风力发电机液压变桨系统简介

风力发电机液压变桨系统简介
第一篇：风力发电机液压变桨系统简介
风力发电机液压变桨系统简介
全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机均采用了变桨距技术，变桨距控制与变频技术相配合，提高了风力发电机的发电效率和电能质量，使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能，减少风力对风机的冲击，它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。

液压变桨系统具有单位体积小、重量轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。

本文将对液压变桨系统进行简要的介绍。

附近的调节都属于连续变桨。

液压变桨系统的连续变桨过程是由液压比例阀控制液压油的流量大小来进行位置和速度控制的。

当风机停机或紧急情况时，为了迅速停止风机，桨叶将快速转动到90°，一是让风向与桨叶平行，使桨叶失去迎风机变桨调节的两种工况风机的变桨作业大致可分为两种工况，即正常运行时的连续变桨和停止（紧急停止）状态下的全顺桨。

风机开始启动时桨叶由90°向0°方向转动以及并网发电时桨叶在0°风面；二是利用桨叶横向拍打空气来进行制动，以达到迅速停机的目的，这个过程叫做全顺桨。

液压系统的全顺桨是由电磁阀全导通液压油回路进行快速顺桨控制的。

液压变桨系统
液压变桨系统由电动液压泵作为工作动力，液压油作为传递介质，电磁阀作为控制单元，通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距。

液压变桨系统的结构
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。

图1 控制原理图
液压变桨执行机构的简化原理图如图2所示，它由油箱、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组成，图中仅画出其中的一套变桨装置。

图2 液压原理图
结束语
液压变桨系统与电动变桨系统相比，液压传动的单位体积小、重量轻、动态响应好、扭矩大并且无需变速机构，在失电时将蓄压器作为备用动力源对桨叶进行全顺桨作业而无需设计备用电源。

由于桨叶是在不断旋转的，必须通过一个旋转接头将机舱内液压站的液压油管路引入旋转中的轮毂，液压油的压力在20MPa左右，因此制造工艺要求较高，难度较大，管路也容易产生泄漏现象。

液压系统由于受液压油黏温特性的影响，对环境温度的要求比较高，对于在不同纬度使用的风机，液压油需增加加热或冷却装置。

第二篇：液压风力发电机生产技术
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液压风力发电机生产技术大全
风力发电机液压变桨装置
[技术摘要]本发明是一种风力发电机液压变桨装置，桨毂固定安装在主轴上，桨毂上设有至少两根与主轴垂直、能转动的桨轴，桨叶一一安装在各桨轴上，主轴上设有滑套，桨叶上在桨轴的旁侧位置以及滑套上的相应位置设有连接头，连接头间以连杆连接，主轴上安装有与桨叶数量一致的液压缸，液压缸的柱塞连接在滑套上，桨叶内部设有压力储液罐，压力储液罐与液压缸通过管路连接。

风力的大时，桨叶推动滑套后退，压缩液压缸中的液压油进入压力储液罐，直至压力平衡；风力小时，压力储液罐中的液压油通过液压缸推动滑套前移，桨叶迎角增大。

达到了自动调节的目的，具有结构简单、成本低、维修方便的优点。

[ 一种风力发电机销孔插入式偏航制动装置
[技术摘要]一种风力发电机销孔插入式偏航制动装置，属风力机偏航制动电气或液压驱动配合弹簧作用的机械制动装置。

该装置是在风
力机的回转支承机构的固定部分和转动部分分别钻孔和安装圆锥销及其驱动装置；或者在制动盘上钻孔，在回转底盘的适当位置安装圆锥销及其驱动装置。

本发明提供的风力发电机插入式偏航制动装置，不仅结构简单，所需操作力小，制动可靠，造价较低，而且易于实现“故障安全”设计。

一种风力发电机楔形块插入式偏航制动装置
[技术摘要]一种风力发电机楔形块插入式偏航制动装置，属风力机偏航制动电气或液压驱动配合弹簧作用的机械制动装置。

该装置是在非偏航齿轮轴承圈侧安装与偏航齿轮相配合的楔形块及其驱动装置；或者同时在固定部分和转动部分分别安装制动齿盘和楔形块及其驱动装置。

该装置不仅结构简单，所需操作力小，制动可靠，造价较低，而且易于实现“故障安全”设计。

风力发电机失速叶片阻尼板电动控制机构
[技术摘要]本发明涉及一种风力发电机失速叶片阻尼板电动控制机构，属于风力发电领域。

特点是：丝杆导向头位于导向筒内，丝杆导向头与丝杆连接，丝杆与螺母连接，螺母与永磁电机上的转子连接。

本发明风力发电机电动控制机构无压力，不存在漏油问题，电动控制机构不受气候影响，大大减少了维护费用。

本机构力矩大，在不动作时，不需要通电就可以有很大的自锁力矩来锁定阻尼板，节约了维持锁定阻尼板所耗费的电能。

控制线路可通过集电环送到执行机构，比液压旋转接头送到执行机构更加便宜、简单、可靠。

本发明随时可以自动调节力矩和速度，是一种风力发电机失速叶片阻尼板理想的控制机构。

定桨距失速控制风力发电机叶片的消转器
[技术摘要]本发明公开一种定桨距失速控制风力发电机叶片的消转器，涉及机械联接技术领域；该消转器包括消转器外体、联接销、联接轴、深沟球轴承、孔用弹性挡圈；所述消转器联接于液压缸活塞杆与钢丝绳之间，所述消转器外体一端的外壳上联接避雷导线的一端，所述联接轴设有凸缘的大端置于所述消转器外体一端的内腔中，所述联接轴小端联接广州绿欣风力发电机提供更多绿色环保服务请登录
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钢丝绳，所述消转器外体另一端由联接销联接液压缸活塞杆；其特征在于，还包括推力球轴承，所述消转器外体一端的内腔中由内至外固定有所述推力球轴承和所述深沟球轴承，所述联接轴在所述消转器外体一端的内腔中由内至外分别联接推力球轴承的转动圈和深沟球轴承的内圈。

风力发电机的变桨机构
[技术摘要]本发明涉及风力发电机，尤其是指一种用于风力发电机的变桨机构。

按照本发明提供的技术方案，液压缸的中部利用销轴铰接于液压缸座上，与液压缸滑动连接的活塞杆的外端与联接轴的右端铰接，联接轴安装于连接座上，所述连接座安装于叶片的根部；所述液压缸座安装于机座上，在机座的左端部设置回转支承，所述叶片根部转动连接于回转支承内，并在回转支承与叶片根部之间设置若干个绕叶片根部的圆周方向均匀布置的滚珠；当液压缸工作时，其活塞杆通过联接轴带动叶片根部绕叶片根部的轴线转动。

本发明可以简化结构，使整个变桨结构更加合理。

低温型风力发电机组的机舱调温系统及方法
[技术摘要]本发明涉及风力发电领域，公开了一种低温型风力发电机组的机舱调温系统，它包括设置在机舱罩内并与自动控制装置连接的电加热暖风装置、安装在机舱罩内并与所述自动控制装置连接的带驱动电机的百页窗和加贴在机舱罩内壁的保温材料。

本发明还提供了该系统调温的方法。

由于采用了本发明的技术解决方案，解决了机舱调温的问题，可以控制机舱环境温度在适当的范围内，而且不需要选用成本较高的耐低温材料和元件，大大节省了制造成本。

该系统能保证风力发电机组的控制系统、传动系统、液压系统在外界环境温度-30℃的条件下也能正常工作，从而增加了发电量。

第三篇：大型风力发电机组变桨系统的设计
陕西科技大学
毕业设计（论文）任务书
电气与信息工程学院电气工程及自动化专业 09班级学生谭浩然
毕业设计（论文）题目：MW级风力发电机组变桨距系统研究完成期限：从2013 年02月 25 日起到 2013 年 06 月 16 日课题的意义及培养目标：随着环保问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，风力发电作为一种清洁的可再生能源的发电方式，已越来越受到世界各国人民的欢迎和重视。

同时，风力发电又是新能源发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一。

因此，近几年来，我国的风力发电事业得到了很快的发展。

本课题以目前风力发电系统中较普遍使用的MW级风力发电机组为研究对象，以计一套风力发电机组的变桨控制系统，实现自动最大风能捕获、危险风速保护等控制要求。

最后，再通过仿真验证其可行性。

经过本系统的设计实践，使学生可以很好的与目前的先进工程实践接轨。

使所学的专业课及专业基础课的知识由理论转向实践，使所学的文化知识得到较好的实际应用和验证提升学生进入社会适
应工程工作环境的能力。

设计（论文）所需收集的原始数据与资料：所需的资料、参考书籍如下：
1、电机及拖动基础（主要是同步发电机部分），电力拖动自动控制系统，电器
控制及PLC等技术书籍
2、STEP7软件。

3、S7-300PLC编程手册。

4、AUTOCAD绘图软件。

课题的主要任务（需附有技术指标要求）：
1、熟悉风力发电机的原理。

2、在掌握软件编程及控制工艺的基础上，设计风力发电机自动变桨控制系统。

3、编写软件程序。

5、在设计完成后，验证可行性。

设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：
学生：日期：指导教师：日期：教研室主任：日期：
第四篇：风力发电机
双馈式异步发电机实际是异步感应电机的一种变异，双馈异步发电机通常为4极或6极，转速为1500r/min、1000r/min，如此高的转速是通过多级增速齿轮箱来实现的。

这种发电机始于上世纪80年代，日本日立公司、东芝公司和前苏联在这种发电机的研制和开发中都作出了显著的贡献。

目前美国GE能源、德国Fuhrländer等公司的很多风力发电机产品，采用变速双馈风力发电的技术方案。

我国甘肃兰州电机有限责任公司、北车集团永济电机厂、四川东风电机厂有限公司也都先后研制成功了兆瓦级双馈式异步发电机。

双馈式电机分鼠笼式和绕线式两种。

但是，鼠笼式感应发电机因其无法最大限度地利用风能，在风力发电机组中没有得到广泛应用。

在风力发电机组中多选用绕线转子感应异步发电机，这种发电机在结构上与绕线式异步电机相似，由绕线转子异步发电机和在转子电路上带交流励磁器组成，定子、转子均为三相对称绕组，转子绕组电流由滑环导入，这种带滑环的双馈式电机被称之为有刷双馈发电机。

双馈式电机的定子接入电网，通过PWM(脉宽调制)AC-DC-AC变频器向发电机的转子绕组提供励磁电流，为了获得较好的输出电压电流波形，输出频率一般不超过输入频率的1/3。

其容量一般不超过发电机额定功率的30%，通常只需配置一台1/4功率的变频器。

其原理图如图1所示。

双馈式异步发电机向电网输出的功率由两部分组成，即直接从定子输出的功率和通过变频器从转子输出的功率。

风力机的机械速度是允许随着风速而变化的。

通过对发电机的控制使风力机运行在最佳叶尖速比，从而使整个运行速度的范围内均有最佳功率系数。

双馈式异步发电机的变速运行是建立在异步电机基础上的，众所周知异步电机既可作为电动机运行，也可作为发电机运行。

我们将转子转速n与同步转速ns的差值定义为转差，转差与同步转速之比的百分值定义为转差率。

在作电动机运行时，异步电动机转子的转速只能是略低于同步转速，此时产生的电磁转矩与转向相同，转差率＞0。

而作发电机运行时，转速总是略高于同步转速，其电磁转矩的方向与旋转方向相反，转差率＜0，发电机的功率随该负转差率绝对值的增大而
提高。

当双馈发电机的转子绕组通过三相低频电流时，在转子中会形成一个低速旋转磁场，这个磁场的旋转速度与转子的机械转速相叠加，使其等于定子的同步转速，从而在发电机定子绕组中感应出相应于同步转速的工频电压。

当风速变化时，转速随之而变化，相应地改变转子电流的频率和旋转磁场的速度，就会使定子输出频率保持恒定。

当发电机的转速低于气隙旋转磁场的转速时，发电机处于亚同步速运行，为了保证发电机发出的频率与电网频率一致，需要变频器向发电机转子提供正相序励磁，给转子绕组输入一个其旋转磁场方向与转子机械方向相同的励磁电流，此时，转子的制动转矩与转子的机械转向相反，转子的电流必须与转子的感应反电动势反方向，转差率减小，定子向电网馈送电功率，而变频器向转子绕组输入功率；当发电机的转速高于气隙旋转磁场的转速时，发电机处于超同步速运行，为了保证发电机发出的频率与电网频率一致，需要给转子绕组输入一个其旋转磁场方向与转子机械方向相反的励磁电流，此时变频器向发电机转子提供负相序励磁，以加大转差率，变频器从转子绕组吸收功率；当发电机的转速等于气隙旋转磁场的转速时，发电机处于同步速运行，变频器应向转子提供直
流励磁，此时，转子的制动转矩与转子的机械转向相反，与转子感生电流产生的转矩同方向，定子和转子都向电网馈送电功率。

综上可知，在变速恒频风力发电中，由于风能的不稳定性和捕获最大风能的要求，发电机转速在不断的变化，而且经常在同步速上、下波动，这就要求转子交流励磁电源不仅要有良好的变频输入、输出特性，而且要有能量双向流动的能力。

在目前电力电子技术条件下，可采用IGBT器件(绝缘栅双极晶体管)构成的PWM整流—PWM逆变型式的AC-DC-AC变频器作为其励磁电源。

为了实现风力机组的最大能量的追踪和捕获，满足电网对输入电力的要求，风力发电机必须变速恒频运行；为了控制发电机转速和输出的功率因数，必须对发电机有功功率、无功功率进行解耦控制。

这一过程是采用磁场定向的矢量变换控制技术，通过对用于励磁的PWM
变频器各分量电压、电流的调节来实现。

调节励磁电流的幅值、频率、相序，确保电发电机输出功率恒压。

同时采用矢量换控制技术，实现发电机有功功率、无功功率的独立调节。

调节有功功率可调节风力机转速，进而实现最大风能捕获追踪控制；调节无功功率可调节电网功率因数，提高风电机组及所并电网系统的动、静态动行稳定性。

根据双馈式异步发电机数学模型和发电机的功率方程可知：有功功率、无功功率分别与定子电流在m、t轴上的分量成正比，调节转矩电流分量和励磁电流分量可分别独立调节有功功率和无功功率。

根据双馈式异步发电机数学模型和交流电机矢量变换控制原理，可设计出交流励磁变速恒频发电机定子磁链定向的矢量变换抑制系统，系统采用双闭环结构，外环为功率控制环，内环为电流控制环。

整个控制系统可分为三个单元，它们分别接受风速和转速信号，有功功率指令和无功功率指令，并产生一个综合信号送至励磁控制装置，改变励磁电流的大小，频率和相位满足系统控制的需要。

其中有功功率指令和无功功率指令的产生步骤是：分别设定有功功率和无功功率的参考值，并与转子电流反馈量比较或获得转子电压指令，经旋转变换就得到发电机转子三相电压控制量。

现有的双馈式异步发电机发出的电能都是经变压器升压后直接与电网并联，加之在转速控制系统中采用了电力电子装置，会产生电力谐波。

同时发电机在向电网输出有功功率的同时，还必须从电网吸收滞后的无功功率，使功率因数恶化，加重了电网的负担。

因此必须进行无功补偿，提高功率因数，通常都是在风电场母线集中处安装电容器组。

但这种补偿方式受电容器的级数和容量等的制约，无法实现最佳补偿状态。

目前，一种基于电力电子逆变技术的无功补偿装置—静止同步补偿器很有可能将取代传统的电容器补偿方式。

当风力发生变化发电机组突然切出时会对电网的冲击较大。

另外有刷双馈发电机存在滑环和变速箱的问题，运行可靠性差，需要经常维护，其维护保养费用远高于无齿轮箱变速永磁同步风力发电机，并且这种结构不适合运行在环境比较恶劣的风力发电系统中。

第五篇：风力发电机组变桨距
：随着国家新能源发展战略的提出和实施，我国风电产业进入跨越式发展的阶段。

本文从分析我国风力发电的现状出发，在总结分析风力发电技术发展的基础上，对我国风电发展过程中存在的主要问题进行了探讨分析，提出了相关建议。

关键词：风力发电；现状；技术发展
能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。

常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。

因此，对可再生能源的开发利用，特别是对风能的开发利用，已受到世界各国的高度重视。

风电是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展风电这一清洁能源已成为世界各国的战略选择。

我国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。

近年来我国风电产业及技术水平发展迅猛，但同时也暴露出一些问题。

总结我国风电现状及其技术发展，对进一步推动风电产业及技术的健康可持续发展具有重要的参考价值。

1我国风力发电的现状
2005年2月，我国国家立法机关通过了《可再生能源法》，明确指出风能、太阳能、水能、生物质能及海洋能等为可再生能源，确立了可再生能源开发利用在能源发展中的优先地位。

2009年12月，我国政府向世界承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%，把应对气和变化纳入经济社会发展规划，大力发展包括风电在内的可再生能源与核能，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。

论文大全网编辑。

随着新能源产业成为国家战略新兴产业规划的出台，风电产业迅猛发展，有望成为我国国民经济增长的一个新亮点。

我国自上世纪80年代中期引进55kW容量等级的风电机投入商业化运行开始，经过二十几年的发展，我国的风电市场已经获得了长足的发展。

到2009年底，我国风电总装机容量达到2601万kW，位居世界第二，2009年新增装机容量1300万kW，占世界新增装机容量的36%，居世界首位[1,2]。

可以看出，我国风电产业正步入一个跨越式发展的阶段，预计2010年我国累计装机容量有望突破4000万kW。

从技术发展上来说，我国风电企业经过“引进技术—消化吸收—自主创新”的三步策略也日益发展壮大。

随着国内5WM容量等级风电产品的相继下线，以及国内兆瓦级机组在风电市场的普及，标志我国已具备兆瓦级风机的自主研发能力。

同时，我国风电装备制造业的产业集中度进一步提高，国产机组的国内市场份额逐年提高。

目前我国风电机组整机制造业和关键零部件配套企业已能已能基本满足国内风电发展需求，但是像变流器、主轴轴承等一些技术要求较高的部件仍需大量进口。

因此，我国风电装备制造业必须增强技术上的自主创新，加强风电核心技术攻关，尤其是加强风电关键设备和技术的攻关。

2风力发电的技术发展
风力发电技术是涉及空气动力学、自动控制、机械传动、电机学、力学、材料学等多学科的综合性高技术系统工程。

目前在风能发电领域，研究难点和热点主要集中在风电机组大型化、风力发电机组的先进控制策略和优化技术等方面。

2.1风力发电机组机型及容量的发展
现代风力发电技术面临的挑战及发展趋势主要在于如何进一步提高效率、提高可靠性和降低成本。

作为提高风能利用率和发电效率的有效途径，风力发电机单机容量不断向大型化发展。

从20世纪80年代中期的55kW容量等级的风电机组投入商业化运行开始，至1990年达到250kW，1997年突破1MW，1999年即达到2MW。

进入21世纪，兆瓦级风力机逐渐成为国际风电市场上的主流产品。

2004年德国Repower即研制出第一台5MW风电机，Enercon开发出第二代直驱式6WM风电机，预计2013年单机容量将突破15MW[1,3]。

从世界范围来看，1.5MW-2MW的机型占世界机组容量的比例，已从2007年的63.7%飞速上升
到80.4%；而在我国，2005年风电场新安装的兆瓦级风电机组占当年新装机容量的21.5%，而2009年比例已经上升到86.86%[4]。

这表明容量风电机组已经成为我国风电市场上的主流产品。

2.2风力发电机组控制技术的发展
控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键技术[5,6]，这是因
为：
1）自然风速的大小和方向随着大气的气压、气温和湿度等的活动和风电场地形地貌等因素的随机性和不可控性，这样风力机所获得的风能也是随机和不可控的。

2）为使风能利用率更高，大型风力发电机组的叶片直径大约在60m~100m之间，因此风轮具有较大的转动惯量。

3）自动控制在风力发电机组的并网和脱网、输入功率的优化和限制、风轮的主动对风以及运行过程中故障的检测和保护中都应得到很好的利用。

4）风力资源丰富的地区通常环境较为恶劣[转贴于:论文大全网
在海岛和边远的地区甚至海上，人们希望分散不均的风力发电机组能够无人值班运行和远程监控。

这就对风力发电机组的控制系统可靠性提出了很高的要求。

因此，众多学者都致力于深入研究风力发电的控制技术和控制系统，这些研究工作对于风力发电机组优化运行有极其重要的意义。

计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域，并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展，甚至向智能型控制发展。

定桨距型风力机指桨叶与轮毂的连接是固定的，即桨距角固定不变，当风速变化时，桨叶的迎风角度固定不变。

失速型是当风速高于额定风速，利用桨叶翼型本身所具有的失速特性，即气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，将发电机的功率输出限制在一定范围内。

失速调节型的优点是简单可靠，当风速变化引起输出功率变化时，只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不做任何控制，使控制系统大为简化。

其缺点是叶片重量大，桨叶、轮毂、塔架等部件受力较大，机组的整体效率较低，也使得这些关键部件更容易疲劳磨损。

变速恒频风力发电机组是近年来发展起来的一种新型风力发电系统，其转速不受发电机输出功率的限制，而其输出电压的频率、幅值和相位也不受转子转速的影响。

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