【2017年整理】偏航制动系统

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1、第一个2.1 总描述按照下面的几页描述该平台，设计用在风力条件中，按照 IEC TC lla.Avantis AV908 平台设计为全范围的俯仰，可变速度风力发电机，带有一个直驱，多极环式发电机。通过一个电气俯仰系统实现功率调节，在用于高安全系统的 3 个独立叶片轴的直流技术的基础上。在两个主轴承中支持的转子。电气系统包括一个多极同步环式发电机，永久磁铁驱动，四个象限 IGBT-转换器用于全面转换。转子和机舱在上风向定位，通过一个主动式偏航系统对齐到风向。设计风力发电机在标准和极限气候条件中的操作。所有材料可用于在以后定义的环境中操作。通过另外的集热器（像加热器）等，可采用传感系统像热交换器，

2、润滑，或特殊电气元件能够每隔 6 个月进行标准维修。所有元件的总设计允许维修间隔增加到 12 个月，采用标准磨损和破损件。2.2.1 温度范围标准气候条件 冷气候条件 热气候条件操作 -15-40 -30-40 到 50残存物（停顿或空负载发电机）-20 -40 _标准条件和极限条件的温度范围5.1 制动力矩和速度参数AV 908型号 液压驱动钳式制动器先驱动制动钳的数量 4由于摩擦和压力变动的最小静态制动力矩 1600kNm偏航系统运动期间的额定力矩(20%-40%的静态最小制动力矩)300kNm在 20 年期间循环周期(一周期 :关和开) 130,0000在通过控制系统关闭后的制动位置 关

3、闭在栅极损耗下，手动停止或紧急停止后的制动位置关闭到至少 5 天每天偏航运动的累积 10 个全转连续操作时间（通过电缆减弯曲） 4 个全转衬垫耐久性到一定时间更换时必要的 2 年制动衬垫区域 138X425mm表面粗糙度 Ra=6，3制动盘厚度 40mm制动盘材料 S355 J2G3 或相似的偏航速度 0，5 度每秒6 设计要求和元件详细说明系统的设计（液压管路，制动钳零件结构和螺栓连接）要根据 IEC61400Ed.3 来进行。6.1 偏航制动钳使用无石棉衬垫。制动衬垫有一个摩擦值，根据表 5-1，在温暖，磨损和变动的衬垫摩擦系数状态下，确保摩擦值在最小的力矩之上。供应商确保考虑制动盘的温度

4、，且衬垫不可以超过使用材料的建议值。制动衬垫的使用寿命至少 2 年。在制动器使用和整个使用寿命过程中，一致的摩擦值有10%公差。必须给出衬垫的耐温性。6.1.1 偏航制动盘制动盘安装在塔顶法兰和偏航轴承之间。下面给出了尺寸。制动盘由 S355J2G3 或一个相类似的材料做成。制动盘的表面粗糙度 Ra=6.3um.6.1.2 螺栓连接按照 VDI2230 或其他建议标准设计螺栓连接。作为偏航制动器的总系统 机座座板连接有一定的生硬，进行一个有限元件调查，为了确定螺栓连接内部应力分布的“物理系数” 。螺栓的预紧使用系数和相关安装方法必须与 RSB 讨论。6.2 噪声放射机械在机械壳体内元件的噪音不

5、应超过 70dB(A)，没有音质。特别是偏航操作期间，选择耐用的制动衬垫避免产生尖锐的噪音。6.3 重量制动系统（制动钳）的最大重量，不许超过 1350kg.6.5.1 液压接口 连接压力管 1/4” 连接油泄漏管 1/8” 微型测量口压力侧 1/4”8 质量要求和系列产品的试车计划的质量检查和样机的试车且以后要提交系列产品的质量测试，并且与 RSB 讨论。8.1 首产品的测试 制动衬垫必须至少有两年的寿命，使用时间有 20%到 40%的完全制动力，需要考虑 400小时的使用时间。必须通过测试结果参数来证明。8.2 生产过程的质量检查在规定限制中的系统压力在制动器中制动衬垫退距最小为 42mm

6、液压管路泄漏系统加热器功能（如果可用的话）防腐最小厚度8.3 可靠性8.3.1 设计寿命在规定的载荷条件下，20 年中元件单元应有最短寿命（176000 小时） 。供应商应鉴定人和元件或有限制寿命的次装置，且应提供建议的保护维修要求。9.贴标签下列信息必须列在标签上： 制造商 序号 制动器型号 压力等级 夹紧力10 运输和包装在外面储存条件下，必须包装和保护元件。非防腐保护表面应覆盖有防腐蜡，确保在运输和储存过程中防止腐蚀。用塑料塞子保护盒关闭所有设备。属于制动器的一切部件都应包装（也包括制动衬垫） 。液压油的仅是例外，应单独的运输。第二个 偏航制动器液压站3 风力发电机描述和操作条件3.1

7、总描述AV908 和 AV928 风力发电机设计为三叶片全俯仰，变速风力发电机，带有永久磁铁直驱式的发电机。通过一个电气俯仰系统实现功率调节，在用于高安全系统的 3 个独立叶片轴的直流技术的基础上。电气系统包括一个多极同步环式发电机，永久磁铁驱动，四个象限IGBT-转换器用于全面转换。转子和机舱在上风向定位，通过一个主动式偏航系统对齐到风向。塔取决于一个轮毂高度且能设计为一个完整的管钢系统。风力发电机的一般设计能够在任何气候条件中操作。3.2 设计条件3.2.1 环境条件AV908 和 AV928 风力发电机的温度范围如下：描述 标准气候条件 冷气候条件 热气候条件最大操作温度 +40 +40

8、 +50最小操作温度 -15 -30 -15最小残存物温度（停顿或发电机空转）-20 -40 -20表四，外部影响的特征设计细节也许建立在标准条件上的基础上。必须提供操作限制，且得到 AVANTIS。4 偏航制动系统的描述4.1 一般功能偏航系统安装在铸造架里，包括四点双排滚轴轴承，能够支撑 6 个偏航驱动，偏航制动器系统主要包括制动盘，液压制动钳，制动衬垫和液压站。偏航轴承的内环栓到铸造架的底面部分。偏航轴承的外环安装在塔顶法兰，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。偏航驱动系统包括偏航齿轮盒外壳，且由交流电机驱动，交流电机配有失事安全制动器。偏航系统的功

9、能之一就是使机舱与风向平行。为了促进机舱的偏航运动，使用风力传感器且装载机舱顶部。如果风速超过 2.5m/s,偏航系统开始使机舱对齐。如果主风向的角误差超过 15，有关机舱位置超过 30 秒，偏航系统开始定位过程。偏航系统在有关小时内操作几次直到机舱对齐风向。在解开电缆过程中，偏航系统的最大持续操作。如，当电缆紧紧的缠绕，使得发电机停止运作，驱动偏航系统去合理的定位有风向的机舱。随着偏航制动盘放置在偏航轴承的外环合塔顶法兰间，制动盘的主动侧在塔内侧，制动钳放在塔内侧。主动式制动器系统包括四个以上的制动钳，制动钳安装在铸架底部件上，传送他们的夹紧力到制动盘。每个制动钳中的摩擦制动衬垫把接触点建立

10、在制动，转换夹紧力到制动力矩。当风力发电机不偏航时，全系统压力必须用在所有制动钳。如果栅极损耗，系统压力必须保持在制动钳上。在偏航过程中，通过系统压力减少到要求的最小设定点，需要减少制动力矩到更低液位面。液压系统的一般功能如下：制动钳的可调节压力限制由偏航活动和没偏航活动偏航制动器的压力释放用于偏航活动（如，减少压力）偏航制动器的压力释放用于解开电缆（如，零压力）偏航制动器的压力释放，用于维修，操作测试，和冲洗偏航制动器系统压力的维修时间超过 7 天（以防栅极损耗在缺少电源时，也需要手动泵使用全额系统压力到偏航制动系统。5.1 制动力矩和速度参数描述 可变的 数值 部件WTG 型 AV908

11、AV928WTG 额定功率 Prated 预额定 2.5 2.5 MW型号 液压驱动钳式制动器系统液压驱动钳式制动器系统液压制动钳数量 a 4 4(3)由于摩擦和压力变动的最小静态力矩TB min,dem 1600 1300 kNm偏航运动期间的 TB 偏航 300 260 kNm额定力矩（20%-40%的最小静态制动力矩）20 年间周期数（1 周期，开和关闭）N 循环周期 130，0000 130，0000在通过控制系统关闭后的制动位置关闭 关闭栅极损耗情况下手动或紧急制动后的制动位置t min 关闭至少 7 天 关闭至少 7 天每天积累的偏航运动10 个全转 10 个全转持续的操作时间（电

12、缆不能弯曲）4 个全转 4 个全转衬垫耐久性达到一定时限，需要更换N 年 2 年 2 年 年数制动衬垫的宽度 W 衬垫 138 138 mm制动衬垫的长度 L 衬垫 425 425 mm制动盘的表面粗糙度Ra 6.3 6.3 um制动盘厚度 tB,盘 40 40 mm制动盘材料 S355 J2G3 S355 J2G3偏航速度 Y 偏航 0.50 0.50 S表 5：偏航制动系统的参数6.1 液压站液压站包括下面的子系统：1. 电功率和信号系统2. 液压，油储存和带有阀门控制块的发电系统3. 支撑结构和接口安装的机械系统4. 管路分布液压站安装在油盘上，油盘是一个延伸件，且安装在偏航制动系统附件

13、的机座座板上，在弹性衬垫之间。制动钳需要两个管接头和一个排油管接头，使得油回到液压站防止油泄漏。在电气系统上，必须提供到液压站的整个电气接口，准备好的电线和贴了标签的接线盒稳当的放在液压站的位置上。需要设计液压系统，把系统压力用在所有制动钳上。在最糟糕的情况中，系统压力必须用于制动钳，持续时间为t min.设计液压站，以至于能够在同一时间同时启动四个液压钳。在泵排放状态下，控制阀（位置 20）设计为常开式控制阀。然而，需要一个非回流阀（位置 17）以避免缺电源时贮油槽中的液体回流。在液压管路中应该没有孔，确保在压力驱动的情况中偏航制动钳迅速关闭。在液压钳的往下运动部位中，至少有两个常开阀。在液

14、压管路中，一个压力常规阀（位置22.1）以系列的方式安装，用于定义偏航操作过程中的所需要的制动力矩。必须定义偏航操作压力，且要由供应商恰当的密封以防止不重合。寿命超过 20 年的偏航制动钳转动次数应至少为 1300000 次。液压制动钳上运动部位的蓄压器应设计用来保持系统压力，确保在栅极损耗事故中，制动器能够保持关闭状态。在栅极损耗事故中，24V 的控制阀通过一个 UPS 后备能源在短期限制时间内起到缓冲作用。偏航制动器回流管中，需要一个油过滤器防止颗粒和其他污染物进入液压站。在液压油箱中，除了可视油位指示器外，还需要电液油位和温度开关指示器。在检查系统过程中，提供最小接头塞进压力计中。在液压

15、线路中的所有减压阀应由制造商密封好。6.1.1 发热部件如果可能的话，应避免部件发热。在一个控制温度箱内测试各部件的特征，在里面测试，所得测试结果需要评审，为确保各部件的恰当性能。然而，在液压站中没有发热元件，那么就需要考虑系统可承受的可行性，3.2.1 规定的希望标准温度条件中常规操作液压站。6.1.2 液压油和过滤根据规格的要求（包括经济方面和当地可得到的可能性），制造商应提供建议的液压油型号，用于偏航制动器系统的液压站。提供的相关信息如下：1. 每种液压油的技术参数表2. 确定油温限制符合 3.2.13. 在厂内审查测试参数4. 每种液压油的安全参数表5. 使用液压油的恰当处理方法过滤油

16、以限制没用的颗粒污染油，污染液位值符合所选的元件和计划的使用。污染液位符合 ISO4406.滤油部件应每隔至少 6 个月更换。6.1.3 注油和排油液压站应运往没有开始注油的地点。可以得到安全排油的排油塞。运集油器时，集油器需装满氮。安装前，在带有塑料盖的两端保护液压管路中的所有管和液压软管，避免污染物污染。6.1.4 集成块集成块的优选材料是高质量钢，例如 C1018 铜钢带有锌合金或锻造铝合金（如，AI2219） ，相似的钢属性。其他材料的属性需要与 AVANTIS 讨论。6.1.5 油箱油箱必须满足 ISO4413 规定的设计和制造要求。储油箱必须装有 4 个更小的角形支架和装有一个底部排油盘。6.1.6 储油箱液压储油箱必须按照 GL 风电 2003 指导原则的相关参数来设计：1. 持续时间 t1 小时2. 制动衬垫磨损3. 3.2.1 规定的极限温度4. 栅极损耗期间的系统压力6.3 液压站重量液压站最大重量不应超过 85kg.6