恩德风机运行规程 - 图文(6)

（9）滑环系统

图17 滑环

滑环是利用滑动接触单元，将机舱内提供的动力电源和控制信号传递到叶轮里的变桨控制系统。滑环关键部件采用金和金弹簧线的技术。滑环壳体由铸铝制成，密封和防护等级高。滑环的制造工艺很精细，运行要求有很好的工况，不允许踩踏。

7.3.2.2 偏航系统

（1）偏航系统的主要作用有两个：

①与风力发电机组的控制系统相配合，根据风速仪和风向标的检测值，自动使风轮对准风向，以提高风力发电机组的风能利用效率。

②在扭缆状态时，风机能够解缆，恢复动力电缆的自然状态，防止电缆扭断，保证风力发电机组的安全运行。 （2）偏航系统的各个部件功能如下：

图18 偏航系统

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①偏航编码器

偏航系统有一个旋转编码器，编码器的小齿轮与偏航轴承外齿圈啮合，机舱旋转一圈时，偏航编码器发出342个脉冲给主控制器，主控制器通过判断脉冲数量，算出机舱偏航的度数。

编码器方向定义（从空中往下看）：

0°北方； 90°东方； 180°南方； 270°西方；

图 19 偏航编码器

顺时针方向旋转编码脉冲计数器脉冲数递增，逆时针方向旋转编码计数器脉冲数递减。编码计数器的值为实际扭缆值（在0°～1080°之间），机舱的绝对位置在0°～360°之间。如果电缆被沿顺时针方向或者逆时针方向缠绕720°到1080°，风机在风速小于3m/s时，风机将执行自动解缆程序。如果电缆被沿顺时针方向或者逆时针方向缠绕超过1080°，但不超过1330°时，风机在故障排除后，会自动执行解缆程序。当编码计数器运行到1260°时，将会触发 Cable twisted 限位开关并停机，需将机组进行手动解缆操作。如果电缆缠绕超过1330°时，cable twisted 限位开关没有触发，此时编码计数器内串联的风机安全链将会打开，风机急停。发生这个故障时，要仔细检查所有电缆扭缆情况及受损情况，检查偏航编码计数器的电缆连接，对扭缆开关进行性能校验。

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②偏航轴承

偏航电机下面有一个小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮为偏航轴承外圈，偏航电机驱动机舱围绕偏航轴承外齿圈沿水平方向旋转。偏航轴承外圈与主框架相连接，承载着机舱全部重量。偏航轴承内圈与塔筒固定在一起。 ③偏航驱动器

偏航驱动装置由驱动电动机、减速器、传动齿轮等组成。偏航驱动装置要求起动平稳，转速均匀且无振动。在风力发电中，叶轮应该总是处在对风状态，以便于风轮最大程度的吸收风能，偏航电机的作用就是转动机舱使叶轮正对风向。 ④偏航制动器

风电机组在运行过程中，为避免微小自由偏转，防止偏航齿轮因交变应力引起的过早损坏，液压系统通过10个偏航刹车钳对偏航刹车盘施加150bar的压力。在偏航过程中，采用余压紧压偏航刹车盘，可以有效减少因风向变化对偏航齿轮产生交变载荷的危害。 7.3.2.3 发电机

Nordex1.5MW风机采用的是德国Winergy双馈异步发电机。发电机定子直接与电网连接，转子经变频器与电网连接。发电机的主要组成部分有：定子、转子、加热器、抗磨滚珠轴承、冷却通风系统、集电环、速度编码器、温度传感器、端子接线盒。下面将对各部件分别进行介绍： （1）定子

定子由铁芯、绕组以及固定这些部分的其他组件构成。绕组（U1,V1,W1）的始端引出到定子接线母排，母排连接4根180mm2电缆至塔筒底部变频器。 （2）转子

转子绕组材料为E-Cu扁钢丝，转子终端的K、L、M绕组从轴孔引出到集电环上，转子电缆通过碳刷与集电环的滑动接触，将变频器励磁单元直接与发电机转子相连。 （3）加热器

在发电机和集电环室装配了加热器，他们通过接线盒与控制柜连接。 （4）抗磨滚珠轴承

轴承通过圆形端盖的支撑安装在机座正中。轴承润滑脂排出端口位于两个轴承端盖处，轴承端盖的底部有多个开口和一个油脂收集装置。

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（5）冷却和通风

发电机采用空－空的冷却系统。散热风扇从发电机驱动端上方的吸气口吸取空气，使冷空气通过热交换器的铝制管道，将热空气排出机舱外，此外还有一部分热空气吹至滑环室，除了给集电环降温，还将集电环摩擦产生的碳粉吹到集电环下部的滤网上。 （6）监控信号

发电机配置了以下监视装置： ①6个温度传感器（Pt100）；

②每个轴承装有两个温度传感器（Pt100）； ③定子接线箱装有两个温度传感器； ④用于监视碳刷磨损的触点； ⑤用于监视发电机过电压的信号。 （7）集电环室

集电环室有3个独立滑环和1个非独立滑环（用于主轴接地的连接）。集电环室所有的碳刷通过软连接电缆直接接至转子接线盒，实现发电机转子与变频器励磁系统的滑动连接。每个碳刷都有一个行程开关监视碳刷磨损情况。 （8）转速编码器

在主轴的非驱动端安装有一个双通道增量式转速编码器，用于监测发电机转速，这个转速信号直接给变频器，用于发电机的功率输出。

图20 转速编码器

7.3.2.4 变频器

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变频器是给发电机转子提供励磁的重要设备，由于风速的不稳定性，转子侧转速变化范围很大。变频器主要的功能就是通过励磁补偿变化的转速，使发电机转子励磁频率稳定在同步转速，保持稳定的发电机定子侧出口电压。

图21 变频器

（1）电气组成元件

变频器主要组成有：并网开关、IGBT、机侧控制器HU、网侧控制器SU、du/dt filter、Mains chock、Crowbar、直流充电电路等。

图 22 SEG变频器基本结构

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