風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航振動(dòng)問題及解決對(duì)策

耿春雨

摘 要：隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)力矩的增加摩擦系數(shù)和磨損量都會(huì)相應(yīng)增大，這是因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦過程中摩擦材料間表面保持彈塑性的狀態(tài)，載荷的增大在微觀上表現(xiàn)為增加了摩擦面積和表面粗糙度。逼我對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航振動(dòng)進(jìn)行相關(guān)研究，首先對(duì)偏航系統(tǒng)和剎車片摩擦副結(jié)構(gòu)進(jìn)行概述，闡述風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航振動(dòng)帶來的危害，具體對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車性能和偏航閘片的改進(jìn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī);偏航振動(dòng);摩擦

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航振動(dòng)

（一）偏航系統(tǒng)

風(fēng)電機(jī)組的核心部件之一是偏航系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效的糾正水平軸風(fēng)電機(jī)的方向問題。但是，由于技術(shù)條件的限制，還系統(tǒng)還沒有一套完善的保護(hù)裝置，也因此增加了其維護(hù)和維修難度。在電纜的作用下，機(jī)組可以進(jìn)行偏航調(diào)整，但是當(dāng)電纜受力與機(jī)組偏航動(dòng)作過大時(shí)，就會(huì)崩斷，所以，在機(jī)組進(jìn)行偏航運(yùn)動(dòng)時(shí)，首要的是對(duì)電纜的保護(hù)，在此背景下，扭纜保護(hù)裝置產(chǎn)生，該裝置是由觸點(diǎn)開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成，通常情況下，該裝置是獨(dú)立運(yùn)行的，當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，機(jī)組的偏航運(yùn)動(dòng)便會(huì)被阻斷。

（二）風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車片摩擦副結(jié)構(gòu)

按摩擦副的結(jié)構(gòu)不同，可分為帶式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。下表對(duì)這三種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

在惡劣天氣以及客觀的維修等原因的限制下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)停止工作，在此背景下產(chǎn)生的風(fēng)力發(fā)電機(jī)摩擦制動(dòng)器的作用便呈現(xiàn)出來，即對(duì)已經(jīng)停止工作的風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行緊急制動(dòng)，這樣才能防止由于發(fā)電機(jī)停止工作而造成的損失。一般情況下，體型較小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)采用機(jī)械抱閘的方式來緊急制動(dòng)，而大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制動(dòng)方式是液壓制動(dòng)。

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航剎車片的優(yōu)化

（一）風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車性能

為了應(yīng)對(duì)風(fēng)速變化的影響，剎車片的制造要求相對(duì)較高，必須具有較好的導(dǎo)熱功能，從而降低由于緊急制動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦溫度。通常情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用的是盤式制動(dòng)器，這種制動(dòng)器的摩擦接觸面積較小，因此產(chǎn)生單位面積吸收的熱量相較于鼓式制動(dòng)器的熱量要高的多。所以，對(duì)于熱量的需求較大，這樣才能提供足夠的制動(dòng)能，從而降低熱斑的形成幾率。

在制動(dòng)過程中，摩擦溫度的不同，剎車片的磨損程度和摩擦系數(shù)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，兩者呈正相關(guān)關(guān)系，簡單來說，摩擦溫度越高，剎車片的磨損率會(huì)越高，但是，摩擦溫度與摩擦系數(shù)呈反比關(guān)系，即摩擦溫度越高，摩擦系數(shù)越低，因此，影響剎車片的制動(dòng)效率。所以，風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)于剎車片的要求較高，尤其是剎車片的耐熱性能、抗熱衰退性能以及抗熱裂紋。

（二）偏航閘片的改進(jìn)

為了延長剎車片的使用壽命，對(duì)偏航剎車片進(jìn)行相應(yīng)的改造，這樣才能降低剎車片的磨損程度，降低安全事故發(fā)生的幾率，同時(shí)還能保證偏航系統(tǒng)的基本功能的正常實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)過對(duì)剎車片閘片進(jìn)行改造升級(jí)之后，在閘片的上下閘片體上都鉆有泄油孔，該泄油孔與油腔想連接，將泄漏的汽油直接順著油孔流回油腔。

通常情況下，泄油孔會(huì)由活塞堵住，這樣能夠有效的防止油腔內(nèi)的汽車回流至剎車片上。但是，隨著偏航閘片使用時(shí)間的延長，剎車片會(huì)遭到不同程度的磨損，使得剎車片的厚度逐漸消耗殆盡，在整個(gè)過程中，剎車片上的活塞在油壓的作用下想剎車盤方向移動(dòng)。當(dāng)剎車片磨損到需要更換的程度時(shí)，活塞不能繼續(xù)堵住泄油孔，從而使泄油孔與油腔相連通。

三、常用的剎車片材料的應(yīng)用

制作剎車片的材料通常具備良好的導(dǎo)熱性能，可以將摩擦產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能。同時(shí)，在剎車材料的作用下將熱量進(jìn)行吸收并散發(fā)，從而起到制動(dòng)作用。由于技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作越來越先進(jìn)，其裝機(jī)容量也在不斷的增加，因此，對(duì)于剎車材料的要求也不斷的提升。由于高速旋轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)剎車盤造成極大的運(yùn)行壓力，而剎車盤的性能又直接影響制動(dòng)性能，所以，對(duì)摩擦材料的機(jī)械強(qiáng)度和磨損量提出了更高的要求，同時(shí)，由于摩擦溫度的影響，剎車盤制作材料的耐熱性、抗疲勞性等要求也隨之提高。

物美價(jià)廉是鐵基粉末材料的優(yōu)勢(shì)之一，同時(shí)，該類型材料還具有良好的耐高溫、載荷大等功能，因此，用于剎車片的制作中。但是，由于其性能的特殊性，使得其極易被腐蝕，也因此造成其摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，磨損量較大。

而銅基粉末的性能與鐵基粉末相反，該粉末具有很好的導(dǎo)熱性和耐磨性，對(duì)制動(dòng)盤的影響較小。但是，其制作成本相對(duì)較高，在低速時(shí)的摩擦系數(shù)和在高速時(shí)的摩擦系數(shù)相反，同時(shí)，還保證了磨損量的穩(wěn)定性。所以，在除去制作成本的前提下，被廣泛的應(yīng)用于剎車片的制作中。

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