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1、大型风力发电机偏航系统一般采取图2.6所示的结构。风力发 电机机架安装在回转支撑（偏航轴承）上，回转支撑的内齿圈与塔筒 用螺栓紧固相连，外圈与机架固定。当需要随风向改变风轮位置时， 通过安装在驱动部件上的小齿轮与大齿圈啮合带动主机架和机舱旋 转使风轮对准风向。图2 6偏航系统结构2.3.2偏航驱动部件偏航驱动部件一般由电动机、大减速比减速器和驱动小齿轮组成，通过法兰连接安装到主机架上，如图2.7所示。图2.7偏航驱动装置Fig.2.7 The yaw drive apparatus由于设计空间有限，驱动部件一般选用转速较高的电动机，以尽 可能的减小设计结构的体积。由于偏航驱动的要求输出的电机转
2、速很 低，所以必须采用紧凑的大速比减速器，以满足偏航执行机构的设计 要求。根据设计要求偏航可选择立式或其他形式的安装，采用多级行 星齿轮传动，以实现大速比和紧凑型的要求。表2.1所示为某风力发电机偏航减速的设计指标Table2.1 Wind turbine yaw reducer technical indicators额定输入功率0.55kw使用寿命20年额定输入转速695r/min噪声 W85dB额定输出转速 0.437r/min 额定扭矩 10N.m 减速比 1590 重量 160kg偏航驱动装置一般都是多组（有2组、4组和6组等），驱 动装置对称的分布在偏航轴承齿圈周围，以达到受力均匀
3、传动平稳的 目的。2.3.3偏航轴承偏航轴承是保证风电机组可靠运行的关键部件，是一种采用滚动 体支撑的专用轴承。偏航轴承相对于普通轴承来说，偏航轴承的显著 特征是具有可实现的外啮合或内啮合的轮齿齿轮，如图2.8所示。滾动体传动齿轮图2.S偏航轴承结构图Fig.2.8 Yaw bearing structure diagram风电机组的偏航轴承运动的转速很低，一般轴承的转速n W 10r/min。但由于承受风电机组的所有运动部件的产生的轴向力、径 向力和倾覆力矩，要求轴承部件有较高的承载能力和可靠性。考虑到 风电机组的运行特性，此类轴承的承受载荷的变动幅值较大，因此对 动载荷条件下的接触和疲劳强
4、度设计要求较高。同时在极限载荷的作 用条件下，轴承滚子的接触应力分析也是保证其可靠工作的设计因 素。偏航轴承的齿轮为开式齿轮传动，受环境影响较大、受载复杂， 基本的失效形式为轮齿的折断和磨损。设计实践表明，除了滚动体破 坏外，轮齿的损伤是导致偏航失效的重要因素。由于设计载荷难以准 确的掌握，传动部分的结构强度往往决定了轴承的设计质量 2.3.4 偏航制动器为保证风电机组运行的稳定性，偏航系统一般需要设置偏航制动 器，多采用液压钳盘式制动器，图 2.9 给出一种钳盘式制动器的设 计结构。制动盘的材质应该有足够的强度和韧性，要求在风电机组寿 命期内，制动盘不会出现疲劳等形式的失效。制动钳一般由制动
5、钳体 和制动块组成，制动钳通过高强度螺栓连接在主机架上，制动衬块应 由由专用的耐磨材料制成。丄弓甲筑上-能ICP田!革 3-洁珏白-進:孤L b-ihEmt 氐制阚予呻 r-岂怦潅丄 H-图2.9偏航制动器结构简罔对偏航制动器的设计基本要求，是保证风电机组额定负载的情况 下制动转矩稳定，且制动过程中没有异响噪声。制动器在额定负载下 配合时，制动衬垫和制动盘的贴合面积应不小于设计面积的50%, 制动衬垫周边与制动钳的配合间隙不小于0.5mm。偏航制动器可采 用常闭和常开两种结构形式。其中常开式制动器是指在驱动的条件下制动器处于松开状态，常闭式制动器则是在驱动作用力时处于锁紧状态。考虑制动器的失效
6、保护，偏航制动器多采用常闭式制动结构。2.3.5偏航保护装置偏航系统还需要偏航保护装置，一般的偏航保护装置包括偏航计数装置和解 缆保护装置两部分。偏航计数器的作用是记录偏航系统的旋转圈数，当系统旋转 圈数达到设计所规定的解缆圈数时，计数器则给控制系统发出信号使风电机组进 行解缆。解缆保护装置也是偏航系统必备的装置，解缆装置一般由控制开关和触点机 构组成，控制开关安装在机组的塔筒内壁上，触点机构安装在悬垂部分的电缆上。 它是出于失效保护的目的而安装在偏航系统中的。它的作用在偏航系统的偏航动 作失效后，电缆的扭绞达到威胁机组安全运行程度时，发出指令使机组进行紧急 停机。一般情况下，这个装置独立于控制系统，一旦触发风力发电机组必须紧急 停机。|111i/V歸评动裝蕭：召-偏航时谨反罔：匸-朗理；D-剎车酪：E-填顾法二：卜同嘱汁;剎车器：1-勰库器图5.1偏航系统结构示意图
偏航系统安装
