资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,直驱,风力发电组,的偏航系统,直驱风力发电组,直驱风电机组偏航系统电气原理,3,授课提纲,直驱风电机组偏航系统概述,1,直驱风电机组偏航系统结构,直驱风电机组机舱机舱装配工艺,4,2,直驱风电机组偏航系统电气原理3授课提纲直驱风电机组偏航系统概,偏航系统是,水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之一。其,主要功能就是捕捉风向,控制机舱平稳、精确、可靠的对风，使机组发电时叶轮始终处于迎风方向，充分利用风能，提高发电效率,1,、直驱风电机组偏航系统概述,1.1,偏航系统的功能,偏航系统是风电机组特有的伺服系统，偏航系统的主要作用有两个。其一是与风电机组的控制系统相互配合，使风电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风电机组的发电效率，同时在风向相对固定时能提供必要的锁紧力矩，以保障风电机组的安全运行。其二是由于风电机组可能持续地一个方向偏航，为了保证机组悬垂部分的电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂、失效，在电缆达到设计缠绕值时能自动解除缠,33,绕。,偏航系统是水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之,偏航系统是由偏航控制机构和偏航驱动机构两大部分组成。其中偏航控制机构包括风向传感器、偏航控制器、解缆传感器等几部分，偏航驱动机构包括偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器（或偏航阻尼装置）等几部分组成。,1,、直驱风电机组偏航系统概述,1.2,偏航系统的工作原理,工作原理：,根据风向标确定的风向，偏航,控制系统控制,伺服电机驱动偏航轴承内齿圈带动机头转动，使叶轮正面迎风，在保证机组安全的同时实现最佳风能接收；当风向不发生改变或改变较小时，制动器锁定机头，避免机头不断摆动带来的各种问题。,偏航系统是由偏航控制机构和偏航驱动机构两大部分组,2.1,偏航系统总体结构,1,、机舱铸件；,2,、机舱尾罩；,3,、气象站；,4,、偏航驱动；,5,、偏航轴承及制动盘；,6,、偏航制动器；,7,、通风冷却系统；,8,、液压、润滑系统；,9,、机舱控制柜；,10,、其它（爬梯、地板、走线架、灭火器、机舱照明灯、横梁、偏航锁紧装置、自动提升装置、解缆传感器等）。,2,、直驱风电机组偏航系统结构,2.1 偏航系统总体结构 1、机舱铸件；2、直驱风电机,作用：作为承载体，要求便于运输、吊装及风场维护。,材料：球墨铸铁，要求经有限元分析满足强度要求。,重量：铸件,12T,，装配完成后,19T,；机舱吊耳按,25T,吊钩尺寸设计，满足吊装要求。,尺寸：装配体,4.1m3.4m3.6m,，满足运输要求；,2,、直驱风电机组偏航系统结构,2.2,机舱铸件,作用：作为承载体，要求便于运输、吊装及风场维护。2、直驱风电,机舱尾部为玻璃钢结构整流罩，玻璃钢结构减轻了机舱整体重量，其流线型造型确保风能转换效率得到提高。,包括：顶部通风管道接口；天窗、逃生口。,2.3,机舱尾罩,2,、直驱风电机组偏航系统结构,机舱尾部为玻璃钢结构整流罩，玻璃钢结构减轻了机舱整,（1）液压系统：为叶轮维护锁紧销提供锁紧力；为叶轮转动刹车提供制动力；为机舱偏航提供阻尼（带压偏航）；,机舱偏航刹车提供制动力，偏航时释放。,（2）润滑系统：为,润滑系统为偏航轴承、偏航驱动提供润滑脂。,2.4,液压,系统与润滑系统,2,、直驱风力发电机的结构,（1）液压系统：为叶轮维护锁紧销提供锁紧力；为叶轮转动刹车提,偏航驱动固定在机舱上，小齿轮与偏航轴承齿圈啮ni合，结构包括：偏航电机、减速器、小齿轮。,偏航驱动装置一般有,4,组，电机功率,2.2kw,内部含有温度传感器，控制绕组温度在,155,之内。,要求能使机舱相对塔筒旋转，其目的是保证风机正向迎风和背离风向或者在电缆过度扭缆时解缆。,2.5,偏航驱动,2,、直驱风电机组偏航系统结构,偏航驱动固定在机舱上，小齿轮与偏航轴承齿圈啮ni,偏航轴承外圈与机舱连接，内圈与塔筒顶部法兰连接。,二者之间有制动盘。偏航轴承的外环的外部齿轮部分有偏航驱动，安装在铸造架上。,制动盘和偏航制动器组成偏航制动系统。,2.6,偏航轴承及制动盘,2,、直驱风电机组偏航系统结构,偏航轴承外圈与机舱连接，内圈与塔筒顶部法兰连接。,偏航过程结束后，通过制动器上下钳闸夹紧制动盘，将风机固定在某个方向。,液压制动器,通过液压控制，偏航时释放压力，保证机组能够自,由转动；偏航结束后施加压力实现制动。,机械制动器,通过碟簧提供压力夹紧制动盘，该夹紧力始终存在，偏航时驱动力矩需克服该夹紧力产生的摩擦力矩。,两种制动器对比,液压制动稳定、快速，且能提供较大的,制动力矩，,但对液压系统要求高；机械制动碟,簧在使用过程中会松弛，提供的制动力矩较小。,2.7,偏航制动器,2,、直驱风电机组偏航系统结构,偏航过程结束后，通过制动器上下钳闸夹紧制动盘，将,2.8,通风冷却系统,2,、直驱风电机组偏航系统结构,主要作用：冷却发电机,组成：换热器,+,鼓风机,+,通风管道,鼓风机：从机舱内吸取冷空气，并鼓入发电机锥形支撑内而带走热量。,内循环,机舱内冷空气经鼓风机、发电机、管道、换热器后回到机舱。,。,换热器：从外界吸取冷空气，通过散热片与从发电机处过来的热空气进行热交换后，排放到外界。,外循环,外界空气经换热器后回到外界。两条循环线空气只有热交换并没有接触，可以防止外界盐雾、杂质等进入机组。,2.8 通风冷却系统2、直驱风电机组偏航系统结构 主要,2.9,解缆,系统,2,、直驱风电机组偏航系统结构,解缆系统的扭缆开关,主要作用是防止机舱在转动时内部电缆过度缠绕而损坏，它,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，,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。当风速超过25 m/s时，自动解缆停止。自动解除电缆缠绕可以通过人工调向来检验是否正常。当调向停止触点由常闭进入常开状态时，风机自动解除电缆缠绕，此时风力发电机应不处于维修状态，因此自动调向功能在维修状态时无法使用。,2.9 解缆系统2、直驱风电机组偏航系统结构 解缆,装配在机舱顶部，要求防雷击，能检测风向、风速变化。包括：,气象站支架：中空，便于电缆走线,防止电线长期暴露在外而老化。同时，在支架中装有接地螺栓。,避雷针：防雷击，通过接地螺,栓将雷电导入地下。,风向标：感应风向变化，并将信号传递到偏航电机。,风速计：用于测量风速,航空警示灯,温度传感器,2,、直驱风电机组偏航系统结构,2.10,气象站,装配在机舱顶部，要求防雷击，能检测风向、风速变化,气象站,风向标作用：,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，分别,安装在机舱顶部两侧，以便互相校验，排除可能产生的误信号。,风向标工作原理：,风速风向仪就是实现这个功能的。,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，偏航系统不会起动风向标内部装有一个,6,位的格雷码盘，利用光学原理，风向标的角度可以实现,0-359,的监测。,补充：风向标,2,、直驱风力发电机的结构,气象站风向标作用：主要测量风向与,风速计作用：,测,量风速大小，供给,PLC,进行运算控制，,位于机舱罩子外部，远离叶轮一侧，阻流板前面,。,风速计工作原理：,风力发电机组应有两个,可加热式风速计,（其中一个超声波）。,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。利用一个积分器将脉冲信号转换为电压信号，电压信号可以被,解析成,4-20mA,的输出信号。,补充：风速计,2,、直驱风力发电机的结构,风速计作用：测量风速大小，供给PLC进行运算控制，位于机舱罩,2.10,其它,2,、直驱风电机组偏航系统结构,机舱里其他部件：电缆楼梯、爬梯、地板、走线架、灭火器、照明灯、横梁、偏航锁紧装置、手动泵等。,2.10 其它2、直驱风电机组偏航系统结构 机舱里其他,直驱风电机组偏航电气系统,3.1,电气系统框图,3,、直驱风电机组偏航系统电气系统,直驱风电机组偏航电气系统 3.1 电气系统框图3、直驱风电机,手动,/,自动偏航控制（包括液压刹车）,气象站数据检测（风速、风向、温度）,润滑系统控制（主轴承、偏航轴承）,发电机定子温度及气隙温度检测和保护,烟雾检测及报警,扭缆检测及控制,与塔基,PLC,主站（光纤）及轮毂,PLC,从站（光缆）通讯,本地调试及维护接口,3.2,偏航系统功能,3,、直驱风电机组偏航系统电气原理,手动/自动偏航控制（包括液压刹车）3.2 偏航系统,机舱装配总成工序图（,23,步骤）：,机舱铸件清理,吊具总成装配,偏航轴承清理及装配,贴装机舱密封垫,机舱控制柜安装,制动单元装配,地板总成安装,发电机楼梯安装,通风机及主管安装,液压单元安装,偏航制动液压管路,爬梯总成安装,顶盖及气象站安装,灯安装部分,标识喷漆,解缆传感器安装,机舱罩安装,整理偏航锁紧装置安装,挡风板及机舱运输架安装,检查与测试,整理,包装待运。,4.1,机舱装配流程,4,、直驱风电机组机舱装配工艺,机舱装配总成工序图（23步骤）：4.1 机舱装配流程4、,1、机舱铸件的检查,（1）,对照机舱铸件图纸检查铸件的图号、序列代号是否符合要求。,（2）,检查铸件油漆表面,，要求油漆表面无损坏、装配表面无损伤。,（3）,用压缩气体吹净机舱铸件表面,，特别要注意清洁铸件安装表面与安装螺孔、偏航驱动连接孔、机舱润滑油脂孔等。,（4）内外表面,喷涂指定清洗剂来清洁污渍,，用布擦干后，再用干布浸清洁水擦拭干净。,（5）待表面干燥后，对于缺漆表面进行补漆。,4,、直驱风电机组机舱装配工艺,4.2,机舱装配工艺,1、机舱铸件的检查4、直驱风电机组机舱装配工艺 4,2.机舱吊具及枕木的安装,4,、直驱风电机组机舱装配工艺,4.2,机舱装配工艺,a),用起子去掉螺孔塑料保护盖，试装吊孔盖合格后卸下包装待运；,b),按图,1a,方式在机舱上对称安装两个,48,垫圈和,M48,螺母及,M0019,机舱回转吊具，均力紧固到位,c),将吊环螺钉,M20,旋入到位见图,1b,；,d),用吊带和,D,M0019机舱回转吊具，将机舱吊入装配工场两枕木工位上,2.机舱吊具及枕木的安装4、直驱风电机组机舱装配工艺,3,.偏航轴承的清理与装配,（1）组装好装配支架，用螺钉连接紧固。,（2）清洁装配支架，然后将机舱置于支架上。,（3）,偏航刹车片试装，将偏航刹车片与机舱底部凹槽装配，保持滑动配合,。,（,4,）试装完毕，将机舱调离装配支架，底面平置于两枕木上。,（,5,）打开偏航轴承包装箱，检查轴承表面无锈蚀、碰伤变形等缺陷。用干净的布擦拭轴承的上下表面。,（,6,）,在轴承上安装吊具，平置吊起偏航轴承吊入机舱装配支架的装配环板面上，偏航轴承的“S”点处在吊装放置过程中不得受力。,（,7,）检查两边螺孔尺寸，发现个别螺孔未攻丝 或攻丝深度不到位的，进行 攻丝处理，并清除切屑和毛刺。,4,、直驱风电机组机舱装配工艺,4.2,机舱装配工艺,3.偏航轴承的清理与装配4、直驱风电机组机舱装配工艺,Ba
展开阅读全文