偏航制動(dòng)系統(tǒng)

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1、第一個(gè) 2.1總描述 按照下面的幾頁(yè)描述該平臺(tái)，設(shè)計(jì)用在風(fēng)力條件中，按照IECTCIla. AvantisAV908平臺(tái)設(shè)計(jì)為全范圍的俯仰，可變速度風(fēng)力發(fā)電機(jī)，帶有一個(gè)直驅(qū)，多極環(huán)式 發(fā)電機(jī)。通過(guò)一個(gè)電氣俯仰系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，在用于高安全系統(tǒng)的3個(gè)獨(dú)立葉片軸的直流 技術(shù)的基礎(chǔ)上。 在兩個(gè)主軸承中支持的轉(zhuǎn)子。 電氣系統(tǒng)包括一個(gè)多極同步環(huán)式發(fā)電機(jī)，永久磁鐵驅(qū)動(dòng)，四個(gè)象限IGBT-轉(zhuǎn)換器用于全面轉(zhuǎn) 換。轉(zhuǎn)子和機(jī)艙在上風(fēng)向定位，通過(guò)一個(gè)主動(dòng)式偏航系統(tǒng)對(duì)齊到風(fēng)向。 設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)和極限氣候條件中的操作。所有材料可用于在以后定義的環(huán)境中操作。通過(guò)另外的集熱器（像加熱器）等，可采用傳

2、感系統(tǒng)像熱交換器，潤(rùn)滑，或特殊電氣元件能夠每隔6個(gè)月進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)維修。所有元件的總設(shè)計(jì)允許維修間隔增加到12個(gè)月，采用標(biāo) 準(zhǔn)磨損和破損件。 2.2.1溫度范圍 標(biāo)準(zhǔn)氣候條件 冷氣候條件 熱氣候條件 操作 -15C-40C -30C-40C 到50C 殘存物（停頓或空負(fù)載發(fā)電機(jī)） >-20C >-40C — 標(biāo)準(zhǔn)條件和極限條件的溫度范圍 5.1制動(dòng)力矩和速度參數(shù) AV908 型號(hào) 液壓驅(qū)動(dòng)鉗式制動(dòng)器 先驅(qū)動(dòng)制動(dòng)鉗的數(shù)量 4 由于摩擦和壓力變動(dòng)的最小靜態(tài)制動(dòng)力矩 1600kNm 偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)期間的額定力矩（20%-40%的 靜態(tài)最小制動(dòng)力

3、矩） 300kNm 在20年期間循環(huán)周期（一周期：關(guān)和開(kāi)） 130,0000 在通過(guò)控制系統(tǒng)關(guān)閉后的制動(dòng)位置 關(guān)閉 在柵極損耗下，手動(dòng)停止或緊急停止后的制動(dòng)位置 關(guān)閉到至少5天 每天偏航運(yùn)動(dòng)的累積 10個(gè)全轉(zhuǎn) 連續(xù)操作時(shí)間（通過(guò)電纜減彎曲） 4個(gè)全轉(zhuǎn) 襯墊耐久性到一定時(shí)間更換時(shí)必要的 2年 制動(dòng)襯墊區(qū)域 138X425mm 表面粗糙度 Ra=6,3 制動(dòng)盤厚度 40mm 制動(dòng)盤材料 S355J2G3或相似的 偏航速度 0，5度每秒 6設(shè)計(jì)要求和元件詳細(xì)說(shuō)明 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（液壓管路，制動(dòng)鉗零件結(jié)構(gòu)和螺栓連接）要根據(jù)IEC61400Ed.3來(lái)

4、進(jìn)行。 6.1偏航制動(dòng)鉗 使用無(wú)石棉襯墊。制動(dòng)襯墊有一個(gè)摩擦值，根據(jù)表5-1,在溫暖，磨損和變動(dòng)的襯墊摩擦系 數(shù)狀態(tài)下，確保摩擦值在最小的力矩之上。供應(yīng)商確?？紤]制動(dòng)盤的溫度，且襯墊不可以超 過(guò)使用材料的建議值。制動(dòng)襯墊的使用壽命至少2年。在制動(dòng)器使用和整個(gè)使用壽命過(guò)程中，一致的摩擦值有土10%公差。必須給出襯墊的耐溫性。 6.1.1偏航制動(dòng)盤 制動(dòng)盤安裝在塔頂法蘭和偏航軸承之間。下面給出了尺寸。制動(dòng)盤由S355J2G3或一個(gè)相類 似的材料做成。制動(dòng)盤的表面粗糙度Ra=6.3um. 6.1.2螺栓連接 按照VDI2230或其他建議標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)螺栓連接。作為偏航制動(dòng)器的總系統(tǒng)一機(jī)座

5、座板連接有一定的生硬，進(jìn)行一個(gè)有限元件調(diào)查，為了確定螺栓連接內(nèi)部應(yīng)力分布的“物理系數(shù)”。 螺栓的預(yù)緊使用系數(shù)和相關(guān)安裝方法必須與RSB討論。 6.2噪聲放射 機(jī)械在機(jī)械殼體內(nèi)元件的噪音不應(yīng)超過(guò)70dB（A），沒(méi)有音質(zhì)。特別是偏航操作期間，選擇耐 用的制動(dòng)襯墊避免產(chǎn)生尖銳的噪音。 6.3重量 制動(dòng)系統(tǒng)（制動(dòng)鉗）的最大重量，不許超過(guò)1350kg. 6.5.1液壓接口 —連接壓力管1/4” —連接油泄漏管1/8” —微型測(cè)量口壓力側(cè)1/4” 8質(zhì)量要求和系列產(chǎn)品的試車 計(jì)劃的質(zhì)量檢查和樣機(jī)的試車且以后要提交系列產(chǎn)品的質(zhì)量測(cè)試，并且與RSB討論。 8.1首產(chǎn)品的測(cè)試 —制動(dòng)

6、襯墊必須至少有兩年的壽命，使用時(shí)間有20%到40%的完全制動(dòng)力，需要考慮400 小時(shí)的使用時(shí)間。必須通過(guò)測(cè)試結(jié)果參數(shù)來(lái)證明。 8.2生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量檢查 —在規(guī)定限制中的系統(tǒng)壓力 —在制動(dòng)器中制動(dòng)襯墊退距最小為42mm —液壓管路泄漏 —系統(tǒng)加熱器功能（如果可用的話） —防腐最小厚度 8.3可靠性 8.3.1設(shè)計(jì)壽命 在規(guī)定的載荷條件下，20年中元件單元應(yīng)有最短壽命（176000小時(shí)）。供應(yīng)商應(yīng)鑒定人和元 件或有限制壽命的次裝置，且應(yīng)提供建議的保護(hù)維修要求。 9?貼標(biāo)簽 下列信息必須列在標(biāo)簽上: —制造商 —序號(hào) —制動(dòng)器型號(hào) —壓力等級(jí) —夾緊力 10運(yùn)輸

7、和包裝 在外面儲(chǔ)存條件下，必須包裝和保護(hù)元件。非防腐保護(hù)表面應(yīng)覆蓋有防腐蠟，確保在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中防止腐蝕。用塑料塞子保護(hù)盒關(guān)閉所有設(shè)備。屬于制動(dòng)器的一切部件都應(yīng)包裝（也包括制動(dòng)襯墊）。液壓油的僅是例外，應(yīng)單獨(dú)的運(yùn)輸。 第二個(gè)偏航制動(dòng)器液壓站 3風(fēng)力發(fā)電機(jī)描述和操作條件 3.1總描述 AV908和AV928風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)為三葉片全俯仰，變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，帶有永久磁鐵直驅(qū)式的發(fā)電機(jī)。通過(guò)一個(gè)電氣俯仰系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，在用于高安全系統(tǒng)的3個(gè)獨(dú)立葉片軸的直 流技術(shù)的基礎(chǔ)上。電氣系統(tǒng)包括一個(gè)多極同步環(huán)式發(fā)電機(jī)，永久磁鐵驅(qū)動(dòng)，四個(gè)象限IGBT- 轉(zhuǎn)換器用于全面轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)子和機(jī)艙在上風(fēng)向定位，通

8、過(guò)一個(gè)主動(dòng)式偏航系統(tǒng)對(duì)齊到風(fēng)向。 塔取決于一個(gè)輪轂高度且能設(shè)計(jì)為一個(gè)完整的管鋼系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一般設(shè)計(jì)能夠在任何 氣候條件中操作。 3.2設(shè)計(jì)條件 3.2.1環(huán)境條件 AV908和AV928風(fēng)力發(fā)電機(jī)的溫度范圍如下: 描述 ;標(biāo)準(zhǔn)氣候條件 冷氣候條件 熱氣候條件 最大操作溫度 +40C +40C +50C 最小操作溫度 -15C -30C -15C 最小殘存物溫度（停頓或發(fā)電機(jī)空轉(zhuǎn)） -20C -40C -20C 表四，外部影響的特征 AVANTIS。 設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)也許建立在標(biāo)準(zhǔn)條件上的基礎(chǔ)上。必須提供操作限制，且得到 4偏航制動(dòng)系統(tǒng)的描述 4

9、.1 一般功能 偏航系統(tǒng)安裝在鑄造架里，包括四點(diǎn)雙排滾軸軸承，能夠支撐6個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)，偏航制動(dòng)器系 統(tǒng)主要包括制動(dòng)盤，液壓制動(dòng)鉗，制動(dòng)襯墊和液壓站。偏航軸承的內(nèi)環(huán)栓到鑄造架的底面部分。偏航軸承的外環(huán)安裝在塔頂法蘭，二者之間有制動(dòng)盤。偏航軸承的外環(huán)的外部齒輪部分 有偏航驅(qū)動(dòng)，安裝在鑄造架上。偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括偏航齒輪盒外殼，且由交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，交 流電機(jī)配有失事安全制動(dòng)器。 偏航系統(tǒng)的功能之一就是使機(jī)艙與風(fēng)向平行。為了促進(jìn)機(jī)艙的偏航運(yùn)動(dòng)，使用風(fēng)力傳感器且 裝載機(jī)艙頂部。如果風(fēng)速超過(guò)2.5m/s,偏航系統(tǒng)開(kāi)始使機(jī)艙對(duì)齊。如果主風(fēng)向的角誤差超過(guò) 15°，有關(guān)機(jī)艙位置超過(guò)30秒，偏航系統(tǒng)開(kāi)始定

10、位過(guò)程。偏航系統(tǒng)在有關(guān)小時(shí)內(nèi)操作幾次直到機(jī)艙對(duì)齊風(fēng)向。在解開(kāi)電纜過(guò)程中，偏航系統(tǒng)的最大持續(xù)操作。女口，當(dāng)電纜緊緊的纏繞，使得發(fā)電機(jī)停止運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)偏航系統(tǒng)去合理的定位有風(fēng)向的機(jī)艙。 隨著偏航制動(dòng)盤放置在偏航軸承的外環(huán)合塔頂法蘭間，制動(dòng)盤的主動(dòng)側(cè)在塔內(nèi)側(cè)，制動(dòng)鉗放 在塔內(nèi)側(cè)。主動(dòng)式制動(dòng)器系統(tǒng)包括四個(gè)以上的制動(dòng)鉗，制動(dòng)鉗安裝在鑄架底部件上，傳送他 們的夾緊力到制動(dòng)盤。每個(gè)制動(dòng)鉗中的摩擦制動(dòng)襯墊把接觸點(diǎn)建立在制動(dòng)，轉(zhuǎn)換夾緊力到制 動(dòng)力矩。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)不偏航時(shí)，全系統(tǒng)壓力必須用在所有制動(dòng)鉗。如果柵極損耗，系統(tǒng)壓力必須保持在制動(dòng)鉗上。在偏航過(guò)程中，通過(guò)系統(tǒng)壓力減少到要求的最小設(shè)定點(diǎn)，需要減少 制

11、動(dòng)力矩到更低液位面。 液壓系統(tǒng)的一般功能如下： —制動(dòng)鉗的可調(diào)節(jié)壓力限制由偏航活動(dòng)和沒(méi)偏航活動(dòng) —偏航制動(dòng)器的壓力釋放用于偏航活動(dòng)（如，減少壓力） —偏航制動(dòng)器的壓力釋放用于解開(kāi)電纜（如，零壓力） —偏航制動(dòng)器的壓力釋放，用于維修，操作測(cè)試，和沖洗 —偏航制動(dòng)器系統(tǒng)壓力的維修時(shí)間超過(guò)7天（以防柵極損耗在缺少電源時(shí)，也需要手動(dòng)泵使用全額系統(tǒng)壓力到偏航制動(dòng)系統(tǒng)。 5.1制動(dòng)力矩和速度參數(shù) 描述 可變的 數(shù)值 部件 WTG型 AV908 AV928 WTG額定功率 Prated預(yù)額定 2.5 2.5 MW 型號(hào) 液壓驅(qū)動(dòng)鉗式制動(dòng)器系統(tǒng) 液壓驅(qū)動(dòng)

12、鉗式制動(dòng)器系統(tǒng) 液壓制動(dòng)鉗數(shù)量 a 4 4(3) 由于摩擦和壓力變動(dòng)的最小靜態(tài)力矩 TBmin,dem 1600 1300 kNm 偏航運(yùn)動(dòng)期間的額定力矩 TB偏航 300 260 kNm （20%-40%的最小靜態(tài)制動(dòng)力矩） 20年間周期數(shù) （1周期，開(kāi)和關(guān)閉） N循環(huán)周期 130，0000 130，0000 在通過(guò)控制系統(tǒng)關(guān)閉后的制動(dòng)位置 關(guān)閉 關(guān)閉 柵極損耗情況下手動(dòng)或緊急制動(dòng)后的制動(dòng)位置 △tmin 關(guān)閉至少7天 關(guān)閉至少7天 每天積累的偏航運(yùn)動(dòng) 10個(gè)全轉(zhuǎn) 10個(gè)全轉(zhuǎn) 持

13、續(xù)的操作時(shí)間 （電纜不能彎曲） 4個(gè)全轉(zhuǎn) 4個(gè)全轉(zhuǎn) 襯墊耐久性達(dá)到一定時(shí)限，需要更換 N年 2年 2年 年數(shù) 制動(dòng)襯墊的寬度 W襯墊 138 138 mm 制動(dòng)襯墊的長(zhǎng)度 L襯墊 425 425 mm 制動(dòng)盤的表面粗糙度 Ra 6.3 6.3 um 制動(dòng)盤厚度 tB,盤 40 40 mm 制動(dòng)盤材料 S355J2G3 S355J2G3 偏航速度 Y偏航 0.50 0.50 S 表5:偏航制動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù) 6.1液壓站 液壓站包括下面的子系統(tǒng): 1. 電功率和信號(hào)系統(tǒng) 2. 液壓，油儲(chǔ)存和帶有閥門

14、控制塊的發(fā)電系統(tǒng) 3. 支撐結(jié)構(gòu)和接口安裝的機(jī)械系統(tǒng) 4. 管路分布 液壓站安裝在油盤上，油盤是一個(gè)延伸件，且安裝在偏航制動(dòng)系統(tǒng)附件的機(jī)座座板上，在彈 性襯墊之間。制動(dòng)鉗需要兩個(gè)管接頭和一個(gè)排油管接頭，使得油回到液壓站防止油泄漏。在 電氣系統(tǒng)上，必須提供到液壓站的整個(gè)電氣接口，準(zhǔn)備好的電線和貼了標(biāo)簽的接線盒穩(wěn)當(dāng)?shù)? 放在液壓站的位置上。 需要設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，把系統(tǒng)壓力用在所有制動(dòng)鉗上。在最糟糕的情況中，系統(tǒng)壓力必須用于 制動(dòng)鉗，持續(xù)時(shí)間為△tmin.設(shè)計(jì)液壓站，以至于能夠在同一時(shí)間同時(shí)啟動(dòng)四個(gè)液壓鉗。在泵排放狀態(tài)下，控制閥（位置20）設(shè)計(jì)為常開(kāi)式控制閥。然而，需要一個(gè)非回流閥（位置

15、 17）以避免缺電源時(shí)貯油槽中的液體回流。在液壓管路中應(yīng)該沒(méi)有孔，確保在壓力驅(qū)動(dòng)的情 況中偏航制動(dòng)鉗迅速關(guān)閉。 在液壓鉗的往下運(yùn)動(dòng)部位中，至少有兩個(gè)常開(kāi)閥。在液壓管路中，一個(gè)壓力常規(guī)閥（位置22.1）以系列的方式安裝，用于定義偏航操作過(guò)程中的所需要的制動(dòng)力矩。必須定義偏航操作壓力，且要由供應(yīng)商恰當(dāng)?shù)拿芊庖苑乐共恢睾稀勖^(guò)20年的偏航制動(dòng)鉗轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)應(yīng) 至少為1300000次。 液壓制動(dòng)鉗上運(yùn)動(dòng)部位的蓄壓器應(yīng)設(shè)計(jì)用來(lái)保持系統(tǒng)壓力，確保在柵極損耗事故中，制動(dòng)器 能夠保持關(guān)閉狀態(tài)。 在柵極損耗事故中，24V的控制閥通過(guò)一個(gè)UPS后備能源在短期限制時(shí)間內(nèi)起到緩沖作用。 偏航制動(dòng)器回流

16、管中，需要一個(gè)油過(guò)濾器防止顆粒和其他污染物進(jìn)入液壓站。 在液壓油箱中，除了可視油位指示器外，還需要電液油位和溫度開(kāi)關(guān)指示器。在檢查系統(tǒng)過(guò)程中，提供最小接頭塞進(jìn)壓力計(jì)中。在液壓線路中的所有減壓閥應(yīng)由制造商密封好。 6.1.1 發(fā)熱部件 如果可能的話，應(yīng)避免部件發(fā)熱。在一個(gè)控制溫度箱內(nèi)測(cè)試各部件的特征，在里面測(cè)試，所 得測(cè)試結(jié)果需要評(píng)審，為確保各部件的恰當(dāng)性能。然而，在液壓站中沒(méi)有發(fā)熱元件，那么就需要考慮系統(tǒng)可承受的可行性，3.2.1規(guī)定的希望標(biāo)準(zhǔn)溫度條件中常規(guī)操作液壓站。 6.1.2 液壓油和過(guò)濾 根據(jù)規(guī)格的要求（包括經(jīng)濟(jì)方面和當(dāng)?shù)乜傻玫降目赡苄裕?，制造商?yīng)提供建議的液壓油型號(hào)，用于

17、偏航制動(dòng)器系統(tǒng)的液壓站。提供的相關(guān)信息如下： 1. 每種液壓油的技術(shù)參數(shù)表 2. 確定油溫限制符合3.2.1 3. 在廠內(nèi)審查測(cè)試參數(shù) 4. 每種液壓油的安全參數(shù)表 5. 使用液壓油的恰當(dāng)處理方法 過(guò)濾油以限制沒(méi)用的顆粒污染油，污染液位值符合所選的元件和計(jì)劃的使用。污染液位符合ISO4406.濾油部件應(yīng)每隔至少6個(gè)月更換。 6.1.3 注油和排油 液壓站應(yīng)運(yùn)往沒(méi)有開(kāi)始注油的地點(diǎn)。可以得到安全排油的排油塞。運(yùn)集油器時(shí)，集油器需裝滿氮。 安裝前，在帶有塑料蓋的兩端保護(hù)液壓管路中的所有管和液壓軟管，避免污染物污染。 6.1.4 集成塊 集成塊的優(yōu)選材料是高質(zhì)量鋼，例如C1018

18、銅鋼帶有鋅合金或鍛造鋁合金（如，AI2219）， 相似的鋼屬性。其他材料的屬性需要與AVANTIS討論。 6.1.5油箱 油箱必須滿足ISO4413規(guī)定的設(shè)計(jì)和制造要求。儲(chǔ)油箱必須裝有4個(gè)更小的角形支架和裝 有一個(gè)底部排油盤。 6.1.6儲(chǔ)油箱 液壓儲(chǔ)油箱必須按照GL風(fēng)電2003指導(dǎo)原則的相關(guān)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì): 1. 持續(xù)時(shí)間△t>1小時(shí) 2. 制動(dòng)襯墊磨損 3. 3.2.1規(guī)定的極限溫度 4. 柵極損耗期間的系統(tǒng)壓力 6.3液壓站重量 液壓站最大重量不應(yīng)超過(guò)85kg. 6.5電機(jī)要求 偏航制動(dòng)系統(tǒng)的液壓泵電機(jī)要求如下: 描述 可變動(dòng)的 數(shù)值 部件（液壓站電機(jī)

19、） 電機(jī) Pet 0.75 kW 能量系數(shù) cos0 》0.77 電壓 Vs 380-420A V 頻率 f 50-60 Hz 防護(hù)等級(jí) IP55 6.6液壓站接口 6.6.1液壓接口 所有泄油口和排壓力口連接外面部件到液壓系統(tǒng)是G1/4”【L2】.所有接口連接應(yīng)符合 ISO6149-1. 6.6.2電源接口 所有I/O點(diǎn)到點(diǎn)接口必須使用接觸接頭，如下所示。 電源接口到電源應(yīng)符合合適的標(biāo)準(zhǔn)，例如，IEC204-1.電源接口到閥門是可分離的，有密封, 插件接頭符合ISO4400或ISO6952. 按下面制造閥的接線盒外殼： 1. 恰當(dāng)防護(hù)等級(jí)符合IEC529 2. 放置接線盒和有額外光纜長(zhǎng)度的接線盒要有足夠的空間。 3. 電源通道蓋的系留緊固件放置損失 4. 電源通道蓋的合適安全裝置 5. 電纜接頭有溢放口。 10計(jì)算 1. 儲(chǔ)油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算和分析 2. 驅(qū)動(dòng)器，管，軟管和閥的計(jì)算，參數(shù)和分析，如，流量和反應(yīng)次數(shù) 10.2規(guī)格和圖 1.有關(guān)安全文件的技術(shù)參數(shù)表 2.泵件設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)包括儲(chǔ)存量，壓力限制，液位檢查等。 3. 過(guò)濾設(shè)計(jì)的技術(shù)細(xì)節(jié) 4.