风机控制系统-变桨

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工作原理
控制时一般都以发电机额定功率或转子转速为界，即当发电机输出功率（转
速）低于额定值时，进行变速恒频控制，最大捕获风能；而当输出功率（转 速）高于额定值时，进行变桨距控制，维持发电机功率在额定值附近。要实 现真正的独立变桨,输入变量包括桨叶节距角变化和风速，以及每个桨叶受力 等,实现多变量控制。
启动控制策略，大风策略，小风策略，故障、停机策略……
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变桨的构成-液压变桨
系统组成： 油箱、液压动力泵、动力单元蓄压器、液压管路、旋转接头、变桨系统蓄 压器以及三套独立的变桨装置
优点：单位体积小、重量轻、扭矩大无需变速机构，在失电时将蓄压器作为备用 动力源对桨叶进行顺桨作业；增容便捷。
缺点：漏油，对环境要求较高（温度） 6
液压系统
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变桨的构成-电动变桨
系统组成： 驱动器、电机、编码器、减速机、限位开关。
优点：组合灵活、技术成熟、环境适应能力强、防沙尘、腐蚀
缺点：容量增加时电机体积变大
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工作原理
液压变桨 变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。变桨距控制系统由信 号给定、比较器、位置（桨距）控制器、速率控制器、D/A转换器、 执行机构和反馈回路组成。
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工作原理
电动变桨系统
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工作原理
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工作原理
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原理图示意
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各部件介绍
变桨电机（选型、相关计算）
优点 缺点？
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变桨电机
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各部件介绍
驱动器、编码器、限位开关、电池（超级电容）
光电转换
轴承
安装
光栅码盘 16
部件介绍
存放 维护 检测
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变桨常见故障
常见故障以及处理方式： 安全操作： 1、风速一般不超过12米/s 2、主轴锁定销必须锁定 3、系安全带，挂安全绳
1、驱动故障 2、接触器故障 3、编码器溢出 4、通讯故障 5……
4、带照明灯、手机、对讲机
5……
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问题讨论
1、变桨同步误差过大；（机械问题，反馈问题）
2、驱动器超温；（自然环境、电气环境） 3、电机超温；（电机本身、负载？？）
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谢谢！
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统一变桨与独立变桨
统一变桨距控制即机组所有桨叶都由一个执行机构驱动，或者三个
执行机构同时驱动，桨叶节距角变化相同。
独立变桨距方式，每个桨叶都由独立的变桨距执行机构驱动， 如果其中一个变桨距执行结构出现故障，其它两个桨叶仍能调节桨 叶节距角，实现功率控制，而统一变桨距执行结构出现故障，只能 停机维修；
者停机时，调节桨叶作为机组第一刹车制动。
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变桨的类型
按照工作方式可分为：统一变桨和独立变桨； 按照动力类型可分为：液压变桨和电动变桨；（上海电气、Vestas、歌美飒、 西门子、北重……DEWIND）
电动变桨又分为：交流变桨和直流变桨。
变桨主要厂商：SSB、lust MOOG、ATECH（伦茨LENZE）
风机控制系统
—— 变桨部分
目录
什么是变桨 变桨的类型
变桨的构成
变桨系统的工作原理 变桨各部件介绍 原理图示意 故障处理 问题讨论
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变桨的概念
什么是变桨系统？
变桨系统是通过传动机构使叶片沿其纵向轴转动，改变气流对叶片攻角的系 统。 为什么大功率风机需要变桨系统？ 它控制风力发电机组的叶片节距角可以随风速的大小进行自动调节：在低 风速起动时，桨叶节距可以转到合适的角度，使风轮具有最大的起动力矩； 当风速过高时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力 发电机组获得的空气动力转矩，使发电机功率输出保持稳定。当机组故障或