风电机组偏航系统

4.3 偏航系统偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统，是风力发电机组电控系统必不可少的重要组成部分。

它的功能有两个：一是要控制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，自动解除缠绕。

风力机偏航的原理是通过风传感器检测风向、风速，并将检测到的风向信号送到微处理器，微处理器计算出风向信号与机舱位置的夹角，从而确定是否需要调整机舱方向以及朝哪个方向调整能尽快对准风向。

当需要调整方向时，微处理器发出一定的信号给偏航驱动机构，以调整机舱的方向，达到对准风向的目的。

风力机发电机组的偏航系统是否动作，受到风向信号的影响，而偏航系统及其部件的运行工况和受力情况也受到地形状况影响。

本章主要阐述偏航控制系统的功能、原理、以及影响偏航系统工作的一些确定的和不确定的因素。

4.3.1 偏航系统的工作原理偏航系统的原理框图如图4-11 所示，工作原理为：通过风传感器将风向的变化传递到偏航电机控制回路的处理器里，判断后决定偏航方向和偏航角度，最终达到对风目的。

为减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿轮上，带动风轮偏航对风。

当对风结束后，风传感器失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。

图4-11 偏航系统硬件设计框图4.3.1 偏航控制系统的功能偏航控制系统主要具备以下几个功能：（1）风向标控制的自动偏航；（2）人工偏航，按其优先级别由高到低依次为：顶部机舱控制偏航、面板控制偏航、远程控制偏航；（3）风向标控制的90°侧风；（4）自动解缆；4.3.2 偏航系统控制原理风能普密度函数为：432222||1K i W i W S S V ωφωππφ=⎡⎤⎛⎫⎢⎥+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（1） 其中，1()2i i ωω=-⋅∆，风波动频率；ω∆—积分步长；K S —表面张力因数； φ—风波动范围因数；W V —平均风速。

平均风速W V 附近的瞬时风速()Wv t 为：1()2co s()n W i i i v t t ωφ==⋅+∑（2）对于时变量i 而言，i φ为自由独立变量，0<i φ<2π，n 为积分步长数量。

风力发电机组偏航系统原理及维护UP77/82 风电机组偏航控制及维护目录1、偏航系统简介2、偏航系统工作原理3、偏航系统控制思想4、偏航系统故障5、偏航系统维护偏航系统简介偏航系统功能使机舱轴线能够跟踪变化稳定的风向；当机舱至塔底引出电缆到达设定的扭缆角度后自动解缆。

风向标风向标的接线包括四根线,分别是两根电源线,两个信号我们实际的线和两根加热线；目前每台机组上有两个风向标；风向标的N指向机尾；偏航取一分钟平均风向。

偏航系统结构4个偏航电机偏航刹车片10个偏航内齿圈塔筒偏航大齿圈侧面轴承偏航轴承内摩擦的滑动轴承系统；内齿圈设计。

偏航驱动电机：数量：4个对称布置,由电机驱动小齿轮带动整个机舱沿偏航轴承转动,实现机舱的偏航；内部有温度传感器,控制绕组温度偏航电子刹车装置,偏航齿轮箱：行星式减速齿轮箱偏航小齿轮偏航编码器绝对值编码器,记录偏航位置；偏航轴承齿数与编码器码盘齿数之比；左右限位开关,常开触点；左右安全链限位开关,常闭触点；偏航刹车片数量：10个液压系统偏航刹车控制；偏航系统未工作时刹车片全部抱闸,机舱不转动；机舱对风偏航时,所有刹车片半松开,设置足够的阻尼,保持机舱平稳偏航；自动解缆时,偏航刹车片全松开。

偏航润滑装置偏航轴承润滑150cc/周偏航齿轮润滑50cc /周用量3：1润滑周期16分钟/72小时偏航润滑油泵启动间隔时间：36H 偏航润滑油泵运行时间：960s偏航系统工作原理偏航系统原理由四个偏航电机与偏航内齿轮咬合,偏航内齿轮与塔筒固定在一起,四个偏航电机带动机舱转动。

偏航电机由软启动器控制。

偏航软启动器软启动器使偏航电机平稳启动；晶闸管控制偏航电机启动电压缓慢上升,启动过程结束时,晶闸管截止；限制电机起动电流。

偏航软起动器工作时序图1.主控给出软起使能EN命令；2.软起内部启动工作继电器READY接点闭合；3.启动初始电压30%Un；4.启动时间10s5.内部旁路继电器TOR接点闭合,晶闸管控制截止。

风力发电机偏航系统的工作原理风力发电机偏航系统是风力发电机的重要组成部分，它的主要作用是使风力发电机能够根据风向自动调整转向，使叶片始终对准风的方向，从而最大限度地捕捉到风能。

风力发电机偏航系统的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 风向检测：风力发电机偏航系统首先需要准确地检测到风的方向。

通常，系统会使用一个或多个风向传感器来测量风的方向，并将这些信息传输给控制系统。

2. 信号处理：一旦风向传感器测量到风的方向，这些信号就会被传输到控制系统中进行处理。

控制系统会根据这些信号来确定风的方向，以便后续的调整。

3. 偏航控制：确定了风的方向后，控制系统会通过调整发电机的转向来使叶片对准风的方向。

通常，风力发电机偏航系统使用液压或电动机来实现转向的调整。

控制系统会根据风向信号来控制液压系统或电动机，使风力发电机转向。

4. 转向调整：一旦控制系统调整了风力发电机的转向，风力发电机就能够始终面向风的方向。

这样，风力发电机的叶片就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。

5. 反馈控制：风力发电机偏航系统通常还会包括反馈控制，以确保风力发电机能够稳定地对准风的方向。

反馈控制可以根据风向传感器的信号来实时调整风力发电机的转向，以保持其对准风的方向。

总结起来，风力发电机偏航系统的工作原理是通过风向传感器检测风的方向，控制系统根据这些信号来调整风力发电机的转向，使其始终面向风的方向。

这样，风力发电机就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。

风力发电机偏航系统的工作原理的实现离不开风向传感器、控制系统以及液压或电动机等关键组件的配合。

通过这些关键组件的协同工作，风力发电机偏航系统能够实现稳定的转向调整，从而提高风力发电机的发电效率。

大型风力发电机组偏航系统介绍及故障分析X王晓东(中广核风力发电有限公司内蒙古分公司,内蒙古呼和浩特　010010) 摘　要:阐述了风力发电机组偏航系统的作用、结构和工作原理;分析了偏航系统常见故障,提出了解决方法。

关键词:风电机组;偏航;故障分析 中图分类号:T M614 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0075—01 偏航系统是风力发电机组特有的控制系统。

对于水平轴风力发电机组,为了能达到最佳的风能利用效率,应使叶轮跟踪变化稳定的风向,因此需要一个系统装置使叶轮正面对风,这套装置通常称为“偏航系统”。

1　偏航系统作用风力发电机组的偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。

被动偏航指的是依靠风力通过相关机构完成机组风轮对风动作的偏航方式,常见的有尾舵、舵轮和下风向三种;主动偏航指的是采用电力或液压拖动来完成对风动作的偏航方式,常见的有齿轮驱动和滑动两种方式。

对于并网型风力发电机组来说,通常都采用主动偏航的齿轮驱动形式。

大型风力发电机组常采用电动的偏航系统来调整机组并使其对准风向,风力发电机的偏航系统作用主要有两个:一是当风的方向变化时,能够快速平稳地对准风向,这样可以使叶轮跟踪变化稳定的风向,以得到最大的风能利用率;二是由于风力发电机组可能持续一个方向偏航,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够自动解缆。

由此可见偏航系统在风力发电机组中的作用非常大。

2　偏航系统的组成及工作原理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。

图1为风电机组的偏航系统结构图。

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。

偏航驱动机构一般由驱动电机、偏航行星齿轮减速器、传动齿轮、偏航轴承、回转体大齿轮、偏航制动器等几部分组成。

偏航驱动机构在正常的运行情况下,应启动平稳,转速均匀无振动现象。

偏航轴承的轴承内外环分别与机组的机舱和塔架连接器用螺栓连接,轮齿可采用外齿或内齿形式。

风电机组偏航系统规程1 简介偏航系统的作用主要有两个：一是根据风向仪的检测，在偏航控制系统的指令下，自动使风轮对准风向，提高风力发电机组的发电效率；二是提供必要的阻尼，防止在交变风力作用下机舱频繁摆动，减小振动，保证风机平稳、安全运行。

2 功能（1）正常运行和暂停状态时保持机舱的方向不变；（2）必要时解开扭曲电缆。

解缆系统有一个旋转编码器，借助偏航驱动总成的小齿轮与偏航轴承内齿的啮合传动来确定机舱旋转的度数，解缆系统还设有一个解缆开关进行极限保护。

3 偏航系统的组成偏航系统主要由偏航轴承、制动器支座、偏航刹车盘、偏航制动器、偏航驱动总成、接油盘、偏航编码器、解缆系统组成。

3.1 偏航轴承偏航轴承承载机组中主要部件的重量，并通过偏航驱动器与其内齿圈啮合传递推力到塔架，机舱旋转一定角度，使风轮精确迎对风向。

3.2 偏航驱动器每台风力发电机组共有4个偏航驱动总成，偏航驱动总成由驱动电机、偏航减速箱、偏航小齿轮组成。

偏航驱动总成在通过与偏航轴承内齿圈啮合带动整个机舱旋转时，要求起动平稳，转速均匀，无振动现象。

偏航驱动电机参数如下：类型：带制动器的三相电机，B5额定功率： 2.85KW电压： 380V频率： 50Hz额定转速： 1460rpm防护等级： IP54绝缘等级： ISO F制动器：失电弹簧制动，电磁松闸并带手动操作手柄式旋钮制动力矩： 46N.m偏航减速箱参数如下:额定功率： 2.85KW额定输入转速： 1460rpm额定扭矩： 19Nm名义传动比： 1113使用场合系数： 1.3使用场合系数（静强度）： 1.0接触强度安全系数：≥0.6接触强度安全系数（静强度）：≥1.0行星齿轮弯曲强度安全系数：≥1.0行星齿轮弯曲强度安全系数：≥1.0弯曲强度安全系数（静强度）：≥1.2所选轴承供应商：进口轴承使用寿命： 20年运行环境温度： -40℃～+40℃生存环境温度： -40℃～+50℃噪声（声功率级）：≤85dB（A）偏航小齿轮技术参数模数： 18齿数： 14压力角： 20°变位系数： +0.5表面粗糙度： Ra0.8齿面宽度： 130mm齿面硬度： 675HV齿轮精度： 8e26（DIN3963/DIN3967）齿形：鼓形齿偏航减速机的润滑润滑方式：浸油润滑＋油脂润滑齿轮润滑油： Shell Oamal HD320Mobil Mobilgear SHC XMP320Optigear Synthetic A320轴承润滑脂： 460#号锂基润滑脂3.3 偏航制动器每台风机配备12个偏航制动器，分为4组匀布于偏航刹车盘上。

风电偏航系统对风力发电机组性能参数的影响分析引言：风力发电是目前被广泛应用的清洁能源之一，其中风力发电机组是核心设备。

风力发电机组的性能参数对于发电效率和发电成本具有重要影响。

而风电偏航系统作为风力发电机组的关键部件之一，对风力发电机组的性能参数也会产生一定的影响。

本文旨在分析风电偏航系统对风力发电机组性能参数的影响，并探讨其原因。

一、风电偏航系统的功能和原理风电偏航系统是指风力发电机组中用于调整发电机组转向的控制系统。

其主要功能是使发电机组总是朝向风的方向，以最大程度地利用风能。

其工作原理主要包括风向传感器测量风向的角度和风向控制器根据测量值控制发电机组转向。

风电偏航系统的有效运行对保证风力发电机组的正常发电具有重要意义。

二、风电偏航系统对风力发电机组性能的影响1. 发电效率风电偏航系统能够准确将发电机组转向风向，保证了发电机组正对风的方向，有效提高了风能的利用率。

风能利用率的提高对于风力发电机组的发电效率具有明显的影响。

实际数据分析表明，当风电偏航系统正常工作时，风力发电机组的发电量可提高10%以上。

2. 可靠性风电偏航系统作为风力发电机组的控制系统之一，对风力发电机组的可靠性具有重要影响。

一旦风电偏航系统出现故障，无法及时将发电机组转向风向，可能导致风力发电机组失去发电功能。

因此，风电偏航系统的可靠性对于风力发电机组的正常操作至关重要。

3. 安全性风力发电机组在运行过程中，如果没有风电偏航系统进行风向控制，可能出现风力过大导致发电机组损坏的情况。

风电偏航系统能够及时对风力进行感知并调整发电机组转向，从而保证机组在安全范围内运行，减少损坏和事故的发生。

4. 维护成本风电偏航系统的运行需要定期的检查和维护，以确保其正常工作。

虽然维护成本会增加一定的费用，但相比于发电效率的提升和机组的可靠性、安全性的提升，维护成本是可以接受的。

并且风电偏航系统的可维修性较好，维护过程相对简单，可以降低维护的工作量和成本。

风电机组偏航系统
偏航系统是指风力发电机组在风向变化时保持一定的航向，使风电机
组的发电效率达到最优。

偏航系统由控制系统和驱动系统组成，它是指整
个风电机组的调节系统，它的作用是在自动把叶片中小的旋转和转向偏转
加以调节，以期达到最佳发电效果。

偏航系统的控制系统通常由一个传感器、一个控制器和一个两轴俯仰
控制器组成，控制器的逻辑由传感器收集的信息传输给俯仰控制器，从而
实现叶片旋转和偏转的自动控制。

驱动系统是指叶片旋转时的驱动机构，由驱动电机和传动机构组成，
它接受控制器传来的舵角控制信号，进而控制驱动电机的运行，实现叶片
的自动偏转。

另外，偏航系统还需要安装一个或者多个传感器，用以检测风向变化
并将信息传递给控制器，以便根据当前的风向变化对叶片进行相应的调节。

传感器的工作原理是检测风向，通过磁力计、陀螺仪或者红外传感器，将
信息传递给控制器，从而实现叶片的自动偏转和调节。

风力发电机偏航控制系统的研究一、本文概述随着全球对可再生能源需求的持续增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

风力发电机（Wind Turbine）作为风力发电系统的核心设备，其运行效率和稳定性对于整个系统的性能至关重要。

偏航控制系统作为风力发电机的重要组成部分，对于确保风电机组的安全运行和最大化能量捕获具有关键作用。

本文旨在深入研究风力发电机偏航控制系统的原理、设计及其在实际应用中的性能表现。

文章首先介绍了风力发电机的基本工作原理和偏航控制系统的基本构成，为后续的研究提供了理论基础。

接着，文章详细分析了偏航控制系统的关键技术和控制策略，包括传感器技术、执行机构、控制算法等，并探讨了这些技术和策略对风力发电机性能的影响。

在此基础上，文章通过实验和仿真研究，评估了不同偏航控制策略在实际应用中的效果，为优化风力发电机偏航控制系统提供了有益的参考。

文章还讨论了风力发电机偏航控制系统面临的挑战和未来的发展趋势，为相关领域的研究者和工程师提供了有价值的参考信息。

通过本文的研究，期望能够为风力发电机偏航控制系统的设计、优化和应用提供有益的指导，推动风力发电技术的发展，为实现全球能源转型和可持续发展做出贡献。

二、风力发电机概述风力发电机是一种利用风能转换为电能的装置，其工作原理基于风的动力学特性和电磁感应原理。

风力发电机通常由风轮（也称为风叶或转子）、发电机、塔筒和基础等部分组成。

风轮由多个风叶组成，当风吹过风叶时，风叶受到风力作用而旋转，进而带动发电机转动，发电机中的磁场与导体产生相对运动，根据电磁感应原理，导体中会产生感应电动势，从而产生电能。

风力发电机具有清洁、可再生、无污染等优点，是当前全球范围内大力推广的可再生能源发电方式之一。

风力发电机的装机容量和单机容量不断增大，技术也在不断进步，从最初的定桨距失速型发展到变桨距调节型，再到目前最先进的主动偏航控制系统，风力发电机的性能和稳定性得到了显著提升。

风电偏航系统对风电机组结构设计的要求风电偏航系统是风电机组中至关重要的组成部分，它在保持风机机组沿着风的方向运行方面起着至关重要的作用。

本文将探讨风电偏航系统对风电机组结构设计的要求，并讨论如何优化风电机组结构以满足这些要求。

风电偏航系统是一种用于调整风机朝向以使其面对风向的装置。

其主要由偏航轴、偏航驱动器、偏航控制器和偏航传感器组成。

风电偏航系统的主要任务是保持风机朝向风向，以确保风能的最大化利用和风机的稳定运行。

首先，风电偏航系统对风电机组的结构设计提出了一定的要求。

最重要的要求之一是结构的稳定性。

在强风等恶劣天气条件下，风机会承受巨大的风载荷，而风电偏航系统需要能够承受和分散这些风载荷，确保整个风电机组的稳定性，避免结构失效。

因此，风电机组的结构必须具备足够的强度和刚度，并考虑诸如风机塔架和叶片的几何形状、材料选型和连接方式等因素。

其次，风电偏航系统要求风电机组的结构设计应具备良好的动态特性。

风电机组在运行过程中会受到风速、风向和风功率变化的影响，而风电偏航系统需要根据这些变化调整风机的位置和姿态。

因此，风电机组的结构设计必须具备良好的响应速度和准确的控制性能，以实现风机对风向的快速响应和稳定运行。

此外，风电偏航系统还要求风电机组的结构设计应考虑风机的安全和可靠性。

风电机组通常设置在高海拔或海上等恶劣环境条件下，机组结构设计必须能够应对复杂和恶劣的外界条件，确保风机的安全运行。

因此，风电机组的结构设计应考虑诸如异常气象条件、雷电、环境腐蚀等因素，并采取相应的安全措施和保护措施。

最后，风电偏航系统对风电机组的结构设计还提出了可维护性和可操作性的要求。

风电机组通常需要进行定期维护和检修，因此结构设计应考虑维护人员的操作和维护便利性。

此外，结构设计还应充分考虑风机部件的可更换性和可升级性，以适应日益发展的风电技术。

为了满足风电偏航系统对风电机组结构设计的要求，可以采取以下优化措施：首先，设计高强度和高刚度的风机塔架。

风电偏航系统的发展历程与趋势近年来，风电偏航系统在风能发电领域得到了广泛应用和持续发展。

本文将详细介绍风电偏航系统的发展历程以及当前的趋势。

风电偏航系统是风力发电机组中的一个重要部分，它通过自动调整风力发电机组的转向，确保其面向风向，并最大限度地捕捉风能。

在风能发电的初期阶段，风电偏航系统主要采用了机械式偏航系统。

这种系统利用了风力对转子产生的力矩，通过调整偏航角度来实现控制。

然而，机械式偏航系统存在调节延迟和精度不高的问题，限制了风力发电的进一步发展。

随着科技的进步，电子式偏航系统应运而生。

电子式偏航系统通过安装在风力发电机组上的传感器和控制器实现了更精确的风向控制。

这种系统可以根据实时的风向情况和风力发电机组的运行状态，快速调整偏航角度，使风力发电机组始终面向风的方向。

电子式偏航系统的出现大大提高了风力发电的效率和稳定性。

目前，风电偏航系统正在朝着更加智能化和自动化的方向发展。

通过结合先进的传感技术、数据处理算法和智能控制系统，可以实现对风力发电机组的精细控制和优化调度。

同时，利用大数据分析和人工智能技术，可以实时监测和预测风能资源的变化，从而最大化地利用可再生能源。

另外，随着风力发电技术的不断突破和创新，风电偏航系统正在朝着更高效、更可靠的方向发展。

一方面，风电偏航系统在构造和材料上不断进行优化，以提高其稳定性和抗风能力。

另一方面，新型的控制策略和算法正在不断涌现，使风能发电机组能够更好地适应复杂多变的风能环境，提高发电效率。

在未来，风电偏航系统有望实现更加智能化和绿色化。

研发人员正致力于开发更高效、更智能的偏航系统，以满足不断增长的风能发电需求。

同时，通过与其他可再生能源技术的结合，如太阳能发电和储能技术，可以形成更为完善的能源系统，提高整体的可再生能源利用率。

总之，风电偏航系统作为风力发电的重要组成部分，在过去几十年里得到了快速发展。

从机械式偏航系统到电子式偏航系统，再到如今的智能化偏航系统，其发展历程充满了技术创新和进步。