北京合信銳風(fēng)新能源有限公司

李金龍（技術(shù)部部長）

　　在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，直流變槳系統(tǒng)在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用直流備電進(jìn)行緊急順槳，提供高可靠性緊急停機(jī)保護(hù)，得到了不少變槳系統(tǒng)廠家的青睞。在早期的1.5MW風(fēng)力機(jī)組中，LUST變槳（MOOG）、SSB變槳、能建變槳均采用直流變槳電機(jī)。隨著運(yùn)行年限的增加，諸多風(fēng)電場直流變槳系統(tǒng)出現(xiàn)故障頻發(fā)問題，給運(yùn)行維護(hù)帶來很多不便，增加了運(yùn)維成本。下面結(jié)合我公司變槳系統(tǒng)主動(dòng)維護(hù)案例經(jīng)驗(yàn)，介紹直流變槳電機(jī)維護(hù)注意事項(xiàng)：
　　1、直流變槳系統(tǒng)原理介紹
　　直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。

圖1-1：直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

　　直流電動(dòng)機(jī)的工作原理就是靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引入的直流電動(dòng)勢，在電樞線圈產(chǎn)生交變電動(dòng)勢，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩。
　　2、直流電機(jī)常見技術(shù)問題
　　（1）換向器打火
　　正常情況下電刷與換向器之間為“滑觸”結(jié)構(gòu)，在換相時(shí)會(huì)產(chǎn)生輕微電火花，不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生危害。如果換向器表面嚴(yán)重磨損，電刷磨損形成嚴(yán)重積碳，刷握壓力異常，電刷位置不在物理中行線上等異常狀態(tài)時(shí)，將引起嚴(yán)重電火花，造成換向器進(jìn)一步損壞，嚴(yán)重情況下引起換向器絕緣擊穿損壞，造成整個(gè)電機(jī)損壞。

圖2-1：換向器放電示意圖

　?。?）電樞繞組擊穿
　　電樞繞組、勵(lì)磁繞發(fā)生繞組短路擊穿，繞組燒毀故障。通過對(duì)電機(jī)拆機(jī)發(fā)現(xiàn)，這種繞組燒毀情況，一般由于電機(jī)長期過載高溫，引起繞組絕緣層損壞。電機(jī)過載原因包括電磁剎車不能正常打開，變槳系統(tǒng)機(jī)械卡死等故障。

圖2-2：勵(lì)磁繞組絕緣擊穿圖

　?。?）其他故障
　　在變槳系統(tǒng)中報(bào)出速度比較、速度超限故障，一般為測速電機(jī)或測速編碼器損壞，測速電機(jī)與測速編碼器器都是高精度電子器件，運(yùn)行中需要注意對(duì)harting插頭，以及編碼器密封圈進(jìn)行緊固與檢查，保證接觸可靠。同時(shí)要定期更換測速電機(jī)碳刷。

圖2-3：變槳測速電機(jī)

　　3、直流電機(jī)主動(dòng)維護(hù)內(nèi)容
　　根據(jù)直流電機(jī)的特性，對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)顯得尤為重要。下面分享一下直流電機(jī)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)的要點(diǎn)：
　　（1）將變槳電機(jī)外殼與主旋編處做標(biāo)記線，便于維護(hù)完成后安裝。對(duì)編碼器haring頭進(jìn)行緊固。

圖3-1：haring頭及編碼器緊固檢查

　?。?）對(duì)變槳電機(jī)電樞，勵(lì)磁繞組進(jìn)行絕緣測試，保證絕緣大于50MΩ以上，利用直流電阻測試儀測量繞組直流電阻值，并記錄。利用萬用表測量PT100測溫電阻阻值（20℃下阻值為108Ω左右）。測試PTC熱敏電阻阻值在180Ω-200Ω之間（不同型號(hào)熱敏電阻可能略有不同，根據(jù)實(shí)際阻值記錄判斷）。
　　（3）換向器進(jìn)行清潔維護(hù)，維護(hù)工具中盡量使用大布、棉簽、小刷，在清潔過程中要戴好口罩，防止粉末進(jìn)入呼吸道，在進(jìn)行碳粉清理時(shí)一定要注意換向器小溝內(nèi)、軸承內(nèi)的清理，在清理過程中需要使用無水乙醇輔助。在對(duì)碳刷進(jìn)行維護(hù)時(shí)需測量碳刷磨損程度，如果出現(xiàn)磨損嚴(yán)重、存在灼痕的需要立即更換。

圖3-2：換向器維護(hù)清潔

　?。?）維護(hù)過程中拍照留存，在內(nèi)側(cè)合適位置做好標(biāo)記（例如機(jī)位號(hào)+槳葉號(hào)）在下次維護(hù)中做好對(duì)比。維護(hù)結(jié)束后，按照原拆卸步驟倒退安裝好電機(jī)，并用萬用表測量線路與變槳電氣原理圖紙相符合后，可按上電要求進(jìn)行上電，再做手動(dòng)變槳測試，觀察變槳方向和速度是否正常。