石超
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摘要:现阶段，我国对于环境保护越来越重视，科学、合理利用自然资源逐渐成为人们重点研究的方向。由于人们在生产、生活过程中对自然资源的无限使用，导致能源紧张的问题出现，而风力发电这一绿色能源，可以有效缓解了我国自然资源短缺的现状，因此，如何有效处理风力发电机存在的故障问题，以及对其加以检修成为我国风力发电研究的重中之重。本文针对风力发电机可能出现的故障进行分析，并对风力发电机的检修与处理进行了探讨。
关键词:风力发电机；故障检修；故障处理
引言:风力发电机具有清洁，环境效益好、可再生，永不枯竭、基建周期短，能够在陆地上或海上建设、装机规模灵活，运行和维护成本低等优点。并且可以将风的动能转为电能，蕴量巨大，据相关数据显示，全球的风能约为2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW。但是，风力发电机在实际的运行过程中，也会受各种因素影响，进而出现一定的故障问题，因此，需要相关部门加大检修力度，确保风力发电机安全、有效的运行，进而为人们提供日常生活以及生产所需的电能。
1 风力发电机存在的故障及原因
风力发电机一般有风轮、发电机、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。其工作原理是风轮在风力的作用下旋转，把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能发电机[1]。为了经济社会的可持续发展，缓解能源紧缺所带来的压力，风力发电机在各个领域均得到广泛使用，因此有效解决风力发电机出现的故障问题，并提高风力发电机的整体工作效率，已经成为了现阶段风力研究工作的首要问题。
1.1风轮转动发出异常声响
风轮转动发出异常声响是风力发电机常见的故障之一，在故障发生之后，风力发电机会出现叶片开裂和机舱罩松动或松动后会碰到转动件的现象，发生此类情况的主要原因是风轮轴承的底座出现了松动或损坏的情况。另外，齿轮箱轴承损坏或者增速器损坏也会使风力发电机的受力情况出现问题，叶片受到影响使得桨叶转速也同时受到影响，主轮齿轮箱和发电机受其影响出现故障。此外，制动器松动、发动机松动、联轴器损坏也是风力发电机发出异常声响的主要原因。
1.2发电机不能输出额定电压
风力发电机的故障也包括了风速达到额定风速以上，但风轮达不到额定转速，发电机不能输出额定电压这一问题，刹车片失灵，回位，弹簧失效导致刹车片处在半制动状态，是产生故障的原因之一。发电机的转子和定子不断接触摩擦，导致增速器轴承或风轮轴轴承损坏，变桨距同步器也随之损坏，调速器卡滞，停留在一个位置上，微机调速失灵变桨距轴承损坏[2]。
1.3调向不灵或不能调向
风力发电机也会出现调向不灵或不能调向的故障情况，导致此类故障产生的原因为下风向尾舵调向的阻尼器阻力太大，扭头、仰头调速的平衡弹簧拉力小或者失效，调向电机失控或带病运转或其轴承损坏；风速计或测速发电机有误，调向转盘轴承进土且润滑不良，阻力太大或者转盘轴承损坏，导致其不能转动、微机指令有误，进而出现调向失灵的情况[3]。
1.4风轮转动而发电机无电压
风力发电机还有一种故障就是风轮转动而发电机不动，这是由于发电机不励磁，定子或转子输出断、短路导致的。而发电机不励磁则是因为励磁路断或接触不良，电刷与滑环接触不良或者碳刷烧坏，励磁绕组断线，晶闸管不起励，发电机剩磁消失，晶闸管烧毁，励磁发电机转子绕组短路、断路，发电机定子绕组短路、断路，直流发电机转子绕组短路、断路。
2 风力发电机故障处理与检修
2.1对风轮发出异常声响的检修
当风轮发出异常声响应立刻进行停机检查，重新紧固机舱罩、紧固螺栓，重新调整风轮轴和增速器的同轴度，将固定螺栓拧紧、紧固牢靠；若轴承损坏应固定轴承，重新安装轴承座，调整增速器的同轴度，重新紧固其固定螺栓；拆下增速器，更换轴承及油封，重新安装增速器，重新固定制动器及调整刹车片间隙，重新调整发电机的同轴度并将紧固螺栓紧固牢靠，如果轴承也存在损坏的情况，应更换联轴器。
2.2发电机不能输出额定电压的解决办法
针对风力发电机出现的故障情况，需要及时更换或调整扭头、仰头、离心飞球、空气动力调速的平衡弹断或拉力变化，进而找出变桨距驱动系统的卡滞位置，消除卡滞现象；若液压驱动变桨距的油缸出现卡死或漏油现象，则需要更换油缸或解决漏油情况，如果发电机轴承损坏，应拆下发动机更换轴承，并在更换完成以后重新调整同轴角度。另外，在风力发电机的运转过程中，若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，这时微机会显示数据有误，此时应停机修理，检查转盘轴承是否损坏，并进行油封更换处理，在转盘轴承经过大修之后，再检查微机的芯片，如果是芯片出现了故障，则应该予以更换[4]。
2.3针对调向不灵的措施
调向不灵是由于调向电机失控或者带病运转造成的，如果发生此类情况，应及时停机修理，将阻尼器弹簧压力调小，确保平衡弹簧调整额定风速以上扭头或仰头，更换失效弹簧，启动调向电机电控坏，并更换电机轴承，重新安装调向电机；调向电机定子部分短路或开路，将定子拆下检查并重新布线，修好后再重新安装；检查风速计和测速发电机，坏者更换，检查转盘轴承，此时应进行一次大修，更换所有轴承，更换润滑油等，检查微机各芯片和程序，检查控制用磁力启动器或放大器，将损坏的芯片，传感器和启动器进行更换，重新输入正确的程序[5]。
2.4发电机无电压的解决办法
首先进行停机检修，如果励磁回路出现断线或接触不良的情况，查出故障并接好，如有刷励磁应对电刷、滑环进行检查，当存在接触不良的问题时应调整刷握弹簧。刷表面烧坏应更换，对滑环表面应清洗、磨圆，找出重新接好，并对触发线路进行检查与修理；如果晶闸管被击穿或断路，应及时更换，重新用直流电源励磁，待发电机正常发电再切除直流电源，更换晶闸管，再从发电机上拆下励磁机待修理好再安装上，并重新下定子绕组，安装发电机，更换新发电机或修理转子，最后对发电机进行检查，排出故障，重新更换线圈[6]。
3 结束语
在我国经济发展迅速的同时也带来了能源资源紧缺，环境污染等问题，这对我国长期、可持续发展战略目标的实现十分不利，所以将风能作为绿色资源的来源进行相关技术研发，并在工业企业用电方面给予支持，提供更好的风力发电设备，对有效推动绿色经济的发展具有重要意义。随着风力设备的推广和使用，风力发电机在运行过程中的安全问题也受到了人们的重视，因此，对风力发电机在实际发电过程中存在的故障问题，应制定出科学、合理的检修与处理措施，并以此来保障风力发电机的安全、稳定运行。
参考文献:
[1]刘乔.风力发电机组偏航系统供电回路故障处理及安全性提升方法[J].电子元器件与信息技术,2020,4(09):80-81.
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[3]张传江,张方红,王兰,秦岭,刘畅.基于大数据分析的海上风力发电机组远程运维云服务方法[J].船舶工程,2019,41(S1):327-329+333.
[4]曹慧利.风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].中国高新区,2017(13):95.
[5]单宗禹. 用于风力发电机组振动量测量的三维加速度计系统设计[D].吉林大学,2015.
[6]尹浩霖.论风机电气设备检修方案的可行性影响因素[J].西北水电,2014(02):67-70.