变桨控制柜部分

COM1 COM0
I
1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+
+24V
编码器
NPN型
原变偏 动桨航 机
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编码器接线图
偏航编码器
NPN型
SHIELD BLUE PINK WHITE GRAY PURPLE BLUE GREEN YELLOW ORANGE BROWM BLACK RED
5.2变桨的原理
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五、变桨运行实验
5.3变桨运行的实验方法与步骤
步骤
1）将调节面板上的风速调节按钮通 过控制涡流风速的风速，查看监控中 心上显示的值分别从小到大调节。 2）将调节面板上的风速调节按钮通 过控制涡流风速的风速，查看监控中 心上显示的值分别从小到大调节。 3）将风速调节成这几档位，从小到 大，然后观察偏航角度。并记录。
352
170
5.79A 750R
电磁抱闸 50Mn
变桨控制柜部分
开关电源 偏航PLC 变频器
继电器
交流接触器 混合伺服电机控制器
混合伺服电机控制器电源
触摸屏 按钮 风速风向传感器
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风能控制柜部分
风能控制器
蓄电池
逆变器
负载
监控中心
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三、实验原理与结构

设备电气原理图
监控中心
4
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二、实验设备
本实验系统由以下三部分组成：
• 风机
•变桨控制柜
•风能控制柜
1
2
3
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风机部分
原动机
联轴器
永磁发电机 偏航电机 绝对值编码器 偏航回转支承 风机塔架 滑环电刷 液压刹车系统 减速箱
齿轮方式 齿轮模数 KW） 额定功率（ 齿轮个数 额定电压（ VAC） 外径（mm） 内齿 M4 2 39 48V 250
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偏航变桨控制系统原理图 N U
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0V
偏航PLC电气原理图
2K
2K
PUL+5V
PUL+5V
2K
K3
原 动 机 电 磁 抱 闸
K4
原 动 机 交 流 接 触 器
PUL-5V DIR+ DIR-
PUL-5V DIR+
2K
K2
K1
偏偏 航航 电电 机机 11 方脉 向冲
2K PUL+5V PUL-5V DIR+ DIRENBL+ ENBLDCDC+ A+ AB+ B0V +24V
2K PUL+5V PUL+5V 2K PUL-5V DIR+ DIRENBL+ ENBL0V +24V
2K
+24V 0V I0.0 I0.1
2K
PUL-5V DIR+ DIRENBL+ ENBLDCDC+ A+ AB+ B-
I0.0 I0.2 I0.4 I0.6 I1.0 I0.1 I0.3 I0.5 I0.7 I1.1
+24V 0V
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变 桨 P L C 电 气 原 理 图
变桨机头接线
步进电机
蓝绿棕白红黄黑橙
步进电机
蓝绿棕白红黄黑橙
步进电机
蓝绿棕白红黄黑橙
增量型编码器 1
NPN型
VCC GND A B
2K
DCDC+ A+ AB+ B-
0V +24V
增量型编来自百度文库器 2
NPN型
VCC GND A B
+24V 0V I1.2 I1.3
0V +24V
S7-200 CN
风速仪
Q
COM1 COM0
1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L+ 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1
M L+ DC
五、变桨运行实验
5.1变桨的定义与功能
变桨是指风力发电机安装在轮毂上的叶片借助控制技术和动力系 统改变桨距角的大小，改变叶片的气动特性，将桨叶受力状况大 为改善。变桨距机构就是在额定风速附近（以上），依据风速的 变化随时调节桨距角，控制吸收机械能，一方面保证获得最大的 能量（与额定功率对应）。同时减少风力对风机的冲击。并在并 网过程中，还可以实现快速无冲击并网。
4.2偏航的原理
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四、偏航运行实验
4.3偏航运行的实验方法与步骤
1）按下设备的总电源、偏航按钮。 2）将风速传感器用手拨动，模拟风
步骤
向的变化。
3）等10s左右偏航电机动作，带偏航
到位后自动停止偏航，并刹车。 4）查看偏航运动方向是否正确。
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五、变桨运行实验
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DIR-
偏偏 航航 电电 机机 22 脉方 冲向
偏 航 刹 车 停 止
偏 航 刹 车 启 动
0V +24V
风向仪
S7-200 CN
Q
A B
1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L+ 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1
M L+ DC
CPU CPU224XP CN DC/DC/DC
CPU CPU224XP CN DC/DC/DC
增量型编码器 3
NPN型
VCC GND A B
I
1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+
AB
+24V
+24V 0V I0.6 I0.7
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风能存储部分原理图
变桨 控制 柜监 视原 理图
偏航PLC
变频器
变桨PLC
偏航控制
偏航角度
风向传感器
原动机转速
桨叶控制
桨叶角度
风速传感器
风能 控制 柜监 视原 理图
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监控中心
风能输入 电压电流
蓄电池 电压电流
逆变输入 电压电流
逆变输出 参数
偏航变桨控制系统原理图
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偏航变桨控制系统原理图 N U
多功能表 风力发电机 LAMP 蓄电池组 交流互感器 风发电控制器 12V 12V 12V V 12V A 离网逆变器 V
M
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四、偏航运行实验
偏航驱动装置
侧面轴承 划垫保持装置
偏航大齿圈
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四、偏航运行实验
4.1偏航的功能
使风力发电机组叶轮跟踪变化稳定的风向 当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时 ，自动解除缠绕。
风电监测与控制实验课程
南京工业大学机械与动力工程学院
内容
一、实验目的 二、实验设备 三、实验原理与结构 四、偏航运行实验 五、变桨运行实验 六、实验注意事项 七、实验报告要求
一、实验目的
1
通过风力发电机试验系统对风力 发电有个直观地认识 理解风力发电的工作原理
2
3
对风机偏航的液压控制原理的认识
对风机变桨的控制原理的认识
齿轮方式 额定功率（KW） 外齿 2.2KW 内径（mm） 148 磁极对数 8极 齿轮模数 M4 材料类型 50Mn 额定电压（V） 齿轮个数 86 380
额定电流（A） 外径（mm） 额定转速 （） Rmp） 内径（mm 刹车方式 材料类型
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轮毂 变桨步进电机 增量型值编码器 风叶 变桨回转支承 基座