1.5MW风力发电机
1.5MW双馈风力发电机振动研究
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｗｉ ｎｄ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ；ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｍｏ ｄ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ
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1.5MW双馈风力发电机技术改造研究--基于华锐SL1500机组
（3）参照GB/T 755要求，重新设计轴承温度传 感器安装位置，确保轴承温度监控有效。
（4）在确保发电机效率和电能品质的前提下， 增大发电机定、转子气息，减低发电机转子挠度， 防止转子挠度大引起的发电机振动异常。
（4）转子为散嵌结构，线圈端部未有效固定， 端部线圈与支架存在位移变化，可引发转子绝缘击 穿故障；
（5）转子铁心长，转子通风孔数量及通风直径 小，冷却风扇侧未有效优化风路结构，转子冷却风 扇处存在风路自循环缺陷；
（6）定子为散嵌结构，线圈两端端部未进行有 效固定，定子绝缘击穿风险系数高，PT100埋置在定 子线圈表面位置，不利于监控定子温升状况。
（3）传动端增加接地装置。通过转轴有效接 地，释放发电机转轴上电压，避免轴电压对轴承的 影响。 2.2.2 优化轴承润滑和轴承装配结构
（1）重新设计轴承润滑结构。减低轴承润滑通 道阻力，确保轴承有效润滑，防止轴承润滑不畅引 起的轴承高温疲劳故障。
（2）优化轴承装配结构。增加传动端轴承冷却 风扇，减低发电机轴承温升；优化发电机转子通风 结构，减低转子温升对轴承的热传导。综合减低轴 承温度，有效提升轴承使用寿命。
（1）进行发电机轴承选型设计。计算得到发电 机轴承使用寿命为不低于20年；轴承为非绝缘轴承 （FAG/SKF），采用进口件轴承，确保轴承质量可 靠性。
（2）将绝缘轴承结构改为绝缘端盖结构（如图 2所示）。绝缘体将端盖与轴承座隔离，阻断轴电 流的途径。采用绝缘端盖结构可提升发电机转轴对 地绝缘性能，确保发电机抗轴承电蚀能力[7]。优化 后，绝缘端盖耐压2 000 V（DC），对地绝缘电阻 ≥1 MΩ。
（8）检查发电机集中润滑器、转速编码器和滑 环系统，对其缺陷部分进行维护维修，提升发电机 整体质量性能。
1.5MW风力发电机组控制系统操作面板使用手册KFD-005000I_89_SM
密级：公司秘密东方电气自动控制工程有限公司DONGFANG ELECTRIC AUTO-CONTROLENGINEERING Co., Ltd.1.5MW风力发电机组控制系统操作面板使用手册编号KFD-005000ISM版本号A2010年09月编制10-09-13校对 10-09-21审核 10-09-23会签审定 10-09-24批准10-09-24编号 KFD-005000ISM换版记录版本号 日期 换 版 说 明A 2010.9 首次发布目录序号章节内容页数备注1 概述 12 0-1 登入登出 23 0-2 主界面 34 0-3 风机状态 65 0-4 参数设置 116 0-5 控制 47 0-6 统计 48 0-7 I/O模块 69 0-8 报警 2概述风力发电机组控制系统DYWCS5000配置有专为具有授权的风场调试和运行人员使用的触摸式液晶操作面板。
每套系统配2套液晶操作面板，分别安装在机舱控制柜和变频器处。
该面板可操作性强，人机界面使用方便，可以通过该面板对风机进行各项操作、浏览风机运行状态、修改各项参数、查看统计信息、查看报警信息等。
0-1登入登出1.1登入图0-1-1人机界面成功启动后即进入用户登陆界面(0-1-1)，使用者点击，弹出，点击该文字，弹出虚拟键盘如下图。
图0-1-2键盘按键包括“A-Z,a-z,0-9,←(删除)，回车(确认输入)，Clr(清除所有)，Del(删除后面的字符)，Ese(退出)，SPC等（图0-1-2）。
默认显示大写字母；选择a-z显示小些字母；选择0-9显示数字。
输入密码后点击回车获得相应权限，即可根据不同权限进入主页。
不同用户权限级别可进行不同权限的操作。
各权限分别为：1级：浏览，只能查看风机状态，不能进行任何操作；2级：供业主使用，可查看风机状态，对风机进行启、停、偏航、复位等控制；3级：供维护人员使用，除具备2级功能外，还具备修改参数功能；4级：厂内调试使用，可以进行任何操作。
1.5MW直驱永磁风力发电机总体设计
１ ６ ５ ０ ６ ９ ０ １ ５ ０ ８ ８ ８ ． １ ０ ． ９ ４ ８ ｌ Ｏ ５
［ ２ 】 周寿增 ， 董清 飞． 超强永磁体【 ｌ ． 北京： 冶金工业出版社，
２ ０ ０ ４
【 ３ 】薛玉石， 韩力， 李辉． 直驱永磁 同步风力发电机组研 究现
状与发展前景 ［ Ｊ 】 。 电机与控制应用． ２ ０ ０ ８ ， ３ ５ （ ４ ） ．
东方 电机 》 ２ ０ ｌ ４年 第 １ 期
５ ７ 等 性 能指 标均满 足规 定要求 ， 运行 平稳 ， 效 率高 ， 振 动小， 噪声低 。 各项性 能 指标达 到 国际 同类 产 品先
进水平。
同步 发 电机 第 １ 部分 ： 技 术条 件
Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ５ ３ ８ ９ ． １ ． ２ ０ １ ０风力 发 电机 组 低速永 磁 同 步发 电机 第 ２部 分 ： 试 验方 法
… １ 唐任远． 现代永磁 电机理论 与设计【 Ｍ】 ． 北京 ： 机械工业出
版社， ２ ０ １ ０
额定功率 Ｐ （ ｋ ｗ） １ ６ ５ ５ 额定 电压 【 Ｖ） ６ ９ ２ ． ３ ２ ７ 额定电流 ， （ Ａ ） １ ５ ０ １ ． ６ ｌ 绕 组电阻 Ｒ（ ｍｆ Ｄ ９ ． ９ ０ ７ 电压 总谐波畸变量量（ Ｔ Ｈ Ｄ） （ ％） ０ ． ９ ２ ６ 绕组温升 （ Ｋ） ｌ Ｏ １ ． １ 轴承温升（ Ｋ） ３ ０ 噪音测 试 （ ｄ Ｂ ） ９ ０ ． ６ 效率效率ｎ （ ％） ９ ４ ． ９ 振动测量 （ １ ａ ｒ ｎ ） ０ ． ６ ８ ７
（ ２ ） 结合直 驱风 力 发 电机 的特 点 ， 优 化 磁路 结 构 设计 ， 推广、 应用 性 能优越 的新 型永磁 材料 。
1.5兆瓦风机电控系统介绍
对于处于旷野之中高耸物体，无论怎么样防护，都不可能完全避免雷 击。因此，对于风力发电机组的防雷来说，应该把重点放在遭受雷击 时如何迅速将雷电流引入大地，尽可能地减少由雷电导入设备的电流， 最大限度地保障设备和人员的安全，使损失降低到最小的程度。金风 1.5MW风力发电机组的防雷系统就是遵循这一原则而设计的，从叶尖 到机组基础，各部分均采用了严密的防雷击保护措施（见上图），防 雷按照IEC61024标准所规定的I级保护等级要求，参照执行IEC 61400-24、DIN VDE 0127、GB50057-1994等标准金风1.5MW风力 发电机组的防雷系统，根据相应的防雷标准，我们将风力发电系统的 内外部分分了多个电磁兼容性防雷保护区。其中，在机舱、塔身和主 控室内外可以分为LPZ0、LPZ1和LPZ2三个区（如上图）。针对不同 防雷区域采取有效的防护手段，主要包括雷电接受和传导系统、过电 压保护和等电位连接等措施，这些都充分考虑了雷电的特点而设计， 实践证明这一方法简单而有效。
控制及安全保护
整个运行过程都处于主控PLC严密控制之中。其安全保护系统分三层结构：计算机 系统，独立于计算机的安全链，器件本身的保护措施。在机组发生超常振动、过速、电 网异常、出现极限风速等故障时保护机组。对于电流、功率保护，采用两套相互独立的 保护机构，诸如电网电压过高，风速过大等不正常状态出现后。电控系统会在系统恢复 正常后自动复位，机组重新启动。 具体运行过程为： A、当风速持续10分钟（可设置）超过3m/s，风机将自动启动。叶轮转速大于10.1转／ 分时并入电网。 B、随着风速的增加，发电机的出力随之增加，当风速大于12m/s时，达到额定出力，超 出额定风速机组进行恒功率控制。 C、当风速高于２２米/秒持续10分钟，将实现正常刹车（变桨系统控制叶片进行顺桨， 转速低于切入转速时，风力发电机组脱网）。 D、当风速高于28米/秒并持续10秒钟时，实现正常刹车；当风速高于33米/秒并持续1 秒钟时，实现正常刹车。 E、当遇到一般故障时，实现正常刹车。 F、当遇到特定故障时，实现紧急刹车（变流器脱网，叶片以7°/s的速度顺 桨）。
1.5WM机组主控系统介绍
数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。数 字量输出模块将CPU内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放 大的作用。输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交 流负载的双向晶闸管或固态继电器。（如图所示）
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成是A/D 转换器。（如图所示）
模拟量输出模块用于将CPU送给它的数字信号转换成为比例的电流信号或电压信号，对执 行机构进行调节或控制，其主要组成部分是D/A转换器。（如图所示）
3.4、倍福PLC模块
KL9010是K_BUS终端端子(模块)
KL9010总线末端端子可用于总线 耦合器和总线端子之间的数据交换。 每一个站都可在右侧使用KL9010 作为总线末端端子。总线末端端子 不具有任何其它功能或连接能力。
PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上 提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。
3.3、PLC输入和输出模块的基本原理
数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开 关等。数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。输入电 路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输 入电流一般为数毫安。（如图所示）
பைடு நூலகம்
维护模式激活 No
OR
Yes No
停机正常
Yes
维护
OR
Yes 维护模式激活 No
维护模式下电 No
机转速故障
Yes
OR
5.2 启动和并网控制
风力发电机的起动和并网过程如下：由风向传感器测出风向主控制 器使偏航驱动机构动作，从而使风力发电机组对准风向。同时检测风速 （只要有风发电机转子就有转动，随着风速的增加发电机的感应电压也 逐步增加，即电机端电压逐步升高），当风速超过切入风速时，机组开 始启动，当机组达到一定条件时，通过全功率变流器控制的功率模块和 变流器网侧电抗器、电容器的LC滤波作用使系统输出电压等于电网电压、 频率也达到并网条件，同时检测电网电压与变流器网侧电压之间的相位 差，当其为零或相等（过零点）时实现并网发电（这些条件在金风 1.5MW机组里全部通过变流装置的控制来实现，变流装置通过锁相控制 和SPWM调制等使机组输出达到并网条件）。
降低金风1.5MW机组变桨子站总线故障频次
降低金风1.5MW机组变桨子站总线故障频次摘要：风力发电是一种可再生的清洁新能源，随着我国风力发电装机比例的不断提高，其稳定可靠的运行方式备受关注。
金风风电1.5 MW风电机组是金风公司最早开发的一种永磁直驱风电机组，由于使用年限的增长，一些电器部件老化，金风风电1.5 MW机组的变桨子站总线故障频繁发生，对风电机组的高效、安全运行造成了极大的威胁。
因此，减少金风风电1.5 MW机组的子站总线故障频率，是提高风电机组运行效率的关键。
在具体的工程实践中，通过软件监控、加强设备的精细化维修以及改善 DP通信部件的工艺，可显著降低设备的故障频率，缩短停机时间，提高设备的可利用率及设备的可靠性。
减少金风风电1.5 MW 机组的子站总线故障频率，既有利于提高风电企业的经济效益，又满足了我国的节能环保需求。
本项目以金风风电1.5 MW机组为研究对象，针对金风风电1.5 MW机组变桨子站总线故障，探索减少其发生频率的方法与手段，有效地减少变桨子站总线故障频率，促使系统安全稳定与可靠运行。
关键词：故障诊断；变桨控制系统；风电机组To reduce the frequency of faults in the variable-rotor bus station of Jinfeng 1.5 MW unitZuo shi haiCGN New Energy Yunnan branch Mou Ting Fung Tun Wind Farm Chuxiong Yi Autonomous Prefecture, Yunnan provinceAbstract: Wind power is a renewable and clean new energy. With the increasing proportion of installed wind power in China, its stable and reliable operation mode has attracted much attention. Goldwind 1.5MW wind turbine is a kind of permanent magnet direct drive wind turbine first developed by GoldwindCompany. Due to the growth of service life and aging of some electrical components, the bus failure of the transformer station of the 1.5MW wind turbine frequently occurs, which poses a great threat to the efficient and safeoperation of the wind turbine. Therefore, reducing the frequency of sub-station bus failure of Jifeng Wind Power 1.5MW unit is the key to improve the operating efficiency of wind power units. In specific engineering practice, throughsoftware monitoring, strengthening the fine maintenance of equipment andimproving the process of DP communication components, the failure frequency of equipment can be significantly reduced, the downtime can be shortened, the availability of equipment and the reliability of equipment can be improved. Reducing the sub-station bus failure frequency of Jinfeng Wind Power 1.5MW unitis not only conducive to improving the economic benefits of wind power enterprises, but also meets the needs of energy conservation and environmental protection in China. This project takes Jinfang Wind Power 1.5MW unit as the research object, aiming at Jinfang wind power 1.5MW unit bus failure, explores ways and means to reduce the frequency of bus failure, effectively reduces the frequency of bus failure, and promotes the safe, stable and reliable operationof the system.Key words: fault identification; Variable pitch control system; Wind turbine set引言变桨系统是作为大型风电机组控制系统的核心组成部分，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。
1.5MW 风电机组叶片全寿命周期运行维护指导书
操作指导书目录一、前言 (1)二、叶片介绍 (2)三、叶片运输及到现场后检查 (4)四、叶片起吊 (7)五、叶片存放 (8)七、检查工具 (10)八、日常巡检 (11)九、定检维护 (13)十、缺陷处理 (19)十一、注意事项 (20)一、前言随着风机运行时间的积累延长，叶片开始出现部分缺陷，诸如叶片表面裂纹、鼓包、破损、凹坑、雷电接闪器腐蚀或发黑、叶片异响、开裂、甚至断裂等现象。
叶片是风电机组吸收风能的部件，其运行状况的好坏直接影响到风能利用效率、以及其它部件使用寿命。
必须从运输、起吊、叶片存放、日常巡检、定检维护、监测手段、故障处理及预防等多方面入手，使叶片在全生命周期内保持良好的工作状态，做到最大程度地保护叶片，保证安全、稳定运行，降低故障率，减少叶片断裂更换的风险，通过预防性的排查，及早发现叶片日常运行过程中的潜在问题，并进行有效处理，保证风机叶片的安全运行。
从运输、存放、吊装、运维、修理每个环节加强技术措施完善：1、叶片运输及到现场后检查制造商须提供陆运或海运的运输支撑装置。
叶片的支撑位置由制造商提供，根据运输车辆的通常规定，叶尖处的运输支撑工装与叶跟的距离选择适当。
山区运输叶片时，为了避开途中的障碍（树木、山体、电线等），可使用专门的扬举车运输。
2、叶片起吊叶片夹具必须设计成能够在叶片重心位置吊装叶片。
该区域至少要1m宽。
叶片前缘运输支架位置必须能满足运输、存放以及辅助吊装的要求，该区域至少需要600mm宽。
前、后缘保护套等辅助夹具必须标明吸力侧和压力侧。
3、叶片存放叶片可以进行露天存放，但必须使用专用的叶片存放工装，工装需要和地面固定牢靠，保证叶片不能触地面及大风下工装不会被吹倒。
4、叶片安装叶片安装前需要确认叶片配重是否符合要求，三只叶片的配对编号是否正确，确认后再进行安装。
把叶片安装在轮毂上，在螺栓和螺母表面均匀涂抹MoS2类润滑剂，然后按照规定的顺序和力矩紧固或预紧螺栓，确保螺栓紧固均匀。
30、1.5MW风力发电机组传动系统
风轮扫风面积为：
有
A = 3448 m2
叶轮扫风半径为：
R = 35 (米)
以上计算均是在理想条件下进行，现实条 件下空气密度彼此会有差异，各个效率因数也 会由于某种特定的原因被减小，因此考虑到实 际情况1.5MW风力发电机的叶片在理论计算值 给出后会给出一定的补偿，综合各因素，我公 司的1.5MW风力发电机组叶片的长度选取一般 为40.3m和42m。
水平轴风力发电机
叶片的数量
对于水平轴风力发电机来说，三叶片风力发电机 组是最常见的。相对于三叶片，双叶片和单叶片也有 它们的优点，可以节约成本减少风轮的重量。然而， 以保证同尺寸的三叶片风力发电机具有同样的出力， 使用的叶片越少，旋转速度就越高，或者叶片弦长就 越长。采用单叶片或双叶片还会由于惯性的变化导致 载荷的波动，这取决于叶片是在水平位置还是在垂直 位置，以及叶片位于上端及下端位置时的风速变化。
单叶片
双叶片
三叶片
因此，通常双叶片和单叶片都是连接在所谓 的跷铰式轮毂上，此时风轮是铰接在主轴上的 。这种设计允许风轮跷转以消除部分不平衡载 荷。单叶片风力发电机不如双叶片风力发电机 使用广泛，主要因为单叶片风力发电机转速高 ，载荷不平衡，噪音大，同时还有视觉美观问 题，需要平衡重块来平衡风轮叶片的偏载。
叶片的几何形状
风力发电机组风轮叶片的外形轮廓是基于空气动 力学考虑设计的，叶片的横截面是具有非对称的流线 形状，迎风缘扁平。气动外形确立后，叶片要具有足 够的强度和刚度。叶片的型腔是空心的，是由两个壳 体粘接在一起构成的，上壳面是吸力面，下壳面是压 力面为使叶片有足够的强度和刚度，叶片型腔内有腹 板与上下大梁粘接，形成箱型端面结构。从结构力学 角度讲，叶片的腹板起到一个类似于梁的作用，简单 的梁理论在结构分析时可以用于模化叶片，从而确定 叶片的整体强度。
1.5MW风力发电机传热特性分析
０ 引 言
随着 全球能 源 问 题和 环 境 问题 的 日益 突 出 ， 开发 利用 清洁 能源 、 再生 资 源 成 为 世界 各 国 研 可
１８区域模 型 进 行 求 解 ， 出 电机 内 流体 场 和 温 ／ 得
度场的分布 ， 并对 电机在径向的温升分布和转子
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- 1 - 1.5MW双馈、恒频、 变桨风力发电机
国电联合动力技术有限公司 培训中心 - 2 -
1.5MW风力发电机 一、 风力发电机由叶轮、机舱、塔筒三大部分组成， 1.5MW风力发电机满发时1小时可以向电网输送1500度电量。 一群风力发电机，组成风力发电场（一般5万千瓦以下风电场可由地方发改委审批，即可建风力发电场，即33台1。5MW 49.5MW ） - 3 -
国内风电场厂每年满发电为2000-3000小时（每年8760小时） 按平均2300小时计算每度电0.56元，一个4.95万千瓦风电场 年售电收入为6375.6万元
风场建设费约4亿元，收回成本的6—8年 - 4 - 风力发电场 - 5 - 。 - 6 - 二、风力发电机整机主要包括： 1.机座 2.传动链（主轴、齿轮箱） 3. 偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承） 4.踏板 5.电缆线槽 6.发电机 7.联轴器 8.液压站 9.冷却泵(风冷型无) 10.滑环组件 11.自动润滑 12.吊车 13.机舱柜 14.机舱罩 15.机舱加热器 16.轮毂 - 7 -
1、 机座：机座是风力发电整机的主要设备安装的基础，风电机的关键设备都安装在机座上。(包括传动链（主轴、齿轮箱）、偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）、踏板和棒、电缆线槽、发电机、联轴器、液压站、冷却泵(风冷型无)、滑环组件、自动润滑、吊车、机舱柜、机舱罩、机舱加热器等。机座与现场的塔筒连接，人员可以通过风电机塔进入机座。机座前端是风电机转子，即转子叶片和轴。 - 8 -
2、偏航装置：自然界的风，方向和速度经常变化，为了使风力机能有效地捕捉 风能，就相应设置了对风装置以跟踪风向的变化，保证风轮基本上始终处于迎风状况。风力发电机的偏航系统也称为对风装置，其主要作用在于当风向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。另外、当风机对风相同一个方向旋转几圈之后，向塔筒底部输送电力的线缆也会扭转，为了保护电缆，系统会控制风机向相反的方向旋转，既解缆。 为了使风机的桨叶转子工作始终朝向某个方向，在风机内安设了偏航系统，风力机的偏航系统即对风装置。其作用在于当风速矢量的方向变化时，精密的测风仪器将检测信号传输给电脑的软件，经过分析后驱动偏航系统的电机和齿轮箱使风机尽可能的减少风能损失，快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。 借助偏航驱动电机转动机座，以使转子叶片调整风向的最佳切入角度。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来探知风向。通常，在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。 风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，为了增大偏航时的力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在偏航轴承上，带动风轮偏航对风，当对风完成后，风向标失去电信号，电机停止工作， - 9 - - 10 -
偏航的驱动机构 几乎所有水平轴的风电机都会强迫偏航。即使用一个带有电动机及齿轮箱的机构来保持风电机对着风偏转。1.5兆瓦风电机上的偏航机构上可以看到环绕内圈的偏航轴承，当系统接到偏航指令时，偏航电机开始运转，通过偏航驱动减速齿轮箱减速之后驱动偏航轴承来实现偏航。
偏航轴承 - 11 - 解缆 电缆用来将电流从风电机运载到塔下。但是当风电机偶然沿一个方向偏转太长时间时，电缆将越来越扭曲。此时我们的风机上安装有一个偏航计数器，当风机同一个方向转动一定的圈数之后，计数器给系统一个指令，系统控制风机往回转动，偏航刹车主机室的转动按照指令的方向，偏航电机转动，液压刹车系统处于释放状态，当偏航电机停止转动时，液压刹车系统处于刹车状态，将主机室固定在相应的位置上，实现解缆。
偏航的组成部件 整个偏航组件包括有偏航驱动电机、偏航驱动齿轮箱、偏航轴承、偏航刹车盘、偏航刹车钳、液压管路、回油管路、润滑系统等。 部分部件如下图所示： - 12 - 偏航刹车：风机的转动方向应该是按照指令的方向转动的。当偏航电机转动的时候，
液压刹车系统处于释放状态，这时偏航刹车钳还会有一定的抱紧量，以保证偏航的速度恒定，保护风机。当偏航电机停止转动时，液压刹车系统处于刹车状态，将风机固定在相应的位置上。 偏航刹车钳：它固定在风机机座上。 - 13 -
我们使用的偏航刹车钳有两个油缸，其大致结构如下图所示：当液压油通过液压油管和进入液压管道后，液压油推动活塞，然后活塞再推动刹车片，上下刹车片抱紧刹车盘实现刹车。
刹车盘：刹车盘和塔筒相连，当风机需要刹车，刹车钳就抱紧它的内缘。 偏航轴承：偏航轴承总成是风机及时追踪风向变化的保证。采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，沟道进行特别设计及加工，要承受大的轴向载荷和力矩载荷。采取有针对性的热处理措施，提高齿面强度，以保证轴承具有良好的耐磨性和耐冲击性。同时风机暴露在野外，轴承良好的密封性也是风机使用寿命的保障。 偏航电机、偏航齿轮箱：我公司目前使用的偏航驱动电机是电磁制动三项异步电动机，该机采用全封闭、自扇冷、鼠笼型、具有附加直流电磁制动器的三项异步电坳动，制动迅速、定位准确等优点。偏航齿轮箱为四级行星齿轮箱、继承了行星齿轮传动的一贯优点。 - 14 -
润滑系统、偏航编码器：偏航轴承在使用过程中需要不断地补充润滑油，主要润滑部位有轴承滚道和轴承内齿两部分。润滑系统主要部件如下、一个主油箱、两个分配器、两个润滑小齿轮、润滑管若干，各式接头若干。偏航编码器由一个尼龙小齿轮与偏航驱动齿箱齿轮啮合，可以计算出偏航圈数。 调整偏航齿隙用塞尺测偏航驱动器齿与偏航轴承标准齿啮合后未接触到一面的相应齿隙，并在驱动器端面与机架对应位置上做的标记。 测量时在驱动器端面上记录相应位置的齿隙值，不能达到相应要求，转动驱动器，调整驱动器的定位孔位置，再次测量，最终调整啮合齿间隙在适合范围内（0.54-0.70mm）为止。 3、传动轴链： 主要包括主轴、齿轮箱、高速刹车钳、浮动轴承及轴承座、止推轴承及轴承座等。风力发电机的低速轴将转子轴心与变速齿轮箱连接在一起。在一般的风电机上，转子转速相当慢，大约为0至20转每分钟。 - 15 -
4、齿轮箱： 使用齿轮箱，你可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩，转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。风电机上的齿轮箱，通常在转子及发电机转速之间具有单一的齿轮比。 齿轮箱作为风力发电机组中一个重要的机械部件，其主要功用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。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。
1.5MW风机使用的齿轮箱为两级行星齿轮传动一级平行轴齿轮传动。 - 16 -
4.1行星轮齿轮传动 4.1.1行星轮传动齿轮箱的优点： 1） 体积小、质量小，结构紧凑，承载能力大 一般在承受相同的载荷条件下，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的1/2～1/5。 2） 传动效率高 由于行星齿轮传动结构的对称性，使得作用于太阳轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。一般其效率值可达0.97~0.99。 3） 传动比较大， 在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。而且行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。 4） 运动平稳、抗冲击和振动的能力较强 由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于太阳轮的周围，从而可使行星轮与转臂的受力平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。 4.1.2行星齿轮传动的缺点是： 1） 材料优质； 2） 结构复杂； 3） 制造和安装较困难。 4.1.3行星齿轮工作原理 齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动。 - 17 -
4.2平行轴齿轮传动 为了方便线缆通过低速轴传递到轮毂内，必须将高速轴与低速轴分开，所以齿轮箱的第三级采用平行轴齿轮传动。
4.3齿轮箱与转子轴联结 锁紧套结构及原理：
外环轴套内环螺栓轴套螺栓螺栓锁紧前螺栓锁紧后内环转子轴转子轴外环
转子轴传入轴套后锁紧螺栓，外环移动对内环产生压力，内环和轴套变形从而使轴套与转子轴间产 - 18 -
生预紧压力，安全可靠的传递动力 锁紧套连接的特点： 1. 定心精度高。 2. 安装简单，无需加热、冷却或加压设备。 3. 可传动重载，适合动载荷。连接件没有键槽削弱，靠摩擦力传动，没有相对运动。 4. 有安全保护作用。 过载后转子轴与轴套相对滑动，从而保护齿轮箱、发电机等免受损坏。
齿轮箱除传动部件外还包括检测系统、润滑系统、控制系统、加热系统、冷却系统等。
齿轮箱的润滑 对润滑油的要求应考虑： 1）减小摩擦和磨损，具有高的承载能力，防止胶合； 2）吸收冲击和振动； 3）防止疲劳点蚀； 4）冷却，防锈，抗腐蚀。
齿圈齿圈
太阳轮太阳轮
低速轴高速轴
行星轮行星轮行星架
锁紧套