风力发电机液压变桨系统简介
【风力发电机组主要系统】风电机组变桨系统介绍
2、编码器故障
• 现象: 编码器跳变,或者编码器通讯不正常
• 原因: 1)编码器受到强电磁干扰引起跳变,尤其是磁感应式编码器
;2)机械振动或者受力过大导致损坏;3)编码器电源没电(对 于电子式绝对值编码器而言)。 解决方案:更换编码器,如果是强电磁干扰引起的跳变解决干扰 源问题,也可以更换光电式编码器。
7、变桨主控通讯故障
现象:
通讯中断,或通讯时断时续,或偶尔的通讯中断 原因: 1)线路的干扰引起的通讯故障,时断时续; 2)通讯协议不完善导致; 3)滑环进油,进尘土导致通讯时断时续。 4)设备硬件本身问题,有些厂家PLC兼容性不高,导致主控 变桨无法正常通讯
5、变桨跟随故障
现象:
变桨速度较大时实际桨距角值与主控给定偏差较大 原因: 1) 变桨位置控制参数未达到最优,动态响应差; 2)变桨系统检测到内部故障自主顺桨,导致与主控给定指令 不同。 3)变桨系统伺服机构如电机,编码器,驱动器等部件故障, 导致无法跟随给定位置。
6、变桨电机温度高
现象: 变桨电机温度高于报警值 原因: 1)温度传感器异常或者检测回路断线,无法正确反映实际温 度 2)散热风扇故障或者风扇供电断路,造成风扇运行异常,没 有起到电机散热作用 3)电机载荷变大,例如冬变桨齿轮箱油凝固导致,或变桨传 动环节问题,长期过载运行。
3、伺服驱动器故障
现象:伺服驱动器就绪信号丢失,无法驱动电机。 原因:变桨电机速度反馈信号丢失;2)主电源异常;3)控制电 源异常;4)驱动器输出与电机主电路接反;5)变桨电机温度反 馈信号丢失6)制动电阻未连接
4、伺服驱动器烧毁
现象:伺服驱动器烧毁 原因:1)过电压;2)输出短路导致IGBT烧毁;3)浪涌导致前 端防雷器件烧毁4)潮湿或绝缘强度不够导致电气击穿;5)金属 部件如螺钉等在变桨系统旋转过程中脱落,导致短路。
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。
变桨系统简介
★ 三相异步交流电机变频器 ★ 电子刹车功能 ★ CAN BUS 接口 ★ 程序存储器 ★ 额定直流输入电压60VDC ★ 最大输出电流450A ★ 开关频率8kHz ★ 环境温度-40℃~+50℃,最高工作温度90℃
※ 第一路控制轴柜加热器 ※ 第二路控制2T2输入电源
进入紧急模式
紧急模式桨叶转到89°位置的故障包括:
(1) 本桨叶位置小于最小位置限值; (2) 本桨叶位置大于最大位置限值; (3) 转速超过最高转速限值; (4) Profibus DP通讯故障 (5) 安全链动作; (6) 主电源故障; (7) 欠压; (8) 电机堵转; (9) 变频器超温; (10)轴箱超温; (11)超级电容中间电压比较错误 (12)90°位置传感器故障; (13)3°位置传感器故障;
TR-1.5G采用两个电源管理 模块,用于AC220V转换 DC60V供变频器及超级电容 使用。
※ INPUT 230VAC ~14A 50~60Hz
※ OUTPUT 60/75V 33/25A
CPU:CX9000-0001 AI:EL3204 DI:EL1008 DO:EL2008 SSI:EL5001 Profibus DP CAN OPEN
所有的外部连接通过屏蔽电缆接地哈丁插头内部采用gnd接地轴箱接地采用铜条或接地螺钉采用冷板技术变频器取消传统散热风扇紧贴在大功率散热板上铸铝散热器制造材质本身具有升温快散热效率高的特性变桨系统结构简图滑环进线包括一根400vac电源线一根profibusdp通讯线一根12芯24vdc电源线
目录
一、变桨系统硬件组成 二、变桨系统接口定义 三、变桨系统控制方案及故障诊断 四、变桨系统与风电主控通讯
风力发电机组电液伺服液压系统简介
风力发电机组电液伺服系统简介一、概述:风力发电机组的液压伺服系统,主要用于变浆距风力发电机组的变浆控制装置、安全浆距控制装置、偏航驱动和制动装置、停机制动装置提供液压驱动力及控制,实现风力发电机组的转速控制、功率控制,同时也制控机械刹车机构。
根据自然风速、风向,液压伺服系统自动调节发电机组在稳定的电压和频率下运行发电,并对恶劣气候实施自动安全保护。
二、风力发电机组电液伺服液压系统特点:1、可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1),即能在很宽的范围内很容易地调节力与转矩;2、控制性能好,对力、速度、位置等指标能以很高的响应速度精确地进行控制。
很容易实现机器的自动化,不仅可实现更高程度的自动控制过程,而且可以实现遥控。
3、体积小、重量轻、运动惯性小、反应速度快,动作可靠,操作性能好。
4、可自动实现过载保护。
一般采用矿物油作为工作介质,相对运动面可自行润滑,使用寿命长。
5、可以方便地根据需要使用液压标准元件、灵活地构成实现任意复杂功能的系统。
6、采用高性能比例伺服阀,提高抗污染能力。
三、电液伺服系统的基本组成1、动力元件动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体(主要是油)的压力能,是指液压系统中的油泵,向整个液压系统提供压力油。
液压泵的常见结构形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
2、控制元件控制元件(即各种液压阀)其作用是在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向,以满足执行元件对力、速度和运动方向的要求。
该电液伺服系统的主要元件为带位置反馈的高性能比例伺服阀。
3、执行元件执行元件是把系统的液体压力能转换为机械能的装置,驱动外负载做功。
旋转运动用液压马达,直线运动用液压缸,摆动用液压摆动马达。
油缸、马达有位置传感器与控制阀构成反馈控制。
4、辅助元件辅助元件是传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件,其作用是储油、保压、滤油、检测等,并把液压系统的各元件按要求连接起来,构成一个完整的液压系统。
辅助元件包括油箱、蓄能器、滤油器、传感器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位计、油温计等。
变桨系统(内容及基础原理的简介)
风力发电机变桨系统所属分类:技术论文来源:电器工业杂志更新日期:2011-07-20摘要:变浆系统是风力发电机的重要组成部分,本文围绕风力发电机变浆系统的构成、作用、控制逻辑、保护种类和常见故障分析等进行论述。
关键词:变桨系统;构成;作用;保护种类;故障分析1 综述变桨系统的所有部件都安装在轮毂上。
风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转。
变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速,进而控制风机的输出功率,并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。
风机的叶片(根部)通过变桨轴承与轮毂相连,每个叶片都要有自己的相对独立的电控同步的变桨驱动系统。
变桨驱动系统通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动。
风机正常运行期间,当风速超过机组额定风速时(风速在12m/s到25m/s之间时),为了控制功率输出变桨角度限定在0度到30度之间(变桨角度根据风速的变化进行自动调整),通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。
任何情况引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置(执行紧急顺桨命令时叶片会顺桨到91度限位位置)。
变桨系统有时需要由备用电池供电进行变桨操作(比如变桨系统的主电源供电失效后),因此变桨系统必须配备备用电池以确保机组发生严重故障或重大事故的情况下可以安全停机(叶片顺桨到91度限位位置)。
此外还需要一个冗余限位开关(用于95度限位),在主限位开关(用于91度限位)失效时确保变桨电机的安全制动。
由于机组故障或其他原因而导致备用电源长期没有使用时,风机主控就需要检查备用电池的状态和备用电池供电变桨操作功能的正常性。
每个变桨驱动系统都配有一个绝对值编码器安装在电机的非驱动端(电机尾部),还配有一个冗余的绝对值编码器安装在叶片根部变桨轴承内齿旁,它通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动记录变桨角度。
风机主控接收所有编码器的信号,而变桨系统只应用电机尾部编码器的信号,只有当电机尾部编码器失效时风机主控才会控制变桨系统应用冗余编码器的信号。
变桨系统介绍
变桨系统介绍一、变桨系统变桨距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气动特性,使桨叶在整机受力状况大为改善。
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浆距角,控制吸收的机械能,一方面保证获取最大的能量(与额定功率对应)。
同是减少风力对风力机的冲击。
在并网过程中,还可以实现快速无冲击并网。
变桨距控制与变速恒频技术相配合,最终提高了整个风力发电系统的发电效率和电能质量。
电动变桨距系统就是可以允许3个浆叶独立实现变桨,它提供给风力发电机组功率输出和足够的刹车制动能力。
这样可以避免过载对风机的破坏。
我们都知道我们的每个变桨盘都有一个超级电容和伺服电机放置在轮毂处,每支桨叶一套,当然超级电容放置在变桨控制柜里。
控制柜放置在轮毂与叶片连接处。
整个系统的通信总线和电缆靠滑环与主控连接。
主控与变桨盘通过现场总线通讯,达到控制3个独立的变将装置的目的。
主控根据风速,发电机功率和转速等,把命令值发送到变桨距控制系统,并且电动变桨距系统把实际值和运行状况反馈到主控器。
还有就是电动变桨系统必须能够满足快速响应主控的命令。
有独立工作的变桨距系统,高性能的同步机控制,安全可靠的要求。
下面就从机械和伺服驱动2个部分介绍一下电动变桨距系统。
二、机械部分不同与液压驱动变桨系统。
电动变桨距系统采用3个桨叶分别带有独立的电驱动变桨系统,机械部分包括回转支承,张紧轮齿形带。
回转支承的内环安装在叶片上,叶片轴承的外环固定在轮毂上。
当电驱动变桨距系统上电以后,电动机带动小齿旋转,而小齿带动齿型带,从而带动变桨盘的内环与叶片一起旋转。
实现了改变桨距的目的。
电动变桨距一般包括伺服电动机,伺服驱动器(也就是我们所说的NG5),超级电容,齿型盘,齿型带,传感器等部分组成。
三、伺服驱动部分矢量控制技术解决了交流电动机在伺服驱动中的动态控制问题,使交流伺服驱动系统得性能可与直流驱动系统相媲美。
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。
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°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。
变桨系统介绍范文
变桨系统介绍范文变桨系统是风力发电机组中的重要组成部分,主要用于调节和控制风力发电机的桨叶角度,以实现风力发电机的最佳风能捕捉和发电效率。
本文将详细介绍变桨系统的工作原理、组成部分、类型和应用。
一、工作原理变桨系统的主要工作原理是根据风力发电机的工作状态和风速的变化来调整桨叶角度,从而确保风能的最大化转换和最佳发电效率。
当风速较低时,变桨系统会调整桨叶角度使风能更好地捕捉并转化为机械能;当风速较高时,变桨系统会调整桨叶角度以减小风力对发电机组的影响,保证发电机组的安全运行。
二、组成部分1.桨叶:桨叶是变桨系统的核心部分,主要由复合材料制成,具有轻质、高强度和耐腐蚀的特点。
桨叶的角度调节直接影响到风能捕捉和发电效率。
2.变桨机构:变桨机构是用于调整桨叶角度的装置。
常见的变桨机构有液压变桨机构、电动变桨机构和气动变桨机构等。
液压变桨机构是目前应用最广泛的一种,可以通过液压系统实现桨叶角度的快速调整。
3.桨叶角度传感器:桨叶角度传感器用于测量桨叶的实际角度,并将数据传输给变桨控制系统,以实现对桨叶角度的准确控制。
4.变桨控制系统:变桨控制系统是整个变桨系统的核心,负责接收和处理来自桨叶角度传感器的数据,并根据风速和发电机组的工作状态来调整桨叶角度。
三、类型1.常规变桨系统:常规变桨系统通过调整桨叶角度来响应风速变化,以实现风能捕捉和发电效率的最大化。
常见的常规变桨系统包括液压变桨系统和电动变桨系统。
2.主动变桨系统:主动变桨系统是基于外部风速信息来主动调整桨叶角度的变桨系统。
通过接收来自气象站或其他风速监测设备的风速信息,主动变桨系统可以根据实时风速变化来调整桨叶角度,以实现最佳风能捕捉和发电效率。
3.响应变桨系统:响应变桨系统是基于发电机组内部状态变化来调整桨叶角度的变桨系统。
它通过监测发电机组的负载情况和发电机组的机械振动等指标,调整桨叶角度以保证发电机组的安全稳定运行。
四、应用变桨系统广泛应用于风力发电机组中。
风力发电机变桨系统
风力发电机变桨系统摘要:变浆系统是风力发电机的重要组成部分,本文围绕风力发电机变浆系统的构成、作用、控制逻辑、保护种类和常见故障分析等进行论述。
关键词:变桨系统;构成;作用;保护种类;故障分析1 综述变桨系统的所有部件都安装在轮毂上。
风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转。
变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速,进而控制风机的输出功率,并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。
风机的叶片(根部)通过变桨轴承与轮毂相连,每个叶片都要有自己的相对独立的电控同步的变桨驱动系统。
变桨驱动系统通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动。
风机正常运行期间,当风速超过机组额定风速时(风速在12m/s到25m/s之间时),为了控制功率输出变桨角度限定在0度到30度之间(变桨角度根据风速的变化进行自动调整),通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。
任何情况引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置(执行紧急顺桨命令时叶片会顺桨到91度限位位置)。
变桨系统有时需要由备用电池供电进行变桨操作(比如变桨系统的主电源供电失效后),因此变桨系统必须配备备用电池以确保机组发生严重故障或重大事故的情况下可以安全停机(叶片顺桨到91度限位位置)。
此外还需要一个冗余限位开关(用于95度限位),在主限位开关(用于91度限位)失效时确保变桨电机的安全制动。
由于机组故障或其他原因而导致备用电源长期没有使用时,风机主控就需要检查备用电池的状态和备用电池供电变桨操作功能的正常性。
每个变桨驱动系统都配有一个绝对值编码器安装在电机的非驱动端(电机尾部),还配有一个冗余的绝对值编码器安装在叶片根部变桨轴承内齿旁,它通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动记录变桨角度。
风机主控接收所有编码器的信号,而变桨系统只应用电机尾部编码器的信号,只有当电机尾部编码器失效时风机主控才会控制变桨系统应用冗余编码器的信号。
2 变浆系统的作用根据风速的大小自动进行调整叶片与风向之间的夹角实现风轮对风力发电机有一个恒定转速;利用空气动力学原理可以使桨叶顺浆90°与风向平行,使风机停机。
风电场Vensys变桨系统
4、电容电压转换模块A10和倍福KL3404模块
• 将电容电压(高电压60V、 低电压30V)转换成倍福模 块能够检测的电压范围内。
• 将AC2变频器的OK信号进行 转换。
• KL3404模拟量输入模块 。
• 处理-10 V~+10 V 的电 压信号。
• 分辨率为12 位,在电隔 离的状态下被传送到上 一级自动化设备。
维护完成后: a) 将主开关旋到“On”位置; b) 靠手动操作方式将叶片转到顺桨位置; c) 在变桨柜上将开关旋到“A”位置。
注意:如果叶片未能完全转到顺桨位置,将开关从“M”位置旋到“A”位置 后,控制系统会自动将叶片进一步旋转顺桨位置,维护人员不要靠近
定期检查变桨减速器的油位应在 油窗的1/2处,如果不够则需要 添加,需加油的变桨减速器的叶 尖应朝下,应在油温低于40℃时 进行。
10、91°限位开关
技术数据
最大电压 持续电流 最大开关频率 机械寿命-动作次数 工作温度 标准执行机构形态
认证 重量
400VAC 5A
100/min 106
-30~+80oC C
UL,CSA 0.16kg
触点类型 接通、断开
开关功能 常闭
触点开关 3个常闭
类型 A3Z
最大电压 最大恒流
400V
6A
链
DP总线 (3)
x5b x5a x10a x10b x5c Pitchbox2 x10c
x9 x8 x6 x7
3×400V AC供 电
4×2.5mm2
DP总线 (3)
x5b x5a x5c Pitchbox3
x9 x8 x6 x7
3×35mm2 Motor 10×1mm2
风机变桨控制系统简介
风机变桨控制系统简介第一篇:风机变桨控制系统简介风力发电机组变桨系统介绍一.风力发电机组概述双馈风机1.风轮:风轮一般由叶片、轮毂、盖板、连接螺栓组件和导流罩组成。
风轮是风力机最关键的部件,是它把空气动力能转变成机械能。
大多数风力机的风轮由三个叶片组成。
叶片材料有木质、铝合金、玻璃钢等。
风轮在出厂前经过试装和静平衡试验,风轮的叶片不能互换,有的厂家叶片与轮毂之间有安装标记,组装时按标记固定叶片。
组装风轮时要注意叶片的旋转方向,一般都是顺时针。
固定扭矩要符合说明书的要求。
风轮的工作原理:风轮产生的功率与空气的密度成正比﹑与风轮直径的平方成正比﹑与风速的立方成正比.风力发电机风轮的效率一般在0.35—0.45之间(理论上最大值为0.593)。
贝兹(Betz)极限2.发电机与齿轮箱双馈异步发电机变频同步发电机同步发电机---风力发电机中很少采用(造价高﹑并网困难)(同步发电机在并网时必须要有同期检测装置来比较发电机侧和系统侧的频率﹑电压﹑相位,对风力发电机进行调整,使发电机发出电能的频率与系统一致;操作自动电压调压器将发电机电压调整到与系统电压相一致;同时,微调风力机的转速,从周期检测盘上监视,使发电机的电压与与系统的电压相位相吻合,就在频率﹑电压﹑相位同时一致的瞬间,合上断路器,将风力发电机并入电网.)永磁发电机---是一种将普通同步发电机的转子改变成永磁结构的发电机.组.异步发电机---是异步电机处于发电状态,从其激励方式有电网电源励磁(他励)发电和并联电容自励(自励)发电两种情况.电网电源励磁(他励)发电是将异步电机接到电网上, 电机内的定子绕组产生以同步转速转动的旋转磁场,再用原动机拖动,使转子转速大于同步转速, 电网提供的磁力矩的方向必定与转速方向相反,而机械力矩的方向则与转速方向相同,这时就将原动机的机械能转化为电能.异步电机发出的有功功率向电网输送,同时又消耗电网的有功功率作励磁,并供应定子与转子漏磁所消耗的无功功率,因此异步发电机并网发电时,一般要求加无功补偿装置,通常用并联电容补偿的方式.异步发电机的起动﹑并网很方便,且便于自动控制﹑价格低﹑运行可靠﹑维修便利﹑运行效率也较高,因此在风力发电机并网机组基本上都是采用异步发电机,而同步发电机则常用于独立运行.3.偏航控制系统风力机的偏航系统也称对风装置.其作用在于当风速矢量的方向变化时,能够快速平稳地对准风向,以便风轮获得最大的风能.大中型风力机一般采用电动的偏航系统来调整风轮并使其对准风向.偏航系统一般包括感应风向的风向标, 偏航电机, 偏航行星齿轮减速器,回转体大齿轮等.解缆大多数风机的发电机输出功率的同轴电缆在风力机偏航时一同旋转,为了防止偏航超出而引起的电缆旋转,应该设置解缆装置,并增加扭缆传感器以监视电缆的扭转状态.4.变桨控制系统 5.变流器 6.塔架风机四种不同的控制方式: 1.定速定桨距控制(Fixed speed stall regulated)发电机直接连到恒定频率的电网,在发电时不进行空气动力学控制 2.定速变桨距控制(Fixed speed pitch regulated)发电机直接连到恒定频率的电网,在大风时桨距控制用于调节功率3.变速定桨距控制(Variable speed stall regulated)变频器将发电机和电网去耦(decouples),允许转子速度通过控制发电机的反力矩改变.在大风时,减慢转子直到空气动力学失速限制功率到期望的水平.4.变速变桨距控制(Variable speed pitch regulated)变频器将发电机和电网去耦(decouples), 允许通过控制发电机的反力矩改变转子速度.在大风时,保持力矩, 桨距控制用于调节功率.5二.基本知识三.风力发电机组的信号(一)机组状态参数检测1.转速风力发电机组转速的测量点有两个:即发电机转速和风轮转速。
风力发电机液压系统
(2)过滤器 液压油中含有杂质是造成液压系统故障的 重要原因。因为杂质的存在会引起相对运动零件的急剧磨损、 划伤、破坏配合表面的精度。颗粒过大时甚至会使阀芯卡死, 节流阀节流口以及各阻尼小孔堵塞,造成元件动作失灵。影 响液压系统的工作性能,甚至使液压系统不能工作。因此, 保持液压油的清洁是液压系统能正常工作的必要条件。过滤 器可净化油液中的杂质,控制油液的污染。
四、液压系统的常见故障
1.出现异常震动和噪声
原因可能是:旋转轴连接不同心;液压泵超载或吸油受 阻;管路松动;液压阀出现自激震荡;液面低;油液粘度高; 过滤器堵塞;油液中混有空气等。
2.输出压力不足
原因可能是:液压泵失效;吸油口漏气;油路有较大的 泄露;液压阀调节不当;液压缸内泄等。
3.油温过高
原因可能是:系统内泄露过大;系统冷却能力不足;在 保压期间液压泵未卸荷;系统的油液不足;冷却水阀不起作 用;温控器设置过高;没有冷却水或制冷风扇失效;冷却水 温度过高;周围环境温度过高;系统散热条件不好。
4.液压泵的启停太频繁
原因可能是:系统内泄露过大;在蓄能系统中,蓄能器 和泵的参数不匹配;蓄能器充气压力过低;气囊(或薄膜) 失效;压力继电器设置错误等。
三、液压系统的维护
1.设备的检查
在启动前的项目检查有:油位是否正常,行程开关和限 位块是否紧固,手动和自动循环是否正常,电磁阀是否处在 原始状态等。
在设备中监视工况的项目有:系统压力是否稳定并在规 定范围中,设备有无异常震动和噪声,油温是否在允许的范 围内(一般为35-55ºC范围内,不得大于60ºC),有无漏油, 电压是否保持在额定值的+5%--15%的范围内等。
2.液压油
液压系统的介质是液压油,一般采用专门用于液压系统 的矿物油。液压系统的液压油应与生产企业制定的牌号相符
风力发电机液压变桨系统与电动变桨系统对比分析
风力发电机液压变桨系统与电动变桨系统对比分析摘要:风力发电机组变桨系统通过对叶片桨距角的控制调节发电机输出的扭矩和功率,使其能够控制发电机转速使其跟踪风速变化。
文章针对目前流行的两种变桨系统进行研究,并指出液压变桨系统和电动变桨系统在使用维护中存在的优缺点。
关键词:风力发电机组叶片桨距角控制扭矩和功率控制并网型风力发电机组是将风的动能转换成机械能,再把机械能转换成电能并入电网。
由于风速随时发生变化,因此长期运行在野外的风力发电机组承受着十分复杂恶劣的交变载荷。
所以风力发电机组各个部件的疲劳强度、材料结构和控制策略是影响风力发电机组寿命的主要因素。
叶轮是扑捉风能的关键部件,叶轮是由叶片和轮毂组成。
叶片具有空气动力外形,在气流的作用下产生力矩驱动叶轮转动,通过轮毂和主轴将扭矩传递到齿轮箱增速来驱动发电机,再经过变流器把电压转换成和电网电压频率,幅值和相位完全一致后经箱变并入电网,由此完成能量的变换。
变桨控制系统通过控制对叶片的迎风角度能够获取更多的风能,并减小因阵风引起的载荷,因此取得了广泛应用。
变桨系统能够控制发电机转速使其跟踪风速变化,时刻跟踪风能利用系数Cp,通过对变桨系统的控制可以对输出扭矩和功率进行控制,保持最佳功率曲线。
变桨距控制系统通过控制连接在轮毂轴承机构转动叶片来控制叶片桨距角,由此来减小翼型的升力来控制叶轮的转速达到控制输出扭矩和功率的目的。
变桨距系统可根据风速连续调节叶片的桨距角,以便达到在额定风速以上能够保持输出功率恒定的的目的。
一般在额定风速以下,叶片的启动桨距角是87度左右,当风力发电机在启动的过程中桨距角逐渐向0度方向转动,此时气流在轮毂上产生的提升力逐渐增加,叶轮越转越快,当达到额定转速时风机并网运行,所以控制叶片的桨距角是变桨控制系统的关键。
1 液压变桨系统的原理与结构液压变桨距的控制原理就是控制系统通过检测信号驱动液压系统,使液压系统变桨缸直接运行,从而通过一个运动装置将直线运动变为圆周运动,来推动带有轴承的叶片转动,实现调节桨距角的目的。
液压独立变桨距工作原理
液压独立变桨距工作原理
液压独立变桨距是一种风力发电系统中用来调节风车桨叶角度的机构,通过改变桨叶角度来控制风车叶片的受力情况,进而调节风车发电机的转速。
该系统由液压缸、传感器、液压泵、控制阀和电控系统等组成。
具体的工作原理如下:
1. 检测风速:通过安装在风车机身上的传感器,实时检测风速和风向,并将这些数据传送给电控系统。
2. 控制系统分析数据:电控系统根据传感器传来的数据对风速和风向进行分析,以预测大气动力负荷的变化。
3. 传感器信号转化:电控系统将分析后的数据转化为电信号,并将其发送给液压泵和控制阀。
4. 液压泵供压:根据电控系统的指令,液压泵开始供液,并输出一定压力的液体。
5. 控制阀控制液流:液压泵提供液压力后,控制阀开始控制液流的进出,液体通过液压管路进入液压缸。
6. 液压缸推动角度调节:液体进入液压缸后,液压缸就会进行伸缩,推动变桨距机构进行角度调节。
7. 桨叶角度调节:液压缸的伸缩会引起变桨距机构的转动,从
而调整风车的桨叶角度,使风车叶片能够在不同风速下的风力作用下保持适宜的受力状态。
8. 稳定发电机转速:通过桨叶角度的调整,风力发电机的受力情况得到调整,从而稳定发电机的转速,提高风能利用效率。
总的来说,液压独立变桨距通过液压系统控制桨叶角度的调整,使风力发电机能够根据不同的风力条件进行自动调节,以达到最佳的发电效率。
风力发电机液压变桨系统与电动变桨系统对比分析
风力发电机液压变桨系统与电动变桨系统对比分析摘要:风力发电机组变桨系统通过对叶片桨距角的控制调节发电机输出的扭矩和功率,使其能够控制发电机转速使其跟踪风速变化。
文章针对目前流行的两种变桨系统进行研究,并指出液压变桨系统和电动变桨系统在使用维护中存在的优缺点。
关键词:风力发电机组叶片桨距角控制扭矩和功率控制并网型风力发电机组是将风的动能转换成机械能,再把机械能转换成电能并入电网。
由于风速随时发生变化,因此长期运行在野外的风力发电机组承受着十分复杂恶劣的交变载荷。
所以风力发电机组各个部件的疲劳强度、材料结构和控制策略是影响风力发电机组寿命的主要因素。
叶轮是扑捉风能的关键部件,叶轮是由叶片和轮毂组成。
叶片具有空气动力外形,在气流的作用下产生力矩驱动叶轮转动,通过轮毂和主轴将扭矩传递到齿轮箱增速来驱动发电机,再经过变流器把电压转换成和电网电压频率,幅值和相位完全一致后经箱变并入电网,由此完成能量的变换。
变桨控制系统通过控制对叶片的迎风角度能够获取更多的风能,并减小因阵风引起的载荷,因此取得了广泛应用。
变桨系统能够控制发电机转速使其跟踪风速变化,时刻跟踪风能利用系数Cp,通过对变桨系统的控制可以对输出扭矩和功率进行控制,保持最佳功率曲线。
变桨距控制系统通过控制连接在轮毂轴承机构转动叶片来控制叶片桨距角,由此来减小翼型的升力来控制叶轮的转速达到控制输出扭矩和功率的目的。
变桨距系统可根据风速连续调节叶片的桨距角,以便达到在额定风速以上能够保持输出功率恒定的的目的。
一般在额定风速以下,叶片的启动桨距角是87度左右,当风力发电机在启动的过程中桨距角逐渐向0度方向转动,此时气流在轮毂上产生的提升力逐渐增加,叶轮越转越快,当达到额定转速时风机并网运行,所以控制叶片的桨距角是变桨控制系统的关键。
1 液压变桨系统的原理与结构液压变桨距的控制原理就是控制系统通过检测信号驱动液压系统,使液压系统变桨缸直接运行,从而通过一个运动装置将直线运动变为圆周运动,来推动带有轴承的叶片转动,实现调节桨距角的目的。
变桨系统的组成
变桨系统的组成变桨系统是指一种能够调节风力发电机桨叶角度的装置,通过改变桨叶角度来适应不同风速下的风能转化效率。
变桨系统通常由液压系统、电控系统和执行机构组成。
液压系统是变桨系统的核心部分,主要负责控制桨叶角度的变化。
液压系统由液压泵、液压马达、液压缸和液压管路等组成。
当风力发电机需要调整桨叶角度时,液压泵将液体压力传递给液压马达,通过液压管路将压力传递到液压缸,从而使桨叶发生旋转。
液压系统能够快速、精确地调节桨叶角度,以实现最佳的风能转化效率。
电控系统是变桨系统的智能控制部分,主要负责监测风速和控制液压系统的工作。
电控系统通过安装在风力发电机上的风速传感器来实时监测风速,根据风速信号对液压系统进行控制。
当风速较小时,电控系统会调整桨叶角度以增加风能转化效率;当风速较大时,电控系统会调整桨叶角度以减少机械强度和振动。
电控系统能够根据实际情况智能调节桨叶角度,以确保风力发电机的安全运行和高效发电。
执行机构是变桨系统的具体执行部分,主要由液压马达和液压缸组成。
液压马达通过液压泵提供的压力驱动液压缸,使桨叶发生旋转。
液压马达具有较大的扭矩和转速范围,能够适应不同风速下的桨叶调节需求。
液压缸通过活塞的运动实现桨叶角度的变化,具有较高的精度和可靠性。
执行机构能够快速、准确地响应电控系统的指令,实现桨叶角度的调整。
变桨系统在风力发电中起到了至关重要的作用。
通过调节桨叶角度,变桨系统能够使风力发电机在不同风速下都能够达到最佳的风能转化效率。
这不仅可以提高风力发电机的发电效率,还可以减少机械强度和振动,延长设备的使用寿命。
同时,变桨系统还可以根据实际情况智能调节桨叶角度,确保风力发电机的安全运行。
变桨系统由液压系统、电控系统和执行机构组成,通过调节桨叶角度来适应不同风速下的风能转化效率。
变桨系统在风力发电中发挥着重要的作用,能够提高发电效率、延长设备寿命,并确保风力发电机的安全运行。
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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。
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°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。