一种风力发电机组变桨轴承齿面润滑的控制方法与系统与流程

本发明涉及风力发电机组控制的，尤其是指一种风力发电机组变桨轴承齿面润滑的控制方法与系统。

背景技术：

1、随着风电技术的发展，大型变速变桨风力发电机组逐步的实现规模化和市场化。整机厂家对大部件的日常维护和保养日益重视，其中变桨轴承齿面作为风力发电设备的关键部件，更需要一种稳定可靠的控制方法来实现对变桨轴承齿面的润滑。

2、风力发电机组的变桨轴承齿面通常配备有集中润滑系统。该集中润滑系统可以为变桨轴承齿面加注润滑脂来减少变桨过程中变桨轴承齿面的摩擦和发热，以使变桨过程更加顺畅。

3、现有0°齿齿面润滑结构采用在驱动齿旁边安装润滑小齿轮。润滑小齿轮先将油脂涂抹到驱动齿上，驱动齿通过转动再将油脂传递涂抹到轴承齿面上，这种方式不是直接润滑啮合齿面。而风机在低于额定风速时运行，其桨叶需一直保持在0°位置，因此变桨减速机和变桨轴承也长期啮合在0°齿位置。若齿面挂脂量少，会导致变桨齿面润滑不良，长期运行会导致变桨轴承的0°齿及变桨小齿轮对应的啮合齿面出现锈蚀、磨损，甚至出现点蚀、凹坑。根据风力发电场跟踪服务所掌握的情况，变桨轴承齿面磨损已经成为一种较为突出的现象。

4、现有的专利文献，集中在对变桨轴承齿面定时定量润滑或者手动润滑，未有相关在这种已安装集中润滑系统下的对变桨轴承齿面的控制策略和方法。

5、目前，行业内主要有两种技术方案解决变桨轴承润滑问题：

6、1、人为手动润滑，由于变桨轴承位于轮毂内，所以人工手动润滑还必须停机，增加风力发电机组的维护成本并造成一定发电量的损失；

7、2、变桨集中润滑，最普通的控制方式是由变桨内润滑泵自动控制润滑时间和润滑频次，但由于润滑小齿轮固定位置的限制，出油点与变桨0°齿面的存在多个齿的间隔，不能直接对0°位进行润滑。会导致变桨轴承齿面润滑效果不良或者失效，甚至润滑时变桨电机没有转动，润滑油脂堆积在一个地方，不仅效果不好还会导致油脂被离心力甩到轮毂内任何地方，污染工作环境。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种风力发电机组变桨轴承齿面润滑的控制方法，在无需更换硬件的情况下，充分润滑变桨轴承齿面，延长变桨轴承的使用寿命，降低风力发电机组的维护成本，提高风力发电机组的发电量。

2、本发明的第二目的在于提供一种风力发电机组变桨轴承齿面润滑的控制系统。

3、本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种风力发电机组变桨轴承齿面润滑的控制方法，包括以下步骤：

4、1)确定计时周期、打脂次数、开桨角度和最长润滑时长；

5、2)在每台机组一个计时周期内，由机组状态进行判断，有三种情况：机组当天触发待风、或者故障、或者一天未触发待风和故障而处于连续并网的状态下，哪种情况先触发，机组在该情况下进行变桨齿面润滑打脂，打脂完成后，当天不再进行变桨润滑打脂。

6、进一步，在步骤1)中，确定计时周期，具体如下：

7、变桨齿面润滑系统每天运行一次，机组的零点相互间隔15分钟，设定时间需和界面时间保持一致，其计算公式为：

8、s0＝abs(fx-96)*15(1)

9、式中，fx为第x台机组，s0为第x台机组的计时零点。

10、进一步，在步骤1)中，确定打脂次数，具体如下：

11、变桨齿面润滑系统每天运行一次，注脂g次，根据设计要求，每个齿轮每年注脂量为h升，则每天打脂次数计算公式为：

12、g＝(h*1000*a)/b    (2)

13、式中，a为润滑泵的出口数，b为每次到小齿轮的毫升量，g为每天需打脂次数。

14、进一步，在步骤1)中，确定开桨角度，具体如下：

15、开桨时，驱动齿轮逆时针转动，要对0°齿进行润滑，当齿剩n个时定点注脂，能够把油脂精准带到0°齿上，则对应计算公式为：

16、p＝(360/m)*n    (3)

17、式中，m为变桨轴承的内齿圈齿数，n为定点注脂处离0°齿的齿数，p为注脂处桨叶开桨角度。

18、进一步，在步骤1)中，确定最长润滑时长，具体如下：

19、当集中润滑故障时，会有一段时间接受不到次数的反馈信号，直至报集中润滑故障，若不加格外的判定条件，会造成变桨过程中在某一点长时间运行，则对应的计算公式为：

20、t＝[(b/k)*60]*g    (4)

21、式中，k为润滑泵每分钟排的毫升量，t为打脂次数内最长打脂时间，即最长润滑时长。

22、进一步，在步骤2)中，根据机组在计时周期内三种不同的情况来执行待风停机打脂、故障启机打脂或者连续并网后打脂。

23、进一步，所述待风停机打脂的具体情况如下：

24、在每台机组一个计时周期内，若机组先触发待风停机，结合机组风速、风向，桨叶角度、当天有无打脂情况判断后，满足条件，机组进入待风打脂运行模式，开桨前先启动变桨齿面润滑泵注脂，程序内监测到第j次注脂次数后启动开桨，当桨叶角度到达p°时，暂停开桨，机组桨叶按照设定的变桨速率在p°±6°来回摆动，直至监测到第j+10次注脂次数后继续开桨到0°，并在-1°～10°来回摆动2次，然后返回待机状态，当机组监测到g次或者满足最长打脂时间t后注脂结束；若打脂过程中，发电机转速超过设定转速，机组直接收桨到89°，集中润滑继续打完g次，之后退出润滑打脂模式，计时周期内不再触发集中润滑动作。

25、进一步，所述故障启机打脂的具体情况如下：

26、在每台机组一个计时周期内，若机组先触发故障，在故障停机之后启机时，开桨前先启动变桨齿面润滑泵注脂，监控到第j次注脂次数后启动开桨，当桨叶角度到达p°时，暂停开桨，直至监控到第j+10次注脂次数后继续开桨，当监控到第g次注脂次数或者满足最长打脂时间t后注脂结束。

27、进一步，所述连续并网后打脂的具体情况如下：

28、在每台机组一个计时周期内，没有进行注脂，需要主动顺桨，主动顺桨前先启动变桨齿面润滑泵注脂，监控到j次注脂次数后开始顺桨，当桨叶角度到达p°时，暂停顺桨，直到监控到第j+10次注脂后，由顺桨变为开桨，当监测到第g次注脂次数或者满足最长打脂时间t后注脂结束。

29、本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种风力发电机组变桨轴承齿面润滑的控制系统，用于实现上述的风力发电机组变桨轴承齿面润滑的控制方法，其包括：

30、参数确定模块，用于确定计时周期、打脂次数、开桨角度和最长润滑时长；

31、齿面润滑控制模块，用于在每台机组一个计时周期内，根据机组状态进行判断，有三种情况：机组当天触发待风、或者故障、或者一天未触发待风和故障而处于连续并网的状态下，哪种情况先触发，控制机组在该情况下进行变桨齿面润滑打脂，打脂完成后，当天不再进行变桨润滑打脂。

32、本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

33、本发明是根据机组在计时周期内三种不同的情况下(待风情况下打脂、故障启机后打脂以及连续并网后打脂)对变桨轴承齿面进行润滑，保证机组每天都会进行润滑，并将脂带到齿位0°进行润滑，保证大多数情况下0°齿每天得到一定量的脂进行润滑，保证大多数润滑发生在变桨过程中，边变桨边润滑，使变桨轴承齿面得到较佳的润滑效果，且无需增加硬件，即无需增加成本，充分润滑变桨轴承齿面，提高风力发电机组的发电量。