风力发电机机用发电机培训.ppt

天元电机,YSSF450L-4初级技术培训课程,内容1、结构及原理2、日常维护3、常见故障的排除,天元电机,天元电机,1、1 外形图,天元电机,1、2 集电环罩,1、出风口2、主轴 3、集电环 4、接地环5、碳刷、6、轴承外盖7、集电环罩螺栓8、集电环罩9、转子接线盒10、刷架11、刷杆座12、集电环固定螺栓13、大线固定螺栓14、编码器安装盘15、编码器16、编码器保护罩17、编码器轴联结盘18、编码器连接轴19、侧盖板20、底盖板,天元电机,1、出风口2、主轴 3、集电环 4、接地环5、碳刷、6、微动开关7、集电环罩螺栓8、集电环罩9、转子接线盒10、刷架11、刷杆座12、集电环固定螺栓13、大线固定螺栓14、编码器安装盘15、编码器16、编码器保护罩17、编码器轴联结盘18、编码器连接轴19、侧盖板20、底盖板,天元电机,1、3 接线图,天元电机,1、4 定子接线盒,天元电机,1、5转子接线盒,YSSF450L-4双馈异步发电机安装在SL1500机舱的中后部，与增速机间用联轴器相连,是SL1500机组中，将机械能转变为电能的机构。,天元电机,安装位置,YSSF450L-4双馈异步发电机是专为SL1500风力发电机组配套的水冷式双馈异步发电机。发电机的定子直接连接到电网上，转子和变流器相连。当风力驱动发电机旋转时，在变流器的控制下，发电机把机械能转换成电能向电网馈电。,天元电机,1、4、2原理,天元电机,双馈异步发电机的定子结构与一般的同步发电机没有区别，而转子的结构则差别很大，其转子具有空间相位差为120的三相对称绕组。如果在这三相绕组中分别加入相位差为120的对称交流电流，就会在转子表面产生一个相对转子的旋转磁场。该磁场的转速nr1与所加入电流的频率fr1和电机的极对数P的关系为：nr1=60fr1/P 可以看出，改变加入转子的三相交流的频率fr1，即可以改变旋转磁场的转速nr1。,实际运行中，如果转子的机械转速nr2与三相交流电流在转子表面产生的旋转磁场的转速nr1(两者方向可以相同或相反)之和等于电网频率为50Hz的发电机的同步转速ns，即nr1nr2=ns，此时在发电机气隙中形成的同步旋转磁场就会在发电机定子绕组中感应出频率为50Hz的感应电势。从定子侧看，这与一般同步发电机具有直流励磁的转子以同步转速旋转时，在发电机气隙中形成的同步旋转磁场是等效的。因而，只要做到转子的机械转速nr2和三相交流电流在转子表面产生的旋转磁场的转速nr1互补，即nr1nr2ns，就可以在不同的转子转速情况下，在定子绕组中总能感应出频率恒定的50Hz交流电。,天元电机,此时输入转子电流的频率fr1为：fr1=Pnr1/60=p(ns-nr2)/60=PnsS/60=Sfs式中：S转子滑差 fs-工频 上式表明：当发电机的转子以不同的转速（滑差为S）运行时，只要根据转子转速的变化来调节输入转子电流的频率，使变频器在转子三相对称绕组中随时输入滑差频率fr1的电流，就可以在发电机气隙中形成同步速度的旋转磁场，在定子绕组中产生恒定频率的电势，满足其并网运行的要求。,天元电机,双馈异步发电机变速恒频的特点，适应了风力发电机组转速范围大的运行方式，其功率因数可调的特点，有利于风电场接入点的电网电压稳定性。双馈异步发电机所配变频器功率较小，只有总功率的30%左右，故风力发电机组整体的价格较低。同步发电机应用在发电机组中，需要用全功率变频器，导致风力发电机组整体成本较高。双馈异步发电机的缺点是有滑环结构，需要经常维护。,天元电机,1、安装前请详细核对发电机铭牌上所示各项数据如额定功率、电压、频率等是否与实际需要相符。2、发电机必需按照有关专业标准或技术条件的规定使用。3、认真检查各部件的装配是否良好，紧固件有无松动现象。4、认真检查各导电接触部分是否接触良好及有无锈斑等现象。5、检查接地装置是否妥善，接地线应接在接地螺栓上。,天元电机,2、1 安装前注意事项,6、检查所用控制设备规格和容量是否符合发电机铭牌所标的要求，如电流大小，熔断丝粗细、线路接法等。7、安装前需用兆欧表测量发电机定转子绕组对地绝缘电阻，其绝缘电阻值应不低于5兆欧，否则发电机需经干燥处理，直到绝缘电阻达到要求，方可使用。干燥可采用外部加热法（放入烘房或吹入热的干燥空气或加热器加热）及短路电流法，铁损加热法等干燥处理，在干燥过程中绕组温度不大于90-100（温度计法）。,天元电机,8、发电机的安装：在采用弹性联轴器直接偶合传动时，必须精确地使发电机与拖动机械的轴线保持在同一直线上。,天元电机,注意进水孔、出水孔标识，冷却水应从进水孔流入，出水孔流出。安装水管时注意密封，防止漏水。,天元电机,电源线的连接：发电机定子U、V、W相与电源A、B、C或U、V、W依次相接，转子K、L、M与变频器A、B、C或U、V、W依次相接。连接前应检查电缆品质及绝缘强度，若连接后变频器报相序错误，只需将K、L、M中任意两相相序反接及可。,天元电机,电源线连接后，应将电缆接头锁紧，以固定电缆。,天元电机,此处旋紧,天元电机,使用万用表测试温度传感器Pt100的电阻值，常温时，其电阻值在100左右，若阻值为无穷大，则说明其已损坏。加热器可使用同样方法检查，若阻值为无穷大，可先将加热器接头拆下，分别测各加热器（2个并联）的电阻，阻值为无穷大者说明其已损坏，若阻值皆正常，说明接线有误，重新将加热器接头并接即可。机组运转前应手动盘车，以防机械系统有锁死故障。,天元电机,9、发电机的出线标记及正确的接线。,发电机转子的接法为Y接（如图）,发电机定子的接法为接（如图）,天元电机,发电机接线板上有12个接线柱，详见表格 当电源相序A、B、C分别与接线柱标志U、V、W相对应时，发电机的转向，从主轴伸端视之为逆时针方向。更换任意两相相序，发电机的转向也就与原来的相反。,10、加热器为高压电机用防潮加热带，型号：GRDP-J5-1-220（丹东鸭绿江敏感器件厂）。技术参数如下：功率：2X300W 工作电压/频率：220V/50Hz 绝缘电阻：200M绝缘耐压：10KV 50Hz 1min 材料使用温度：-60205,天元电机,11、绕组用Pt100为高压电机用，型号：WZPGB-108（丹东鸭绿江敏感器件厂），主要技术指标如下：精度等级：A级 测量范围：-50180 供电电流：1mA绝缘电阻：200 M 保护管材料：陶瓷热响应时间：0.6秒引线方式：三芯屏蔽护套高温导线,天元电机,12、轴承用Pt100型号：WZPM201（丹东鸭绿江敏感器件厂），主要技术指标如下：精度等级：A级 测量范围：-50180 供电电流：1mA绝缘电阻：200 M 保护管材料：1Crl8Ni9Ti热响应时间：6秒引线方式：三芯屏蔽护套高温导线,天元电机,13、自动注油泵接线：将电源线插头接入24VDC电源。自动注油泵型号：P22344036972（LINKOLN）性能参数如下：操作电压：24VDC 最大电流：3A 转速：17 r/min操作压力：350bar 防护等级：IP6K 9K 温度：-4070油箱容量：2L 出口数：2个 每出口排量：0.28cm3接口尺寸：M10X1 润滑介质：最高至NGLI2 重量：7.6kg特征：工作时间可通过电子面板设定实现自动润滑，数字显示。,天元电机,14、常温型编码器编码器型号：GI356 B22 C3 30（IVO）端子配置编码器电气参数如下：供电电压：5V10%或4.7530VDC(带反向电压保护)电流消耗：最大30mA（24V），最大60mA（5V）极限频率：最大150kHz 输出信号：A、B、N、输出线路：5 VDC 长线驱动RS422 4.7530VDC 推挽、集电极短路和长线驱动RS422编码器机械参数如下：速度：最高10000 rpm 起动力矩：0.010 N.m轴向轴负荷：20 N.m 径向轴负荷：40 N.m转动惯量：1.45X10-6 kgm外壳材料：铝 重量：250g 以上各种部件接线方式具体参看附图中接线示意图。,天元电机,天元电机,15、低温型编码器编码器型号：GIS58E-2500KOZA6TI（GS）端子配置编码器电气参数如下：供电电压：5V5%(L output circuit)电流消耗：最大70mA极限频率：最大300kHz 输出信号：A、/A、B、/B、N、/N 输出线路：5 VDC 长线驱动RS422 脉冲数：2500编码器机械参数如下：速度：最高6000 rpm 起动力矩：0.010 N.m轴向轴负荷：20 N.m 径向轴负荷：40 N.m转动惯量：1.5X10-6 kgm外壳材料：铝 重量：300g 防护等级：IP 运行温度：-40100以上各种部件接线方式具体参看附图中接线示意图。,天元电机,2、2 运行,发电机的运行 在发电机运转之前，应先将发电机通水，运行水冷系统，观察电机出水口处水表流量，流量小于45L/min，则开启系统内各排气阀排气，直到流量大于45L/min。,天元电机,在发电机运转之前，定转子接线盒盖及未用的出线孔应盖好，以防止水、灰尘和油污液等有害物体进发电机内。在发电机正常运转之前，应尽可能先空载运转，经空载运转证明机构完好后，即可进行运转。,在实际工况下拖动发电机作负载试转，应随时注意发电机运行情况。运转响声及实际发电电流是否超过铭牌上的规定值等。实际负载按额定工作制进行运转后，重新检测发电机各机械部分有无松动，轴承有无过热和漏油、电机有无异常响声等。如无发现异常情况即可正常使用。,天元电机,在发电机运行过程中，若定子绕组Pt100的显示温度已达165；或轴承Pt100显示温度已达95时，应立即停机，检查发电机或整个运行系统，在故障消除后发电机才能恢复工作。发电机温升高的原因可能是：发电机过载，1748kW，功率可由变频器监测；水路阻塞，可由出水口处水表读出流量，小于45L/min，检查水泵储压罐压力，小于20L/min，打开电机下部泄水孔，将冷却介质排光后，使用压缩空气及清水冲洗机壳水道。发电机出现故障，如线圈接地、定转子碰擦及轴承磨损情况严重 电源电压及频率变化范围超过规定值，电压及频率的范围为10%。Pt100温度传感器损坏，可用万用表测量Pt100温度传感器接线端头，正常值应在100200。,天元电机,发电机在同步转速（1500rpm）以上运行时，定子、转子皆通过变频器向电网馈电，底于同步转速运行时，定子馈电，转子消耗功率。,天元电机,发电机的维护和检修（1）、发电机在运转时应尽可能做好有关记录，如发电机运行及停车时间、环境温度、定子、转子及轴承的温度，同时必须注明发电机和拖动机械在工作中之不正常现象，以及记录所有检查情况和故障的处理结果，供今后维护和检修时参考。（2）、在发电机运行过程中，必须注意轴承的合理润滑，如自动注油泵出现故障，一般每六个月左右时间，可以通过手动注油装置注入新的润滑脂一次，注入数量为每个轴承300g。当废油脂收集装置已满时应及时清理。润滑脂牌号：BEM41-132（KLUBER）或Albida EMS 2（Shell）具体见电机润滑标牌,天元电机,2、3 维护和检修,（3）、自动注油泵维护使用说明：定期对油箱补充洁净的油脂及检查所有润滑点是否得到润滑。检查润滑线路是否存在破损现象，若有必须予以更换。在系统清洁时，只能采用柴油或轻质溶剂作为清洁剂。应通过补油油嘴对油箱进行补油，且不得超出油箱上的“max”标示。油箱完全空掉，则补油后泵需运行较长时间后才能达到额定排量，因此，在补油后需手工启动润滑动作。在对空箱加油后，请务必确保油箱内压油盘下的所有空气都被排出；确保压油盘密封圈位于油箱排气孔上方，应有少量油脂排出保证所有空气被排出。,天元电机,（4）但在下列情况下必须立即更换新的油脂：（a）油脂硬化或油色变暗（b）油面上有水珠或尘垢聚集（c）轴承过热 更换新油脂前，必须将陈脂清除。再用汽油或火油将轴承洗干净，然后加入新鲜润滑油脂。具体数量如下：驱动端轴承：6326C3，轴承内空间放入约300g润滑脂，轴承外盖内侧，轴承内盖侧加入约320g润滑脂。非驱动端轴承：6328C3，轴承内空间放入约400g润滑脂，轴承外盖内侧，轴承内盖侧加入约380g润滑脂。,天元电机,5）、集电环：集电环的结构：集电环用塑料绝缘的一种套筒式结构，与轴为过渡配合，通过螺栓与轴固定。集电环有3个导电环和1个接地环，材质均为不锈钢材料，其表面光洁度应不低于。与集电环配套人字形刷握装置刷握装置安装在刷杆上，刷杆固定在集电环罩上。刷握采用压指弹簧形式。刷握装置上另加单独的微动开关，与电刷一一对应，当电刷磨损到一定量后，微动开关就会动作报警，提示更换电刷。微动开关均处于常闭状态，串联连接，当某一个微动开关动作时，整个回路断开，报警提示。,天元电机,（6）、集电环的拆卸：首先打开集电环罩两侧观察窗盖板，把碳刷从刷盒中取出，并在滑环与刷握间垫一圈橡胶垫，再拧下集电环罩与轴承外盖的安装螺栓，用吊绳将集电环罩吊住，用M12螺栓从轴承外盖将集电环罩顶出，轻轻将集电环罩整体卸下；将转子三根引线从集电环上卸下，将编码器联接轴及集电环与轴间紧固螺栓卸下，用M8X60螺栓从端面的三个螺孔将集电环顶出。详见集电环安装示意图。（7）、在发电机使用过程中，每三个月需清理集电环罩内集电环室。拆下集电环罩两端侧板及底盖板，将底盖板上的粉尘收集板清扫干净。如果集电环表面上有尘埃或油污时，用浸汽油的抹布把尘埃、油污擦净即可。如果发现集电环表面有碳蚀现象，应将集电环拆下加工，加工精度按集电环要求加工；每三个月需拧下泄水孔螺钉，排出发电机内部的冷凝水。,天元电机,（8）、碳刷：碳刷型号为：A24X（Schunk）。碳刷的更换：更换新碳刷时，将集电环罩底盖板和两端侧盖板拆下，扳开刷握上压指，将电刷取下换上新电刷。新电刷圆弧研磨应与滑环圆弧相符，让其接触良好，碳刷与集电环的接触面积不得小于电刷面积的60%。研磨时用玻璃砂纸，勿用金钢沙；或者碳刷换好后，让发电机在低功率区运转八小时后再正常运行。（9）、发电机检修后，重新装配时，所有配合面和带螺纹的紧固件可涂一层干净的防锈油再进行装配，以达到防锈蚀目的。所有紧固件应有弹簧垫圈以免自行松脱。装配后，用手转动转子，转子应能灵活转动。,天元电机,1、故障现象：定子接线盒内加热器接线端子间电阻为无穷大；加热器运行时电流减半或近似减半；2、故障原因：加热器接线错误；加热器损坏；加热器电源线损坏；其中一支加热器故障（电机绕组上安装有两条300W加热器）3、解决措施：检查加热器接线；检查加热器电源线；更换已损坏的配件；,天元电机,3、1 加热器故障,天元电机,3、2 自动注油泵故障,1-显示区2-确认故障显示和时间设定的按键（换档键）4-启动另外的润滑并设定时间值的按键（调整键）,天元电机,.一旦使用电压（开），显示窗口中较低的右边信息段就会开始闪烁（暂停时间运行）.如果暂停时间内电力供应中断，那么当电源重新被开启后，暂停时间会从中断的点开始继续.,.在泵的运行时间之内，薄膜式键盘的显示窗口会出现一个循环的照明信息段。.如果运行时间内电力供应中断电源，那么当电源重新被开启后，运行时间会从中断的点开始继续。,绿色闪烁,运行状态,低液位显示,*LL*表示油脂液位低，需添加润滑脂。,*Er*表示有故障。,故障显示,天元电机,状态信息,天元电机,操作键,出厂设置,其他高级设置见手册,1、故障现象：无信号或转速信号异常；并网时变频器报过流故障；2、故障原因：编码器接线错误；编码器未安装好（不同心等）编码器连接盘柱销松动或脱落；编码器电缆损坏或插头损坏；编码器损坏；变频器上编码器适配器故障；3、解决措施：检查编码器接线、编码器连接盘及其安装情况；检查编码器电缆、插头、编码器适配器；更换已损坏的配件；,天元电机,3、3 编码器故障,1、故障现象：转子侧过流；转子电流异常；集电环表面磨损严重；2、故障原因：集电环绝缘破损；碳粉积聚过多，导致集电环间短路；碳刷耗尽后未及时更换，导致集电环表面磨损；3、解决措施：更换已损坏的集电环；清理碳粉，清洁集电环；重新研磨或更换集电环，更换碳刷；,天元电机,3、3 集电环系统故障,1、故障现象：变频器报过流故障；用绝缘表测试定子或转子绝缘电阻为0；将定子引接线（U1、W2）（V1、U2）（W1、V2）短接片拆下，用绝缘表分别测量（U1、V1）（V1、W1）（W1、U1）间电阻为0；2、故障原因：定、转子绕组绝缘破损；定子相间短路；3、解决措施：更换已损坏的发电机,天元电机,3、4 绕组故障,倾力风电事业打造国产精品天元电机愿与您共创美好未来谢谢！,天元电机,