未来能源发展的方向，风能作为新能源重要的一部分，利用技术相对成熟，生产过程中不产生污染和无废弃物排放，且储量大，永不枯竭，是21世纪最有发展前途的绿色能源和人类社会经济持续发展新动力之一。
风电机组稳定运行尤为关键，涉及因素众多，地理环境、气候环境等自然因素，发电机组自身的故障因素等。
为保证风力发电机组的稳定运行，机舱内各部件的可靠性更加尤为关键。
1 风力发电机组机舱内滑环结构组成滑环是用来将一系统中的动力电流和电信号从静止端（定子）传输到旋转端（转子）的部件。
基本上滑环主要由定子，转子和轴承组成。
有些特殊情况也可仅提供滑环模块滑动刷块由用户自行组装。
转子模块可由一个或多个滑环模块组成。
滑环模块由主轴、经过特殊加工表面的金环、绝缘片组成。
随着转子转动，装在定子上的刷块（丝）始终与模块的金属表面接触，形成电路。
刷块触点由贵金属合金刷制成。
刷块经过特殊设计与模块保持一定的压力，以此来保证滑环的长寿命和连续稳定的信号传输。
双馈风力发电机及控制原理
2009-4-1
风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 不同类型的风机 水平轴风机 Second level Third level Fourth level Fifth level 永磁直驱型风机
垂直轴风机
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风力发电简介
• • • •
– 按风轮机类型分(风能到机械能) Second level • 水平轴、垂直轴 • 定桨距、变桨距 Third level • 单叶片、双叶片、三叶片、多叶片 Fourth level • 定速型、变速型 – 按发电机类型分 (机械能到电能) Fifth level
• • • • 鼠笼式 绕线式 同步/永磁式 其他新型电机（开关磁阻电机、横向磁场电机、高压电机）
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风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 基于鼠笼式异步电机的风电机组 Second level Third level Fourth level Fifth level
变速箱 电网 变速箱 鼠笼式电机 鼠笼式电机 无功补 偿电容 无功补 偿电容 (a) (b) 变速箱 电网 滤波器 鼠笼式电机 无功补 偿电容 (c) 变速箱 滤波器 鼠笼式电机 (d) 电网
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风力发电简介
• • • • • Click to edit Master text styles 中国风电市场发展 – 电机、齿轮箱、叶片等设备已实现国产化； Second level – 电控系统国产化程度低，被国外设备占据。 Third 1997-2008 level 年中国风力发电总装机容量（除台湾省） Fourth level Fifth level
YRSFK交流双馈异步发电机使用维护说明书
Y R SFK交流双馈异步发电机使用维护说明书上海南洋电机有限公司目录概述型号含义安装运行温升参数维护常见故障及处理方法注意事项一、概述1.1用途随着全球经济的发展、开发和利用可再生无污染的风资源对于人类生存环境的改善意义重大。
风力发电是利用风能最主要的形式。
目前，兆瓦级风力发电机组已开始成为大型风电场的主力机型。
变速恒频风力发电机系统一般采用双馈电机作为发电机，通过变桨距控制调整风轮使整个系统在很大的速度范围内按照最佳的效率运行，这是当前风力发电发展的一个趋势。
双馈异步发电系统中发电机的钉子绕组直接接到工频电网上，其转子绕组接到频率、相位、幅值和相序均可以调节的变频电源上，如果改变转子绕组的电源频率、相位、幅值就可以调节电机的有功功率和无功功率。
在双馈异步发电系统中，通过变频器的仅仅是转差功率，因而可以大大降低成本。
YRSFK型双馈异步发电机具有结构紧凑、效率高、可靠性高等优点，主要适用于风电场的并网型发电机组。
1.2结构1.2.1定子：机座为焊接结构，内部铁心叠压后由轴向幅筋紧固。
定子线圈为3相2层成型线圈，采用扁铜线并用云母材料绝缘，真空压力浸漆，H级绝缘。
1.2.2转子：转轴为支架结构，绕组为成型线圈，用扁铜线绕制而成。
三相线圈的引出通过转轴内的深孔引出与非传动端的滑环连接。
转轴上安装有接地电刷，电刷安装在滑环室，并安装有电刷磨损报警单元。
电机的非传动端安装有速度传感器。
1.2.3电机装配有加热器，接线在辅助接线盒。
1.2.4为了杜绝轴电流对轴承的影响，电机轴承室采用绝缘轴承或者适当的绝缘措施。
1.2.5电机的冷却方式为IC616，在电机的上方安装空—空冷却器。
电机在运行的时候，通过空—空冷却器进行冷却。
滑环室的风扇安装在转轴上，冷却空气由周围环境吸入滑环室，再通过过滤器吹出机舱。
1.2.6监控系统发电机装有以下监控系统：定、转子绕组温度传感器传动端和非传动端轴承测温元件定、转子过电压监控器电刷监控定、转子防雷击熔断保护1.2.7电气连接1）定子连接电机定子三相绕组由外接电缆引出固定于定子接线盒内。
双馈风力发电机运行原理及发电控制技术研究
双馈风力发电机运行原理及发电控制技术研究摘要：随着化石燃料储量的减少，在电力工业中风能发电技术变得越来越重要，而风力发电机也因此得到了广泛的应用。
但目前，我国风力发电机的相关技术、应用广度和发展速率与国外相比仍存在明显差距。
为了迅速推广风力发电机的应用与发展，本文将以双馈风力发电机为例，向读者简要介绍其运行原理及相关控制技术。
关键词：双馈风力发电机；运行模式；控制技术中图分类号：tm315 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2013）06-0-01据调查，世界各国在风力发电中每年投入的资金总额已接近一千亿美元。
全球范围内，已开始进行研究和采用风力发电技术的国家约有一百个。
由此可见，在化石燃料日渐减少的现状下，风力发电技术极有可能与其它可再生能源（比如太阳能、水力等）发电技术一同取代火力发电。
在风力发电技术研究中，最基本的一个环节就是风力发电机的研究与应用。
到目前为止，常见的风力发电机有定桨定速型、变浆变速型等多种类型，而在后一种类型中，大部分都采用了双馈式设计。
下面，笔者将以此类风力发电机为例，简明扼要地介绍其组成结构、优点、运行原理以及相关控制技术。
一、双馈风力发电机的结构与特点顾名思义，“双馈”指的就是电机的定子与转子均可完成电力供应过程。
一般来说，双馈式发电机的主要部件有定、转子及其接线盒，传动机构、滑环系统与冷却设备等。
其中，转子结构主要存在成型绕组、矩形半线圈、散嵌绕组等形式；滑环系统主要包括碳刷、刷架、滑环、滑环风扇、滑环座、滑环维护罩等部分，而滑环又分为热套式和环氧浇注式两种类型；冷却设备主要分为风冷式、水冷式等多种形式。
从性质上区分，双馈式发电机应当归入异步式发电机的范畴，但这类发电机又拥有与同步式发电机相似的激磁绕组来调控励磁过程及功率因数。
因此，这种发电机兼有同步和异步式发电机的优点。
这类发电机体积小、成本低、无功功率的调节方式简便易行、抗电磁干扰能力较强。
同时，发电机的励磁过程与所连接的供电网络关系不大，可以直接由转子所处电路完成。
风力发电机中的滑环技术
风力发电机中的滑环技术风力发电机的寿命一般可以达到20年。
但大部分风力发电机的质保范围只是风力发电机整个运行寿命最初的两到五年。
随着风力发电机系统的老化，未必所有的风电场业主都做好了对风力发电机进行维护的准备。
其中部分情况是缺乏维护工作所需的技术人员。
况且即使配备了满足风电场日常维修要求的技术人员，计划外的维护还是会明显影响到风电场的收入。
风电场业主、工程师、技术人员和风力发电机制造商可以通过这样一种方法来降低计划外维护的风险，即考虑采用那些维护要求低的、甚至能提前告知何时会失效的部件。
听上去有些不切实际，但事实并非如此。
体形虽小，作用不小纤维刷滑环就是这样一种产品。
尽管在总成本和风力发电机设计中只是微不足道的一小部分，但滑环对运行起着关键作用。
滑环安装在风力发电机机舱罩中，通常用于提供变桨功率和控制所需的电气信号和能量。
滑环通过一个旋转的接口输送电功率和信号。
滑环的工作原理：滑动触点通过滑环总成里的旋转接口传输电气信号和能量。
电刷（或接触电刷）在旋转的滑环上滑动，并在其旋转过程中保持不间断接触。
这就是说，为确保正确无误的电气信号传输，静止的的电刷和旋转的滑环之间需要有“金属间的接触”。
纤维刷滑环能够为风力发电机业主提供至少1亿转次的工作寿命而无需维护，这意味着在风力发电机20年的工作寿命中技术人员可能仅需拆换滑环一次。
但并不是所有的滑环都能达到这个要求。
实际上，要了解滑环总成的设计和结构才能评估它们的维护需求。
市场分类市场上约有10%的风力发电机滑环是纤维刷滑环，这种滑环只需要很少量的维护。
大部分（约60％）滑环是由复合金属电刷制成，一般是金属和石墨烧结而成的导电块。
即使这种复合金属刷滑环如其制造商所声称的具备高达7500万转次的工作寿命，它们也需要频繁的维护。
剩余30％的风力发电机滑环采用单线贵金属电刷（通常由黄金制成）。
复合金属电刷滑环和单线电刷滑环所需的维护量都远远大于纤维刷滑环。
原因在于：复合电刷的设计即是优先磨损电刷以避免滑环磨损，且需要足够长的电刷才能最大限度地延长电刷更换周期。
双馈式风力发电机
双馈式风力发电机【摘要】随着地球能源的日益紧缺，环境污染的日益加重，风能作为可再生绿色能源越来越被人们重视，风力发电技术成为世界各国研究的重点。
变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。
通过调节发电机转子电流的大小、频率和相位，从而实现转速的调节。
而其中双馈发电机构成的风力发电系统已经成为目前国际上风力发电的必然趋势。
关键词：风能风力发电变速恒频双馈式发电机一、风力发电风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
风力发电：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。
我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。
在这些地区，发展风力发电是很有前途的。
风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。
风力发电的原理：是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。
风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13〜25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。
这种风力发电机组，大体上可分风轮（包括尾舵）、发电机和铁塔三部分。
风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只（或更多只）螺旋桨形的叶轮组成。
当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。
桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料（如碳纤维）来制造。
（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。
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简述双馈式风力发电机组滑环系统
原理及维护
双馈式风力发电机滑环系统是风力发电机动静衔接和交换能量的设备，是发电机励磁系统的重要组成部分，了解风力发电机电刷滑环系统的原理及维护对风力发电机组的安全稳定运行具有最要意义。
一、滑环系统结构及原理
以我公司苜蓿台风电场Vestas 2.0MW-V80机组为例，该机组为典型双馈式风力发电机组，图1为机组滑环、碳刷装置的典型结构图，主要由导电环、刷架、刷握、碳刷、恒压弹簧等部件组成。
导电环安装在发电机转子上，刷架系统固定在滑环室内，电机在高速旋转过程中，导电环与碳刷接触传导电流，其主要功能是通过变频器为转子绕组提供励磁电流，另一方面是将转子绕组发出的电流引出，通过变频器反馈到电网上，接地装置的作用是将电机转子产生的轴电流导出，避免轴承电蚀。
图1 滑环结构图
二、滑环、碳刷装置常见故障
1.碳刷磨损至寿命线以下时未及时更换，滑环主导轨及
接地环导轨表面氧化膜易损伤，导轨环面拉伤，滑环损坏。
如接地环损坏后不能有效释放发电机轴电流，对发电机运行造成隐患。
2.滑环室中，刷握间隙及刷架上的碳粉积碳严重，造成爬电、打火、短路、碳刷与刷盒烧结等。
3.机组并网运行时，碳刷接触面不够，出现发热、打火现象，碳刷温度高，磨损过快。
4.滑环室中积碳严重，造成冷却风路堵塞，滑环室温度升高引发故障。
三、引发滑环系统故障的主要因素
1.滑环与碳刷在电机高速旋转中产生滑动电接触，滑动
电接触的磨损形式主要分为电气磨损和机械磨损，这些磨损会产生大量的热量，如果不能及时有效地将这些热量带走，会造成滑环环面、碳刷温度急剧升高等不良影响。
风力发电机滑环、碳刷装置安装在滑环室里面，空间比较封闭，因此，发电机滑环、碳刷运行中通风散热问题就显得尤其重要，滑环系统冷却一般采用轴流风机对滑环、碳刷进行降温，确保冷却回路通畅，才能达到冷却效果，降低故障率。
2.碳刷材质的影响，如材质过硬，影响滑环和碳刷的动、
静接触面，加大滑环摩擦，造成环面损伤；材质较软，电刷
极易磨损，更换频繁，维护成本增加。
3.维护期间碳刷安装应规范、合理。
碳刷安装在刷握中不能过紧或过松，太松会引起碳刷在刷握内振动，导致电刷接触不良，太紧会影响碳刷在刷握中的自由滑动，严重时会出现“卡死”现象，一般两者之间较为合理的间隙，同时注意刷握安装时要与滑环同心，避免出现碳刷偏磨现象；另外，恒压弹簧的作用是提供碳刷与滑环的接触压力，确保两者之间有效接触，当压力过小，虽然可以降低摩擦系数，减少机械磨损，但电气磨损却会大大增加，影响碳刷导电性能，反之，导电性能虽然增强，但碳刷磨损较快。
四、滑环系统的维护
根据以上分析的各种原因，结合风电场处理滑环故障的一些经验，可采取以下措施，减少故障。
1.除检修期间外应定期对机组滑环系统加强巡检，建议每三个月巡检一次。
2.选用材质良好的碳刷，维护时应及时更换寿命线以下的滑环碳刷及接地碳刷。
3.恒压弹簧要装配到位，如弹簧工作异常需及时更换。
4.检查碳刷接触面是否合格，刷辫是否有断股，接头是否良好，刷辫与刷架联接是否牢固，接触部位是否清洁，防止碳刷与滑环刷架连接处接触不良。
5.检查刷握与滑环环面的距离,刷握与滑环是否同心及
碳刷与刷握间隙是否合理。
6.检查接地碳刷刷辫、接地线是否连接可靠，接触面是否清洁。
7.保证滑环系统散热回路工作正常。
通过上述内容可以看出，滑环系统在双馈式风力发电机组中具有重要作用，滑环系统的良好维护可延长滑环的使用寿命、降低维护成本、减少机组故障率、提高机组发电效率，日常维护的进一步精细也会对机组的安全、稳定运行起到积极作用。
图二 Vestas2.0MW机组滑环系统维护期间对碳刷长度进行测量。