浅谈直驱风力发电机组偏航异响原因分析及结构优化.pdf

【摘要】目前，大型直驱风力发电机组偏航系统由偏航驱动多级电机及偏航

减速器、偏航轴承、偏航刹车盘、偏航制动器、偏航润滑系统、液压系统设备等

组成。目前对风力发电机组偏航系统正常运行影响较大的难点就是偏航异响和振

动，偏航异响导致机组振动、刹车片磨损、风机载荷、疲劳度、螺栓受力等有很

大影响，长时间振动影响整机运行寿命，而且偏航异响声音分贝较高，穿透性较

强，噪音污染大，由异响产生的噪音污染会影响附近居民的生活。并且机组在偏

航时振动较大，导致机组报出如“偏航超时”、“叶轮锁定销未退出”、“偏航

过载跳闸”等故障，造成机组故障停机，损失发电量。因此，风电机组偏航系统

异响治理显得格外重要。

【关键词】兆瓦机组；偏航；异响;分析;研究

一、偏航系统功能介绍

偏航系统的功能就是跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，

使风轮扫掠面与风向保持垂直，使风轮正对风向以便最大限度地捕获风能。

液压制动阻尼系统包括液压系统和偏航制动器。当风力发电机组正对风向

发电时，液压系统促使偏航制动器全压制动，使风力发电机组稳定对风发

电运行。当风向发生变化时，机组启动偏航系统，此时液压系统压力下降

至24bar，产生在偏航制动器的摩擦片与制动盘之间的阻尼降低，确保风力

发电机组稳定偏航。

二、偏航系统异响产生原因及解决措施

1.偏航系统执行机构漏油导致偏航异响

直驱机组偏航刹车盘在出厂时，刹车盘表面附有一层防锈镀锌层，当

液压油或者润滑脂泄漏到刹车盘表面时，刹车盘表面镀锌层磨损后混合制

动器闸片闸灰，再加上泄漏出的油脂，在长时间偏航过程中会在刹车盘表

面结成硬块，同时泄漏出的油脂也会对制动器闸片表面形成腐蚀，造成制

动器闸片表面呈凹凸不平状态，在偏航时会发出尖锐的异响声。

解决方法：将角磨机安装固定在偏航刹车盘上，启动偏航，使得角磨

机均匀的对偏航刹车盘表面打磨，需注意：将表面镀锌层打磨平整光滑即

可，打磨厚度不得超过2mm。

打磨刹车片

2.偏航制动器漏油

直驱机组偏航系统使用的制动器主要为华伍或焦作制动器，这两种制

动器大致原理是一样的，由上下两块闸体、摩擦片、闸间管、闸内管、油

缸及防泄漏软油管组成，制动器漏油主要部位有：

①制动器油缸内密封圈老化导致油缸漏油：偏航制动器油缸内有5层

密封圈，在液压油推动油缸活塞运动时起到防止液压油渗漏的作用，在长

时间运行过程中，密封圈老化导致密封作用失效，判断制动器油缸是否漏

油，只需看制动器防泄漏油管内是否有液压油即可。

油缸密封圈

制动器油缸

解决方法：更换油管、密封圈或更换新的制动器

②制动器铁油管漏油：偏航制动器油管为金属铁油管，在一些寒冷地

区冬天由于热胀冷缩导致油管1804接头处渗油，渗出的油液流到刹车盘或

制动器闸片上，引起偏航异响，这种情况在冬天尤为严重。

制动器油管接头处渗油

解决方法：更换制动器铁油管，直接更换制动器成本较大，可用生胶

带在油管接头处缠绕后进行紧固。

③偏航轴承内圈漏油：偏航轴承内圈漏油的原因主要有两类，一种是

由于偏航轴承内圈密封圈漏油，不能起到很好的密封作用；另一种是风机

偏航润滑加脂控制逻辑错误，偏航加脂间隔时间较短，导致风机润滑系统

持续运行，轴承内部加脂过多，偏航密封圈胀开，导致润滑脂泄漏至刹车

盘。最后一种为润滑泵故障或润滑泵回路接触器故障，导致润滑泵长时间

运行，润滑脂加注过多。

偏航轴承内圈漏脂

三、机械部件摩擦导致偏航异响情况

兆瓦直驱机组有多个偏航驱动电机及减速器，在偏航时通过偏航电机

带动偏航减速器，偏航减速器带动偏航外轴承，达到偏航对风的作用。

1.偏航减速器齿轮断齿

在机组偏航时，偏航电机损坏或者过载，导致其中一个电机或者两个

电机带动偏航轴承运行，就会造成减速器齿轮受力过大或齿轮质量问题导

致断裂，在偏航时不能完全接触或者在接触时机组振动，导致偏航系统异

响。

偏航减速器齿轮和偏航轴承外圈