风力发电机故障检修与处理
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摘 要：当前随着环境保护的呼声日益高涨，对自然资源的利用，运用风能、太阳能等进行能源可再生利用成为热门话题。对风力发电机的维护和运营，通过有效的控制管理，在发电质量上加以提升，需要不断提高风力发电机的功能性能。本文围绕风力发电机的故障检修展开论述，期望能够为可再生能源的利用提供借鉴。在提高风电发电机的效益上，进行了众多的实践和论证，这也成为当前理论界的热点话题。
关键词：风力发电机 故障检修 故障处理
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（a）-0132-02
利用风力发电机进行发电，就能够为工业企业和民用提供大量的可再生能源，是非常行之有效的。绿色能源制造方式众多，但是在日常使用中，能够真正产生效益的，只有风力发电、太阳能发电、光伏发电等方式。以风力发电机为例，如果对风力发电机缺乏必要的管理，由于设备的精密性较高，受到各方因素的影响会导致风力发动机发生故障，继而产生质量问题。在对风力发电机故障原因基础上进行分析，采用相应的技术手段将故障处理好，做好相应的维护工作，能够保障风力发动机正常运行。这对于经济建设和企业的运营是非常有必要的。
值得注意的是，由于风力发电机的维护成本较高，而且一般处于较为偏远的地区，环境恶劣使得机组维护工作困难较大，在如何降低成本，提高风电发电机的效益上，进行了众多的实践和论证，这也成为当前理论界的热点话题。
1 风力发电机概述
风力发电机是将风能通过电力设备的运转转变为机械能的设备，在当前社会和经济领域得到广泛应用。从当前我国的风力发电机的发展情况来看，为了适应社会经济可持续发展的需要，在风力发电的建设规模上，不断地进行风力发电的技术研究，就如何进行电能转换，经过理论界和实际运用的验证，得到了大量的研究成果。在对故障问题和发生原因进行分析的过程中，得到了相应的技术手段以及故障处理的策略[1]。
风力发电机采用机械功带动转子旋转的原理，是一种交流电的转换中将风能转换为机械功的电力设备。风力发电机一般包括了塔架风轮发电机调相器储能装置等构件，其工作原理相对简单，当风能以太阳为热源传送到地面的时候，风轮在风力的作用下，能够通过旋转将动能转化为机械能。这是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电设备。当前由于能源紧张，人们对于矿物能源的供应不稳定有了深切的认识，开始寻求清洁的可再生能源过程中，于是发现了风能就是一种非常好的无污染的自然资源。
在风能转换上以太阳为热源，以大气为功的介质，将自然资源加以利用。这是风力发电机作为电源的可再生利用所得到的很有效的结果。利用风力带动风车，然后通过增速机将旋转的速度进行提升，最后采用发电系统中的发电机头和具有科技含量的风力发电机充电器等进行风力发电。风力发电机由于风量不稳定，因此其输出的电源为交流电。通过输出之后，在充电器、整流电器充电的过程中，实现了风能发电器的电能转化，其机械连接和功率传播原理是对轴向和角度进行偏移的调整，将万能弹性联轴和高速轴加以连接，通过齿轮箱将转距传递到发动机上[2]。
在转动的过程中，阻止机械装置的过载，将直驱型风机桨叶通过齿轮箱与电机相连。发电机的结构主要包括了机舱转子叶片中心低速轴齿轮箱发电机电子控制器冷却装置塔以及充电设备等。以上结构，经过不断的研发，在当前的风力发电机上已经形成了多种类型，例如水平轴和垂直轴风力发电机。目前国外发达国家在进行风力发电机的研发上已经拥有了很好的成果。风力发电机能够产生维护简单的转向机构，在水平轴上实现新型风力发电。
目前最大功率是我国生产的50kW垂直轴风力发电，还有日本的最大功率也已经达到了30kW。通过大型垂直轴风力发电机的制造，风力发电机已经开始成为世界新能源的主力军。
2 风力发电机常见故障及发生原因
（1）风力发动机常见故障之一就是风轮转动时，异响较大。在故障发生之后出现了机舱罩松动和叶片开裂的情况。这是由于风轮轴承的底座出现了损坏。在齿轮箱轴承损坏和增速器损坏状态下，风力发电机的受力情况出现了损伤，叶片受到冲击力度越来越大，桨叶转速受到影响，刚性链接的主轮齿轮箱、发电机等相继出现故障。对于这一故障进行处理，应更换轴承，对轴承损坏部分进行加固处理，或者是直接予以更换。对机舱罩的螺栓，采用固定螺栓的方式调整风轮轴和增速器，并且将刹车片的间隙加以重新固定。在增速器的安装上，将螺栓进行牢固紧固，如果轴承也发生了损坏，则需要进行更换[3]。
（2）风力发电机的故障，还包括了风轮达不到额定转速，使得风速达不到额定风速。这种故障产生的原因可能是由于刹车片失灵，导致了弹簧失效，发电机转子和定子不断地接触摩擦，造成了增速器轴承和风轮轴承的损坏，便将轴承损坏之后，同步器也随之损坏，使得风机调速受到了阻碍，对这一故障进行处理，应该采取相应的措施。
对于风力发电机的故障，包括风轮转动时，调向不灵活，不能调向的问题，这是由于调向电机失控或者是带病运转。在风速机的运转过程中，调向转盘轴承上润滑不良阻力太大，则会导致风轮轴承座松动或轴承损坏，这时微机显示数据有误，在调速油缸上，液压管路有器密封圈发生了磨损，此时如果进行停机修理，再需要检查转盘轴承，应进行油封的更换，拆下机舱之后，转盘轴承经过大修之后，再检查微机的芯片，对于程序进行检查，包括磁力起动器放大器等，如果是芯片出现了故障，则应该予以更换。
启动电机，更换芯片之后就应该能够使电机轴承顺利运行。如果是程序有误，则输入正常程序启动期，此时在更换之后，传感器就会能够进行正常运转，拆下叶片，更换轴件等，再重新檢查微机程序。此时检查微机的输出情况，检查的方式应该进行停机检查，发电机定子绕组短路，或者是出现带发电机正常发电之后，再进行线路的触发，可以将发电机进行传子的更换，检查和排除故障，增加励磁电流调整，刷握弹簧，消除跳动，更换整流管滤波电容，减轻轴承的负荷，进行发动机的启动。启动后检查空气是否流通，转盘上是否有正常间隙较小的情况。检查无误，拧紧地脚螺母。 （3）驱动系统进行卡滞现象的调整，将风向标进行风向的调整之后，在液压驱动出现堵塞不通的情况下，使用更换风电机轴承的方法，拆下转子进行更换和矫正，将刹车片间隙进行合适距离的调整之后，排除控制系统故障，检查速度传感器，更换轴承以及加速器，视驱动的故障情况进行更换。
（4）如果发生发电机轴承弯曲，则拆下转子进行直接的校正。风力发电机出现的故障之一，还有偏航不灵或不能偏航，如果刹车片阻尼过大，电控失控等问题导致微机指令可能会发生失灵，对这一故障进行处理，应该检查程序是否正常。偏航电机应该给予线路适当调整，再重新进行偏航电机电控设备的启动之后，避免短路和断路，则应该对转盘轴承的尘土和油渍进行清洗，并更换转盘轴承坏掉的油封再进行彻底检修。所有的转盘轴承发现有损坏的，立即进行更换，并将所有的润滑油加以更换，同时查看偏航控制模板，检验程序是否正常，对于程序已经有误的要进行更换。
（5）还有一种故障是发电机不能正常发电，这是由于电刷与滑环之间出现了故障，励磁发电机转组绕组线路出现了断路和短路，其他线路部分的分段器，如发电机定子绕组线和直流发电机定子转子输出，在励磁路没有接通的情况下，发生了烧坏，表现为短路连接的部分出现了晶闸管不能正常工作的情况。对于这部分故障，应在等待发电机正常发电的过程中，检察表面弹簧，找到损坏的地方，并进行更换，重新安装电机定子，对绕组重新下线，重新进行铜头的焊接。排除了故障之后，重新启动发电机。在发电机的电压不稳的状态下，对发电机励磁电流异常的情况进行检查。
（6）电网电压不稳定，往往是与电发电机输出线没有连接好有直接关系。对这一故障进行处理，应将电刷跳动进行检查，及时汇报电网调度情况，更换已经磨损的电刷。当出现电压电网不稳的时候，修复变频器程序，将异常的变频器的模块加以更换，检查变频器及输出电流是否正常，调整碳刷位置，进行风力发电机的更换，驱动电机损坏的应及时进行处理，检查驱动电机供电电压，检查变压系统控制模块，在电压和信号正常的情况下进行检验。
检查变桨系统传动齿轮和轴承的磨损情况，对变桨传动链零部件进行更换。发现有供电组件出现问题的时候，应该对供电电压是否正常进行检验。再就是发电机过热和发电机上振动等原因。对于这部分故障，应该检查发电机轴承的磨损情况，减轻负荷更换轴承，同时对冷却空气不流通的情况通过清洗通风管道加以解决。调整转盘上的间隙，将风轮轴座更换，并将轴承的损坏部分加以更换。对于震动和频繁晃动的原因，应进行运行标准的检查，利用液压扳手对轴承上的螺栓进行紧固。
3 结语
经济快速发展，环境污染和能源危机问题不断涌现，各国都对如何利用可再生能源进行可持续发展予以重视。随着绿色经济、零排放的模式不断演进，在绿色能源中加以利用和研发，例如将风能等作为绿色能源的重要来源，进行技术研发，已经取得了很多的成果。例如大型风电发电设备，在工业企业用电上给予了更多的支持。风力发电机在运行的过程中，一旦发现问题可能造成经济损失，并且威胁人的安全。因此对于安全隐患必须进行及时的检修和处理，采用相应的故障处理办法和运维模式进行维护，保障风力发电机的正常运行。
参考文献
[1] 风力发电机组故障电压穿越能力测试规程：GB/T 36995-2018[S].2018.
[2] 赵慧娴.风力发电机故障监測系统数据采集单元的设计[J].价值工程，2018，37（32）：121-123.
[3] 袁文佳.风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述[J].建筑工程技术与设计，2018（29）：717.
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