Yaw Salınımı (Hunting) — Nasel Dönerken Titriyor

Bergama RES, Enercon E92 — Sabahın Raporları

Söz: Yönetici "Kanatlarının hızı normal ama SCADA'da yaw açı hızlı değişiyor. Hareket var ama tuhaf."

Teknikyen gözlemi (İlk bakış):

• Türbin açık, 14 m/s rüzgâr (nominal power bölgesi)
• Nacellle'ın rotor kapağında göğüs rüzgârı gelip gidiyor (yaw sensörü rüzgâr yönünü yanlış tanıyabilir)
• SCADA yaw açı: +45° → -10° → +30° → -15° → +25° ... (2-3 saniye döngüler, sabit değil)
• Ses: Normal elektrik sesi, ama "tak tak" ritim var (mekanik vurma?)
• Vibration meter: Nacelle'da 3-4 Hz oscillation (anormal, yaw bearing at this frequency)

Yaw Salınımı Nedir?

Yaw hunting: Yaw kontrol sistemi hedef yönü bulup durduramazken, sabit bir amortismanla tutarsız hareket yapması. Sonuç: Rotor ekseni rüzgâr vektörüne dikine doğru ince titreşimler, enerji kaybı, mekanik stres.

Matematiksel Modeli:

Yaw sistem PID (Orantılı-İntegral-Türevsel) kontrolcü ile çalışır. Hata (Hedef açı - Mevcut açı) azaldıkça motor yavaşlatılır. Fakat:

• Hysteresis (Gecikme): Yaw yatak sürüklenmesi, sürtünme kuvveti
• Sensor Gürültüsü: Rüzgâr vane sensor ölçümünde ±5-10° dalgalanma normal
• Over-Damping (Aşırı Sönümleme): P parametresi yüksekse → Motor fazla hızlı → Hedef geçme → Geri dönme → Tekrar

Sonuç: Stabil durum yerine ±15-20° osilasyon kalıcı hale gelir.

Saha Teşhisi Adım Adım

Adım 1: SCADA Trend Verisi (5 dakika)

Veri Toplama: Son 1 saat yaw açı grafı (1 saniye çözünürlükte)

Analiz:

• Düz yaw: Açı ±2-3° sabit → Normal
• Yavaş drift: Açı dakikada 1-2° değişim → Wind direction shift, normal
• Hızlı sallanış: ±10°+ 2-5 Hz frekans → Hunting (Bu vaka!)

Bulgu: Yaw açı ±18° arasında 0.5-1.0 Hz osilasyon (yaklaşık 1-2 saniye periyod), enerji üretiyor olmasına rağmen.

Adım 2: Yaw Motor Kontrolü (3 dakika)

Test: Yaw motoru manuel kontrol komutu ver (SCADA test modu)

• Şu an yaw motor çalışıyor mu? (Akım ölçümü, gürültü)
• Geri bildirim (yaw açı sensörü) canlı mı? (Komut 45° → Açı 45° olacak mı?)

Protokol: Kontrol sistemi testine gir, yaw motoru 30° saat yönüne 10 saniye hareket ettir

Bulgu: Motor çalışıyor, ama sürükleniyor. Hedef 45°, gerçek 38° durmuş. Elektrik akımı yüksek (12A, normal 8A).

Adım 3: Yaw Bearing Sürüklenmesi (5 dakika)

Test Yöntemi: Manuel yaw komut, hızlı durdurma (motor stop command)

• Motor durdurulduktan sonra nacelle 2-3 saniye içinde kendi kendine hareket etmeye mi devam ediyor?
• Eğer evet → Mekanik sürüklenmesi var (yatak yağlama eksik, ring gear pitting, mil misalignment)

Sahada Bulgu: Motor komutu verildikten 2 saniye sonra nacelle hala +5° hareket ediyor sonra durmuş.

Adım 4: Yaw Vane Sensor Kontrolü (3 dakika)

Amaç: Rüzgâr yönü sensörü doğru ölçüyor mu?

Test:

• Türbini STOP et
• Nacelleyi manuel döndür (rüzgâr yönünün tersi, 0° → 180°)
• Vane sensörü outputu (0-10V analog) multimetre ile ölç
• Her 45° dönüşte: Analog voltaj değişmeli (0V → 2.5V → 5V → 7.5V → 10V)

Bulgu: Vane sensor çıkışı hızlı dalgalanıyor (±0.5V ripple). Sensor başı biraz gevşek olabilir (rüzgârdan vibrasyona uğruyor).

Adım 5: Yaw Motor Gücü ve Elektronikleri (3 dakika)

Kontroller:

• Yaw motor bobini direnç: Faz A-B: ~10Ω, B-C: ~10Ω, C-A: ~10Ω (normal)
• Kontaktor ve releler: Akustik işaret + mekanik tıkırtı var mı? (Arızalı kontaktor yapışkan)
• PLC kontrol sinyali: Frekans ve duty cycle (osilasyon modeli)

Bulgu: Motor normal, kontaktörler normal. PLC output: Türünde ~0.5 Hz kare dalga (ON 1s, OFF 1s pattern) → Kontrol algoritması hunting moduna girmiş.

Adım 6: Yaw Ring Gear Muayenesi (Opsiyonel, sadece servis zamanı)

Detaylı Kontrol (Kapak açılması gerekir):

• Ring gear (nacelle altındaki büyük, sabit dişli):
• Pitting var mı? (yüzey çöküşü, ıska sesleri kaynak)
• Yüzey pürüzü? (Oyulmuş görünüş = aşınma)
• Yaw pinion (motor tarafından dönen küçük dişli): Diş eksikliği var mı?

Kök Neden: Kombinasyon Arızası

Yaw hunting çoğu zaman tek bir sebep değil, üç faktörün kombinasyonu:

1. Yaw Bearing Yağlama Azalması — Yaşlılık ve periyodik bakım eksikliği (2-3 yıldan sonra)
2. Yaw Sensor Sürütme ve Gürültü Amplifikasyonu — Vane sensor gevşekliği → PLC gürültü sinyali alıyor → Aşırı tepki
3. PLC Parametre Kayması — Yaw PID controller P (orantı) değeri yüksek ayarlanmış → Motor çok agresif tepki

Bu Vakada: Bearing suyu (grit), sensör titremesi amplified, ve P parametresi 1.5x normal değer → Hunting devresi kilitli.

Düzeltme Yolları

Hızlı Çözüm (Yazılım, 10 dakika)

1. PLC Parametre İncelemesi
   • Yaw PID P (proportional gain) → İçeriği: ~0.5-0.8 normal, bu türbinde 1.5 bulunmuş
   • Değiştir: P = 0.6 (standart değer)
   • Yaw sensor deadzone (Dead band) → Artır: ±3° → ±5° (kuru kontol kapıyı genişlet)
2. Türbini Resetle ve Gözle
   • Yazılım parametresini yüklüyse → Soft reset (kontrolcü restart)
   • SCADA yaw açı gra haftası ~ 5 dakika İzle (stabil mi osilasyon devam mı?)

Orta Vadeli (Mekanik + Sensör, 2-3 saat)

1. Yaw Vane Sensor Sıkması ve Kalibrasyonu
   • Sensör başını çalışırken vibrasyondan kurtarması için kelepçeyi sıkıştır (ama aşırı sıkma → kırılır)
   • Sensor kalibrasyonu: Yaw açı 0° → sensor output 5V (nominal 2.5V + 0° offset)
2. Yaw Bearing Yağ Seviyesi Kontrol ve Ek Yağlama
   • Yaw bearing yağ haznesine erişim (nacelle kenarında, genellikle 5-10 L kapakla tutulur)
   • Seviye kontrolü dipstick ile: MIN ve MAX arasında olmalı
   • Eğer MIN'e yakınsa: 2-3 L aynı grade yağ (ISO 32-46, açık ticari adı "spindle oil") ekle

Uzun Vadeli (Bakım Takvim Düzeltmesi)

• Yaw Vane Sensor: Aylık kalibrasyonu, 6 aylık değişimi (elektrik versiyonu, mekanik ise sorun daha az)
• Yaw Bearing Yağlama: 3 aylık kontrol, 12 aylık filtre değişimi
• PLC Parametre Revizyonu: Yazılım update veya yeni modelle her 2 yıl kontrol et

Sonuç

Yaw hunting, elektrik üretimine doğrudan engel değildir ama uzun vadede mekanik strese ve aşınmaya yol açar. Tipik telafi enerji kaybı: %1-3 (nominal üretim). Ama en önemli nokta: Titreşim zamanla yaw bearing'i tahta eder ve halka dişlerini öğütür. Erken teşhis + yazılım tuning + periyodik yağ bakımı = uzun ömür.

Bu vakada: PLC P parametresi sıfırlandı (0.6 olarak) + vane sensor sıkıldı + bearing'e 2L yağ eklendi. 2 hafta sonra: Yaw osilasyon ±2-3° daralımı yok, trending stabil.

Hızlı Kontrol Listesi: Yaw Salınımı Mı?

• ☐ SCADA yaw açı değeri ±10° osilasyon gösteriyor mu? (Evet → Next step)
• ☐ Osilasyon sıklığı düşük (0.5-1.5 Hz) mı yoksa yüksek (>3 Hz) mi? (Düşük → Bearing/Motor, Yüksek → Sensor jitter)
• ☐ Motor akımı normal mi (8-10A) yoksa yüksek mi (12-15A)? (Yüksek → Yatak sürüklenmesi)
• ☐ Vane sensor voltajı stabil mi yoksa ripple var mı? (Ripple → Sensor gevşek)
• ☐ Türbini manuel döndürmüş sonrasında nacelle kendi kendine hareket ediyor mu? (Evet → Yatak sürüklenmesi)

İlgili Kaynaklar

• Yaw Sistemi — Teknik Rehberi
• ← Tüm Saha Teşhisleri
• ← Türbin Modelleri