風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障檢修與處理

張明輝

摘 要：當(dāng)前隨著環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲，對(duì)自然資源的利用，運(yùn)用風(fēng)能、太陽能等進(jìn)行能源可再生利用成為熱門話題。對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的維護(hù)和運(yùn)營，通過有效的控制管理，在發(fā)電質(zhì)量上加以提升，需要不斷提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功能性能。本文圍繞風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障檢修展開論述，期望能夠?yàn)榭稍偕茉吹睦锰峁┙梃b。在提高風(fēng)電發(fā)電機(jī)的效益上，進(jìn)行了眾多的實(shí)踐和論證，這也成為當(dāng)前理論界的熱點(diǎn)話題。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī) 故障檢修 故障處理

中圖分類號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（a）-0132-02

利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，就能夠?yàn)楣I(yè)企業(yè)和民用提供大量的可再生能源，是非常行之有效的。綠色能源制造方式眾多，但是在日常使用中，能夠真正產(chǎn)生效益的，只有風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、光伏發(fā)電等方式。以風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，如果對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)缺乏必要的管理，由于設(shè)備的精密性較高，受到各方因素的影響會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，繼而產(chǎn)生質(zhì)量問題。在對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障原因基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，采用相應(yīng)的技術(shù)手段將故障處理好，做好相應(yīng)的維護(hù)工作，能夠保障風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。這對(duì)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和企業(yè)的運(yùn)營是非常有必要的。

值得注意的是，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的維護(hù)成本較高，而且一般處于較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，環(huán)境惡劣使得機(jī)組維護(hù)工作困難較大，在如何降低成本，提高風(fēng)電發(fā)電機(jī)的效益上，進(jìn)行了眾多的實(shí)踐和論證，這也成為當(dāng)前理論界的熱點(diǎn)話題。

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)概述

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能通過電力設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備，在當(dāng)前社會(huì)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。從當(dāng)前我國的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展情況來看，為了適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，在風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)規(guī)模上，不斷地進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)研究，就如何進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，經(jīng)過理論界和實(shí)際運(yùn)用的驗(yàn)證，得到了大量的研究成果。在對(duì)故障問題和發(fā)生原因進(jìn)行分析的過程中，得到了相應(yīng)的技術(shù)手段以及故障處理的策略[1]。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用機(jī)械功帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的原理，是一種交流電的轉(zhuǎn)換中將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的電力設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般包括了塔架風(fēng)輪發(fā)電機(jī)調(diào)相器儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件，其工作原理相對(duì)簡單，當(dāng)風(fēng)能以太陽為熱源傳送到地面的時(shí)候，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下，能夠通過旋轉(zhuǎn)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。這是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電設(shè)備。當(dāng)前由于能源緊張，人們對(duì)于礦物能源的供應(yīng)不穩(wěn)定有了深切的認(rèn)識(shí)，開始尋求清潔的可再生能源過程中，于是發(fā)現(xiàn)了風(fēng)能就是一種非常好的無污染的自然資源。

在風(fēng)能轉(zhuǎn)換上以太陽為熱源，以大氣為功的介質(zhì)，將自然資源加以利用。這是風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為電源的可再生利用所得到的很有效的結(jié)果。利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車，然后通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行提升，最后采用發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)頭和具有科技含量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)充電器等進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于風(fēng)量不穩(wěn)定，因此其輸出的電源為交流電。通過輸出之后，在充電器、整流電器充電的過程中，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能發(fā)電器的電能轉(zhuǎn)化，其機(jī)械連接和功率傳播原理是對(duì)軸向和角度進(jìn)行偏移的調(diào)整，將萬能彈性聯(lián)軸和高速軸加以連接，通過齒輪箱將轉(zhuǎn)距傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)上[2]。

在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，阻止機(jī)械裝置的過載，將直驅(qū)型風(fēng)機(jī)槳葉通過齒輪箱與電機(jī)相連。發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括了機(jī)艙轉(zhuǎn)子葉片中心低速軸齒輪箱發(fā)電機(jī)電子控制器冷卻裝置塔以及充電設(shè)備等。以上結(jié)構(gòu)，經(jīng)過不斷的研發(fā)，在當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)上已經(jīng)形成了多種類型，例如水平軸和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。目前國外發(fā)達(dá)國家在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研發(fā)上已經(jīng)擁有了很好的成果。風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生維護(hù)簡單的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，在水平軸上實(shí)現(xiàn)新型風(fēng)力發(fā)電。

目前最大功率是我國生產(chǎn)的50kW垂直軸風(fēng)力發(fā)電，還有日本的最大功率也已經(jīng)達(dá)到了30kW。通過大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造，風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)開始成為世界新能源的主力軍。

2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)常見故障及發(fā)生原因

（1）風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障之一就是風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，異響較大。在故障發(fā)生之后出現(xiàn)了機(jī)艙罩松動(dòng)和葉片開裂的情況。這是由于風(fēng)輪軸承的底座出現(xiàn)了損壞。在齒輪箱軸承損壞和增速器損壞狀態(tài)下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的受力情況出現(xiàn)了損傷，葉片受到?jīng)_擊力度越來越大，槳葉轉(zhuǎn)速受到影響，剛性鏈接的主輪齒輪箱、發(fā)電機(jī)等相繼出現(xiàn)故障。對(duì)于這一故障進(jìn)行處理，應(yīng)更換軸承，對(duì)軸承損壞部分進(jìn)行加固處理，或者是直接予以更換。對(duì)機(jī)艙罩的螺栓，采用固定螺栓的方式調(diào)整風(fēng)輪軸和增速器，并且將剎車片的間隙加以重新固定。在增速器的安裝上，將螺栓進(jìn)行牢固緊固，如果軸承也發(fā)生了損壞，則需要進(jìn)行更換[3]。

（2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障，還包括了風(fēng)輪達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速，使得風(fēng)速達(dá)不到額定風(fēng)速。這種故障產(chǎn)生的原因可能是由于剎車片失靈，導(dǎo)致了彈簧失效，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子不斷地接觸摩擦，造成了增速器軸承和風(fēng)輪軸承的損壞，便將軸承損壞之后，同步器也隨之損壞，使得風(fēng)機(jī)調(diào)速受到了阻礙，對(duì)這一故障進(jìn)行處理，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施。

對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障，包括風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，調(diào)向不靈活，不能調(diào)向的問題，這是由于調(diào)向電機(jī)失控或者是帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。在風(fēng)速機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，調(diào)向轉(zhuǎn)盤軸承上潤滑不良阻力太大，則會(huì)導(dǎo)致風(fēng)輪軸承座松動(dòng)或軸承損壞，這時(shí)微機(jī)顯示數(shù)據(jù)有誤，在調(diào)速油缸上，液壓管路有器密封圈發(fā)生了磨損，此時(shí)如果進(jìn)行停機(jī)修理，再需要檢查轉(zhuǎn)盤軸承，應(yīng)進(jìn)行油封的更換，拆下機(jī)艙之后，轉(zhuǎn)盤軸承經(jīng)過大修之后，再檢查微機(jī)的芯片，對(duì)于程序進(jìn)行檢查，包括磁力起動(dòng)器放大器等，如果是芯片出現(xiàn)了故障，則應(yīng)該予以更換。

啟動(dòng)電機(jī)，更換芯片之后就應(yīng)該能夠使電機(jī)軸承順利運(yùn)行。如果是程序有誤，則輸入正常程序啟動(dòng)期，此時(shí)在更換之后，傳感器就會(huì)能夠進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，拆下葉片，更換軸件等，再重新檢查微機(jī)程序。此時(shí)檢查微機(jī)的輸出情況，檢查的方式應(yīng)該進(jìn)行停機(jī)檢查，發(fā)電機(jī)定子繞組短路，或者是出現(xiàn)帶發(fā)電機(jī)正常發(fā)電之后，再進(jìn)行線路的觸發(fā)，可以將發(fā)電機(jī)進(jìn)行傳子的更換，檢查和排除故障，增加勵(lì)磁電流調(diào)整，刷握彈簧，消除跳動(dòng)，更換整流管濾波電容，減輕軸承的負(fù)荷，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。啟動(dòng)后檢查空氣是否流通，轉(zhuǎn)盤上是否有正常間隙較小的情況。檢查無誤，擰緊地腳螺母。

（3）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行卡滯現(xiàn)象的調(diào)整，將風(fēng)向標(biāo)進(jìn)行風(fēng)向的調(diào)整之后，在液壓驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)堵塞不通的情況下，使用更換風(fēng)電機(jī)軸承的方法，拆下轉(zhuǎn)子進(jìn)行更換和矯正，將剎車片間隙進(jìn)行合適距離的調(diào)整之后，排除控制系統(tǒng)故障，檢查速度傳感器，更換軸承以及加速器，視驅(qū)動(dòng)的故障情況進(jìn)行更換。

（4）如果發(fā)生發(fā)電機(jī)軸承彎曲，則拆下轉(zhuǎn)子進(jìn)行直接的校正。風(fēng)力發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的故障之一，還有偏航不靈或不能偏航，如果剎車片阻尼過大，電控失控等問題導(dǎo)致微機(jī)指令可能會(huì)發(fā)生失靈，對(duì)這一故障進(jìn)行處理，應(yīng)該檢查程序是否正常。偏航電機(jī)應(yīng)該給予線路適當(dāng)調(diào)整，再重新進(jìn)行偏航電機(jī)電控設(shè)備的啟動(dòng)之后，避免短路和斷路，則應(yīng)該對(duì)轉(zhuǎn)盤軸承的塵土和油漬進(jìn)行清洗，并更換轉(zhuǎn)盤軸承壞掉的油封再進(jìn)行徹底檢修。所有的轉(zhuǎn)盤軸承發(fā)現(xiàn)有損壞的，立即進(jìn)行更換，并將所有的潤滑油加以更換，同時(shí)查看偏航控制模板，檢驗(yàn)程序是否正常，對(duì)于程序已經(jīng)有誤的要進(jìn)行更換。

（5）還有一種故障是發(fā)電機(jī)不能正常發(fā)電，這是由于電刷與滑環(huán)之間出現(xiàn)了故障，勵(lì)磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)組繞組線路出現(xiàn)了斷路和短路，其他線路部分的分段器，如發(fā)電機(jī)定子繞組線和直流發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子輸出，在勵(lì)磁路沒有接通的情況下，發(fā)生了燒壞，表現(xiàn)為短路連接的部分出現(xiàn)了晶閘管不能正常工作的情況。對(duì)于這部分故障，應(yīng)在等待發(fā)電機(jī)正常發(fā)電的過程中，檢察表面彈簧，找到損壞的地方，并進(jìn)行更換，重新安裝電機(jī)定子，對(duì)繞組重新下線，重新進(jìn)行銅頭的焊接。排除了故障之后，重新啟動(dòng)發(fā)電機(jī)。在發(fā)電機(jī)的電壓不穩(wěn)的狀態(tài)下，對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流異常的情況進(jìn)行檢查。

（6）電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，往往是與電發(fā)電機(jī)輸出線沒有連接好有直接關(guān)系。對(duì)這一故障進(jìn)行處理，應(yīng)將電刷跳動(dòng)進(jìn)行檢查，及時(shí)匯報(bào)電網(wǎng)調(diào)度情況，更換已經(jīng)磨損的電刷。當(dāng)出現(xiàn)電壓電網(wǎng)不穩(wěn)的時(shí)候，修復(fù)變頻器程序，將異常的變頻器的模塊加以更換，檢查變頻器及輸出電流是否正常，調(diào)整碳刷位置，進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)的更換，驅(qū)動(dòng)電機(jī)損壞的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電電壓，檢查變壓系統(tǒng)控制模塊，在電壓和信號(hào)正常的情況下進(jìn)行檢驗(yàn)。

檢查變槳系統(tǒng)傳動(dòng)齒輪和軸承的磨損情況，對(duì)變槳傳動(dòng)鏈零部件進(jìn)行更換。發(fā)現(xiàn)有供電組件出現(xiàn)問題的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)供電電壓是否正常進(jìn)行檢驗(yàn)。再就是發(fā)電機(jī)過熱和發(fā)電機(jī)上振動(dòng)等原因。對(duì)于這部分故障，應(yīng)該檢查發(fā)電機(jī)軸承的磨損情況，減輕負(fù)荷更換軸承，同時(shí)對(duì)冷卻空氣不流通的情況通過清洗通風(fēng)管道加以解決。調(diào)整轉(zhuǎn)盤上的間隙，將風(fēng)輪軸座更換，并將軸承的損壞部分加以更換。對(duì)于震動(dòng)和頻繁晃動(dòng)的原因，應(yīng)進(jìn)行運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的檢查，利用液壓扳手對(duì)軸承上的螺栓進(jìn)行緊固。

3 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，環(huán)境污染和能源危機(jī)問題不斷涌現(xiàn)，各國都對(duì)如何利用可再生能源進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展予以重視。隨著綠色經(jīng)濟(jì)、零排放的模式不斷演進(jìn)，在綠色能源中加以利用和研發(fā)，例如將風(fēng)能等作為綠色能源的重要來源，進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，已經(jīng)取得了很多的成果。例如大型風(fēng)電發(fā)電設(shè)備，在工業(yè)企業(yè)用電上給予了更多的支持。風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)問題可能造成經(jīng)濟(jì)損失，并且威脅人的安全。因此對(duì)于安全隱患必須進(jìn)行及時(shí)的檢修和處理，采用相應(yīng)的故障處理辦法和運(yùn)維模式進(jìn)行維護(hù)，保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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