风力机组电动变桨系统
SL1500风电机组变桨系统 ppt课件
16
伺服电机
带位置反馈和电热调节器 相关参数：1.5MW 功率： 4.8kW 额定扭矩：23Nm 额定转速：2000rpm
ppt课件
17
制动器
当制动器供电时，叶片能够向两个方向运行； 当制动器断电时，叶片只能向顺桨的方向运动， 不能向工作位置运动。1.5MW变桨制动器都是单向 的，工作时，一直供电，双方向都能运动，只有 出现紧急情况才断电，限制一个方向运动。
变桨限ppt课位件撞块
24
当叶片变桨趋 于顺桨位置时，顺 桨接近撞块就会运 行到接近开关上方， 接近开关接受信号 后会传递给变桨系 统，提示叶片已经 处于顺桨位置。
ppt课变件 （顺）桨接近撞块
25
顺桨接近撞块和变桨限位撞块的基本维护
a.检查变桨接近开关的清洁度，以保证能够 正常接受信号。
b.检查易损件缓冲块，做到及时更换。 c.检查各撞块螺栓的紧固。
ppt课件
4
二、变桨系统工作示意图
变桨调节范围
风向
顺桨位置
极限工作位置
变桨驱动装置
ppt课件
变桨齿轮边缘
5
顺桨位置
停机
启动
变桨保护
满发
ppt课件
6
工作位置
1.5MW轮毂装置示意图
导流帽
轮毂
极限工作位置撞块
轮毂变 桨控制 柜
变桨限 位撞块
轮毂罩 分隔壁
极限工作位置 开关
变桨制动器
ppt课件
缓冲器 变桨接 近开关
ppt课件28Fra bibliotek1.5MW变桨调节范围
ppt课件
29
ppt课件
30
置撞块、接近开关、限位开关、缓冲器
ppt课件
变桨工作原理
变桨工作原理一、引言变桨是风力发电机组中一个非常重要的组成部分，它能根据风速的变化调整桨叶的角度，以最大限度地捕捉风能并转化为电能。
本文将详细介绍变桨的工作原理，包括变桨的类型、传动系统、控制方式以及其在风力发电中的作用。
二、变桨的类型1. 常规变桨系统：常规变桨系统通过液压或电动机驱动桨叶的角度调整，以适应不同风速下的风能捕捉需求。
液压变桨系统通常采用液压泵和液压缸，通过控制液压油的流动来实现桨叶的角度调整。
电动机变桨系统则通过电动机驱动桨叶的转动，实现角度的调整。
2. 主动变桨系统：主动变桨系统通过风向传感器和控制器来感知风的方向和速度，并根据预设的参数来调整桨叶的角度。
这种系统能够实时监测风的变化，并做出相应的调整，以最大限度地捕捉风能。
3. 被动变桨系统：被动变桨系统是根据风的压力来调整桨叶的角度。
当风速增加时，风的压力也增加，使得桨叶自动调整为较小的角度，以减少对风的阻力。
当风速减小时，桨叶又会自动调整为较大的角度，以增加对风的捕捉。
三、变桨的传动系统变桨的传动系统是将驱动力传递给桨叶，使其能够调整角度。
常见的传动系统包括：链条传动、液压传动和电动传动。
1. 链条传动：链条传动是一种简单而可靠的传动方式，通过链条将电动机或液压泵与桨叶连接，当电动机或液压泵工作时，链条传递动力，使桨叶发生角度调整。
2. 液压传动：液压传动系统通过液压泵和液压缸来实现桨叶的角度调整。
液压泵通过控制液压油的流动来产生驱动力，推动液压缸使桨叶发生角度变化。
3. 电动传动：电动传动系统通过电动机来驱动桨叶的转动，实现角度的调整。
电动机通过齿轮传动或直接连接桨叶来传递动力，使桨叶调整角度。
四、变桨的控制方式变桨的控制方式有手动控制和自动控制两种。
1. 手动控制：手动控制是指通过人工操作来调整桨叶的角度。
操作人员根据风速的变化，通过控制开关或操作杆来改变桨叶的角度。
这种控制方式需要操作人员具备一定的专业知识和经验。
变桨系统的工作原理
变桨系统的工作原理
变桨系统是指风力发电机组中的一种机电系统，用于调整叶片的角度，以最大化风能转化为机械能，并通过发电机产生电能。
这种系统通常由以下几个主要部件组成：
1. 变桨驱动机构：由电机、减速器和传动装置组成。
电机通过传动装置将转动力传递给叶片的桨叶根部，驱使桨叶进行转动。
2. 桨叶角度传感器：用于感知当前桨叶的角度。
常见的传感器包括光电编码器、霍尔传感器等。
传感器将角度信息发送给控制系统。
3. 控制系统：根据风速、转速和其他相关参数，通过对桨叶角度进行调整，以最大化风能转化效率。
控制系统通常包括主控制器、数据采集系统和执行器。
主控制器负责处理和分析传感器数据，并制定相应的桨叶调整策略。
数据采集系统用于实时监测发电机组的工作状态，并将数据传输给主控制器。
执行器根据主控制器的指令，调整变桨系统的工作状态。
整个系统的工作流程如下：
1. 控制系统通过数据采集系统获取当前的风速和转速等参数。
2. 主控制器根据当前的参数，计算出最优的桨叶角度。
3. 主控制器将桨叶角度指令发送给执行器。
4. 执行器根据指令，调整变桨驱动机构中的电机工作状态，实现桨叶角度的调整。
5. 变桨驱动机构将桨叶转到指定的角度。
6. 控制系统持续监测风速和转速等参数，并不断更新桨叶角度，以确保风能转化效率的最大化。
通过不断调整桨叶角度，变桨系统能够根据当前的风速和转速，使得风能能够以最高效率地转化为机械能，从而提高风力发电机组的发电效率。
变桨系统的组成
变桨系统的组成
变桨系统通常由以下几个组成部分组成：
1. 桨叶 (blades)：变桨系统的核心组成部分，通常由玻璃纤维
复合材料或碳纤维复合材料制造而成。
桨叶的设计和形状会影响风能的利用效率和噪音水平。
2. 转子轴承 (rotor bearings)：转子轴承支持桨叶转动，并能够
承受桨叶风力和旋转时的负载。
通常采用滚动轴承或滑动轴承。
3. 变桨机构 (pitch control mechanism)：变桨机构用于调整桨叶
角度，以便在不同的风速下最大程度地利用风能。
它通常由电机、链条或齿轮系统和控制系统组成。
4. 桨轮轴 (hub)：桨叶连接到桨轮轴上，通常使用螺栓或焊接
方式固定。
桨轮轴将桨叶的旋转动力传递给风力发电机。
5. 风力发电机 (wind generator)：风力发电机将桨叶的旋转动力转化为电能。
它通常由发电机和变流器组成。
6. 控制系统 (control system)：控制系统用于监测和控制变桨系
统的运行。
它可以通过传感器获取风速和转子状态信息，并通过电控系统调整桨叶角度和发电机输出等参数。
7. 转子支架 (rotor support)：转子支架用于支撑变桨系统的转
子部分。
它通常由塔架和轮毂组成。
塔架用于支撑整个风力发电机，并使其能够高出地面，以获得更高的风速。
轮毂连接桨
叶和风力发电机部分。
以上是变桨系统的一般组成部分，不同的风力发电机设计可能略有差异。
风力发电机组变桨系统的优化设计
风力发电机组变桨系统的优化设计一、引言风力发电是一种清洁、可再生的能源，受到越来越多国家的重视和广泛应用。
在风力发电站中，风力发电机组的变桨系统是其中一个重要部分，它负责调整叶片的角度来适应不同的风速和风向，以获取最大的风能转换效率。
本文将针对风力发电机组的变桨系统进行优化设计，以实现更高的发电效率。
二、变桨系统的工作原理风力发电机组的顶部装有三个或更多的叶片，在风的作用下转动。
为了在不同的风速和风向下都能高效转换风能，变桨系统起到重要作用。
变桨系统通常由电机、控制器和叶片构成，通过控制器感知风速、方向的变化，然后通过电机调整叶片的角度来获得最佳的风能转换效率。
三、优化设计方案1. 变桨系统感知风速和风向的精准度为了获得最佳的发电效率，变桨系统需要精确感知风速和风向的变化。
目前常用的风速传感器包括热线式、超声波式和激光式等。
优化设计中，可以选择合适的传感器，提高其精准度和可靠性，以确保系统能够准确感知风速和风向的变化。
2. 变桨系统叶片的材料选择和结构设计叶片的材料和结构对风能转换效率有着重要影响。
在优化设计中，可以选择轻量化材料和优化的叶片结构，以减小叶片的质量和空气阻力，提高风能的转换效率。
3. 变桨系统的控制策略变桨系统的控制策略直接影响到发电效率。
一种常见的控制策略是根据风速和风向的变化来调整叶片的角度，使其始终能够处于最佳的风能转换状态。
在优化设计中，可以改进控制器的算法和响应速度，提高系统的控制精度和响应性能。
4. 变桨系统的安全性设计在风力发电站中，变桨系统需要能够在恶劣的天气条件下工作，并保持良好的可靠性和安全性。
在优化设计中，需要考虑系统的抗风性能和抗冰性能，确保系统能够正常工作并不会受到外部环境的影响。
5. 变桨系统的维护和保养优化设计还需要考虑到变桨系统的维护和保养成本。
设计合理的结构和材料，以降低维护和保养的频率和成本，并提高系统的可靠性和寿命。
四、优化设计的效益通过对风力发电机组的变桨系统进行优化设计，可以实现以下几方面的效益：1. 提高发电效率优化设计可以使变桨系统更加灵敏和准确地感知风速和风向的变化，并通过调整叶片的角度来获得最佳的风能转换效率，从而提高发电效率。
风力发电机组变桨系统的设计与优化
风力发电机组变桨系统的设计与优化1. 引言风力发电是一种可再生能源的重要组成部分，风力发电机组的性能直接影响着发电效率和运行成本。
变桨系统作为风力发电机组的核心部件之一，对于风力发电的效率和可靠性具有重要作用。
本文将探讨风力发电机组变桨系统的设计与优化，旨在提高发电效率和降低运行成本。
2. 风力发电机组的变桨系统风力发电机组变桨系统主要包括桨叶、桨叶轴承、变桨机构和控制系统等部分。
桨叶通过变桨机构连接到发电机组的主轴上，根据风速和转速的变化，调节桨叶的角度以获得最佳发电效果。
变桨系统的设计和优化将直接影响发电机组的功率输出和系统的可靠性。
3. 变桨系统的设计原则（1）轻量化设计：桨叶是风力发电机组的核心部件，其质量直接影响转速和稳定性。
因此，在变桨系统的设计中，需要选择轻量化材料，并合理设计桨叶的结构，以降低整体质量，提高转速和响应速度。
（2）可靠性设计：风力发电机组通常处于复杂的气候环境下运行，如强风、冰雪等。
因此，变桨系统的设计需要考虑系统的可靠性和抗风能力，确保在恶劣环境下仍能正常运行。
（3）高效控制：变桨系统的控制是关键，需要根据风速和转速的变化，实时调节桨叶的角度，以获得最佳的发电效果。
因此，需要采用高效的控制算法和传感器，提高响应速度和控制精度。
4. 变桨系统的优化方法（1）结构优化：通过有限元分析等方法对桨叶和变桨机构的结构进行优化，以提高刚度和辨识度，降低振动和噪声，并达到减负荷的效果。
（2）控制算法优化：通过数学建模和仿真，针对不同的风速和转速，优化变桨系统的控制算法，确保桨叶角度的调节与实际运行环境的需求相匹配。
（3）传感器优化：选择高精度和高可靠性的传感器，如风速传感器和角度传感器，准确获取变桨系统所需的实时数据，并将其输入到控制系统中。
5. 变桨系统的未来发展趋势（1）智能化：随着人工智能和大数据技术的快速发展，未来的变桨系统将趋向于智能化，可以通过学习和优化算法，自动调整桨叶的角度，并根据实时数据进行预测和预防故障。
风力发电机组变桨系统分析
目录摘要： (1)一、变桨系统论述 (1)（一）变桨距机构 (1)（二）电动变桨距系统 (2)1. 机械部分 (3)2. 气动制动 (4)二、变桨系统 (4)（一）变桨系统的作用 (4)1. 功率调节作用 (4)2. 气动刹车作用 (4)（二）变桨系统在轮毂内的拓扑结构与接线图 (6)三、变桨传感部分 (8)（一）旋转编码器 (8)（二）接近开关 (9)四、变桨距角的调节 (10)（一）变桨距部分 (10)（二）伺服驱动部分 (11)总结 (13)参考文献： (13)致谢 (14)风力发电机组変桨系统分析摘要：风能是一种清洁而安全的能源,在自然界中可以不断生成并有规律得到补充,所以风能资源的特点十分明显,其开发利用的潜力巨大。
本文对大型的兆瓦级风力发电机变桨系统做简单的介绍。
变速恒频技术于20世纪90年代开始兴起，其中较为成功的有丹麦VESTAS的V39/V42-600KW机组和美国的Zand的Z-40-600KW机组。
变速恒频风力发电机组风轮转速随着风速的变化而变化，可以更有效地利用风能，并且通过变速恒频技术可得到恒定频率的电能。
变速恒频机组的显著优点已得到风力机生产厂和研究机构的普遍承认，将成为未来的主流机型。
但变速恒频风力机组仅通过电机自身调节要达到减小风速波动冲击的目的是很困难的，因为自然界中风速瞬息万变，特别是在额定风速以上工况，风力机有可能受到很大的静态或动态冲击。
但是变桨风机不会产生此类情况，变桨距是指大型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从而改变叶片气动特性，使桨叶和整机的受力状况大为改善。
近年来，电动变桨距系统越来越多的应用到风力发电机组当中，直驱型风力发电机组为变桨距调节型风机，叶片在运行期间，它会在风速变化的时候绕其径向轴转动。
因此，在整个风速范围内可能具有几乎最佳的桨距角和较低的切入风速，在高风速下，改变桨距角以减少功角，从而减小了在叶片上的气动力。
风力发电机变桨系统
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。
变桨系统的工作原理
变桨系统的工作原理
变桨系统是风力发电机组中的重要组成部分，它通过控制桨叶
的角度，使风力发电机组能够更高效地转换风能为电能。
其工作原
理主要包括风速检测、角度调节和系统保护三个方面。
首先，变桨系统需要实时监测风速。
风速是影响风力发电机组
发电效率的重要因素，因此变桨系统需要安装风速传感器，实时监
测风速的变化。
当风速超过一定阈值时，变桨系统会启动，调整桨
叶的角度，以适应不同风速下的发电要求。
其次，变桨系统通过调节桨叶的角度来控制风力发电机组的转速。
当风速较小时，变桨系统会使桨叶的角度变大，增大受风面积，从而提高风力发电机组的转速；当风速较大时，变桨系统会使桨叶
的角度变小，减小受风面积，以避免风力发电机组过载运行。
通过
这种方式，变桨系统能够使风力发电机组在不同风速下保持稳定的
运行状态，提高发电效率。
最后，变桨系统还具有系统保护功能。
在极端天气条件下，如
台风、暴风雨等恶劣天气，风力发电机组需要停止运行以避免损坏。
变桨系统会根据风速和风向的变化，自动调整桨叶的角度，使风力
发电机组进入安全状态。
此外，变桨系统还会监测风力发电机组的运行状态，一旦发现异常情况，如超速、过载等，会立即采取相应的保护措施，确保风力发电机组和设备的安全运行。
综上所述，变桨系统通过实时监测风速、调节桨叶角度和系统保护等方式，能够使风力发电机组在不同风速下保持稳定运行，提高发电效率，保障设备安全。
这些工作原理的有效实施，为风力发电行业的发展和风力发电技术的进步提供了重要的支持和保障。
风力发电机组变桨系统设计与控制
风力发电机组变桨系统设计与控制近年来，随着全球能源危机的爆发以及对环境保护的重视，风力发电作为一种可再生的清洁能源正日益受到广泛关注。
风力发电机组的变桨系统是其中一个重要的组成部分，它通过调整桨叶的角度来控制风机的转速和输出功率，以实现最佳风能利用率。
本文将详细介绍风力发电机组变桨系统的设计原理和控制策略。
首先，风力发电机组的变桨系统设计需要考虑多个因素。
其中包括风速、风向、风场条件以及机组的工作状况等。
在设计变桨系统时，需要确定合适的桨叶数目、桨叶形状、桨叶材料以及桨叶安装方式等。
同时，还需要考虑叶片的结构强度以及在高风速情况下的耐用性。
这些设计要素将直接影响到风机的性能和寿命。
其次，风力发电机组的变桨系统需要采用合适的控制策略来实现最佳风能利用效率。
一般来说，风机的控制策略可以分为两种类型：定常控制和非定常控制。
定常控制是基于恒定的控制策略，根据风场条件和机组负荷，设定固定的桨叶角度来实现最佳功率输出。
非定常控制则是基于实时测量的风速和机组运行状态，动态调整桨叶角度来实现最佳风能利用效率。
根据不同的需求和场地条件，可以选择合适的控制策略。
在风力发电机组变桨系统的实际控制中，通常采用闭环控制的方式。
这意味着需要传感器来实时测量风速、机组运行状态以及环境参数，并将这些数据反馈给控制系统。
控制系统会根据这些反馈数据，不断调整桨叶角度，以实现最佳风能利用效率。
同时，还需要考虑到系统的安全性和鲁棒性，以应对突发情况和异常工况。
除了设计和控制策略，风力发电机组变桨系统还需要考虑到系统的维护和保养。
定期的维护和保养可以延长系统的寿命并提高系统的性能。
在维护和保养过程中，需要检查桨叶的磨损情况、润滑系统的工作状态以及传感器的准确性等。
同时，还需要定期进行系统的校准和参数调整，以保证系统的稳定性和准确性。
尽管风力发电机组变桨系统的设计和控制存在一定的挑战和难点，但通过合理的设计和有效的控制策略，可以实现风能资源的最佳利用。
变桨系统的工作原理
变桨系统的工作原理
变桨系统是风力发电机组中的关键部件，其工作原理是根据风机的转速和风向来调整风机叶片的角度，以最大限度地利用风能并提高发电效率。
变桨系统包括传感器、控制器和执行机构三个主要部分。
传感器用于监测风机的转速和风向情况，控制器根据传感器的反馈信号，判断并采取相应的控制策略，最终控制执行机构来调整叶片的角度。
在变桨系统中，传感器通过测量风机转速和风向来获取相关的数据。
转速传感器通常使用磁敏传感器或光电传感器，能够测量风机叶轮的旋转速度。
风向传感器可以是基于风向传感器或风向电子罗盘，用于判断风的方向。
控制器是变桨系统的核心部分，它根据传感器的反馈信号进行数据处理和判断，采取相应的控制策略来调整叶片角度。
常见的控制策略包括最大功率跟踪控制（MPPT），即调整叶片角度以使风机输出功率最大化；以及风机保护控制，即在高风、低风或故障情况下保护风机的安全运行。
执行机构是根据控制器的指令来实际调整叶片角度的部件。
常见的执行机构包括液压执行机构和电动执行机构。
液压执行机构通过控制液压系统来调整叶片角度，电动执行机构通过电机驱动来实现叶片角度的调整。
综上所述，变桨系统通过传感器监测风机转速和风向，控制器
根据传感器反馈信号来采取相应的控制策略，最终通过执行机构调整风机叶片角度，以实现有效利用风能并提高发电效率的目的。
变桨系统保障风力发电机安全
变桨系统保障风力发电机安全变桨伺服驱动器变桨系统的可靠控制是整个风力发电机安全的保障。
桂林星辰科技股份有限公司利用自身在伺服领域的优势，结合国内外的技术经验，自主开发出适合风场环境应用的电动变桨驱动器。
在兆瓦级风力发电机中，桨叶调节的可靠性和准确性是保证整个风力发电机安全运行的关键。
在风速不断增大时，通过调节桨叶角度，捕获最大风能；在风机出现故障停机时，桨叶能按照要求，及时顺桨到安全位置。
电动变桨系统优势电动变桨系统能够精确地控制风电机组叶片的桨距角，保证风电机组安全运行和最大可能获取风能。
电动变桨系统与液压变桨系统相比，拥有不可比拟的优势。
首先，伺服驱动技术成熟，控制简单，可以实现准确、快速的定位。
而液压调速灵敏度不够，无论机械调节反应再快，都比不上电子调节，而且频繁调速会造成液压部件迅速损耗。
其次，电动变桨系统维护简单。
液压变桨最大的缺点是容易漏油。
一旦漏油，查找油路相对复杂，维护麻烦，处理不当易着火。
液压系统内部有渗漏或者有些阀体损坏，都需要更换整个液压站。
而电动变桨不存在上述问题。
靠电驱动，轮毂内干净；而且故障排查容易，可以更换小备件（如编码器、接近开关、继电器等）。
第三，成本低。
在独立变桨系统应用中，电动变桨价格要优于液压变桨。
液压件的选用要求非常苛刻，因而带来成本的提升，基本依靠国外技术及产品。
第四，随着机组功率的增加，叶片的质量随之增大，因此要求变桨系统输出的扭矩增大。
电动变桨只需要增加电机的功率，而液压变桨需要增大压力，进而对阀体的要求也更高。
第五，电动变桨系统可在-40℃下正常工作，而液压变桨温度不能低于-20℃。
因此，电动变桨系统的设计理念，越来越成为变桨系统的发展趋势。
电动变桨驱动器星辰伺服变桨驱动器采用一体化的设计，除了能驱动伺服电机进行桨叶调节外，还集成了充电器功能，可以完成变桨轴柜内的温度控制、传感器信号读取以及安全链动作的执行等。
开放的编程接口和通讯接口，可以方便地进行二次设计并与各类主控系统通讯。
风电机组变桨系统
通过机舱上面的风速仪测量风速，把信息传 送到塔底柜，经过分析信息把变桨的信息传送到 轮毂变桨系统的中心箱，中心箱再把信息转发给3 个轴箱，轴箱在通过变桨驱动来调节叶片的变桨 角度。 变桨角度的信息是通过绝对编码器组件来测 量的。叶片轴承的内齿圈和绝对编码器的测量小 齿轮啮合，测量小齿轮把叶片转动的信息传给绝 对编码器，经过绝对编码器的记数作用把叶片转 动的角度进行测量 当绝对编码器组件不起作用时通过限位开关 来保证变桨角度不会过大。 在安装好控制系统后要设计合理的接线方法， 把各控制系统组件的线固定好，以防止轮毂在转 动时发生接线的故障。
调桨系统也可以用来在风机处于紧急情况下实现 煞车作用。在电动能源-蓄电池的作用下桨叶可 以从工作角度转动至刹车角度。
电动调桨系统的动作速度快而且准确。在正常工 作情况下如果风机遭遇强阵风，调浆系统可以迅 速地调整桨叶工作角度，使风机工作在额定值范 围内。
变桨系统
变桨控制系统
变桨中心自动润滑系统 轮毂罩组件
润滑泵 主分配器 二级分配器 油管 进油口 集油瓶。
自动润滑原理： 变桨自动润滑系统是由一个集中润滑泵，一 个（或两个）主分配器，三个二级分配器和 三个润滑小齿轮组成。当泵工作时，润滑油 被输送到主分配器，在那润滑油以合适的比 例分配到二级分配器，然后二级分配器把润 滑油以合适的比例供应到润滑点，系统由一 个带回油装置的安全阀保护。轮毂的润滑主 要是叶片轴承内的滚动体和叶片轴承与变桨 齿轮箱的啮合齿部分。叶片轴承的废油通过 集油瓶来收集。
Байду номын сангаас
LUST变桨系统故障列表
LUST变桨系统故障列表
LUST变桨系统故障列表
SSB变桨系统故障列表
风电机组变桨系统的检查与维护措施
风电机组变桨系统的检查与维护措施风电机组的变桨系统是风能发电的关键部件之一，其稳定性和可靠性对发电效率和安全运行至关重要。
为了确保风电机组变桨系统的正常运行，需要进行定期的检查和维护。
以下是风电机组变桨系统的检查与维护措施的详细说明。
1.基础检查在进行任何维护工作之前，应先对风电机组的基础进行检查。
检查基础的土壤稳定性和基础结构的完整性，确保其能够承受风力发电机组所产生的重力和振动。
2.润滑系统检查润滑系统对变桨系统的正常运行至关重要。
定期检查变桨机的润滑系统，包括油品的质量和油量的充足性。
更换老化的润滑油，并根据制造商的推荐进行润滑油的添加和更换时间。
3.变桨电气系统检查变桨电气系统是风电机组变桨系统的核心部分。
定期检查变桨电气系统的电缆线路、连接器和控制器的连接状态，并进行电气连接的紧固。
同时，检查变桨电机的状态，确保其运行正常。
4.变桨角度检查变桨角度对风电机组的发电效率和安全性起着至关重要的作用。
定期检查变桨角度的测量系统的准确性，并根据实际风力情况进行调整。
确保变桨角度的准确性和稳定性。
5.风速检查风速是决定风电机组发电效率的重要因素。
定期检查风速测量系统的准确性，并进行校准和调整。
同时，检查风速传感器的精度和可靠性，确保其正常运行。
6.紧固件检查定期检查变桨系统的紧固件，包括螺栓、螺母和垫圈等。
确保其紧固状态良好，防止紧固件的松动和断裂。
7.结冰检查结冰是风电机组运行过程中常见的问题之一、定期检查风电机组的叶片和变桨系统的结冰情况，及时清除结冰物，防止结冰对机组运行造成不利影响。
8.强风检查强风是风电机组运行的风险因素之一、定期检查风电机组的变桨系统在强风状态下的运行情况，确保其能够适应恶劣的天气条件。
9.数据记录和分析定期记录风电机组变桨系统的运行数据，包括变桨角度、风速、温度等重要参数。
分析数据，及时发现和解决潜在问题，提高风电机组的可靠性和效率。
总之，风电机组变桨系统的检查与维护措施是确保风电机组正常运行的关键步骤。
风力发电机组变桨系统设计原理解析
风力发电机组变桨系统设计原理解析风力发电机组是一种利用风能转化为电能的装置，其中变桨系统是其重要组成部分。
本文将从设计原理的角度对风力发电机组变桨系统进行深入解析。
一、风力发电机组概述风力发电机组是利用风能转动叶片，通过传动系统驱动发电机发电的设备。
其工作原理是当风速达到一定程度时，叶片受到风的作用而转动，进而带动转子旋转，驱动发电机发电。
而变桨系统则在风力发电机组运行过程中起着至关重要的作用。
二、变桨系统功能风力发电机组在运行过程中，受到风速的影响较大。
为了更好地利用风能，确保发电机组的稳定性和安全性，变桨系统被设计为一个关键的控制系统。
其主要功能包括：1. 调节叶片角度，使风力发电机组在不同风速下的转速和输出功率保持在合适的范围内；2. 在风速发生突变或超出限定范围时，自动调整叶片角度，保障风力发电机组的安全运行；3. 提高风力发电机组的整体效率，最大限度地利用风能资源。
三、变桨系统设计原理1. 变桨系统传动机构变桨系统的传动机构通常由变桨电机、减速器和转动叶片的机械结构组成。
变桨电机通过减速器驱动叶片转动，控制叶片的角度。
减速器的设计是为了将电机高速输出的转矩通过减速装置转化为叶片所需要的低速高转矩输出。
2. 变桨系统控制原理变桨系统的控制原理主要包括两种方式：定时控制和传感器反馈控制。
定时控制是通过风力发电机组的控制系统按照预设的时间对叶片进行角度调整；传感器反馈控制则是通过传感器实时监测风速和叶片位置，根据监测数据对叶片的角度进行调整。
3. 变桨系统安全保护为了保证风力发电机组的运行安全，变桨系统还配备有多种安全保护装置。
例如，当风力发电机组运行中出现极端状况时，比如风速过大或传感器失效等，变桨系统会自动切断电源，避免事故的发生。
四、变桨系统的发展趋势随着风力发电技术的不断发展，变桨系统也在不断创新和完善。
未来的风力发电机组变桨系统将更加智能化、自动化和高效化。
例如，采用先进的控制算法和传感技术，实现对叶片角度的精准控制，提高风力发电机组的发电效率。
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。
变桨系统原理及维护
变桨系统原理及维护变桨系统是风力发电机的重要组成部分，它的主要作用是控制风力发电机叶片的旋转角度，以适应不同的风速和功率需求。
下面将详细介绍变桨系统的原理及维护。
一、变桨系统原理1.变桨系统的组成变桨系统主要由变桨电机、减速箱、轴承座、刹车片、齿轮等组成。
其中，变桨电机是主要驱动部件，减速箱将电机的转速降低到适合叶片旋转的速度，轴承座和刹车片用于固定叶片并防止其旋转，齿轮则用于传递动力。
2.变桨系统的原理当风速较高时，为了控制风力发电机组的转速和功率，需要通过变桨系统改变叶片的角度。
具体来说，当风速增加时，叶片迎风角度变大，发电机转速增加，输出功率增加；当风速降低时，叶片迎风角度变小，发电机转速降低，输出功率降低。
在变桨过程中，变桨电机会根据风速和发电机转速的变化，自动调节叶片的角度。
具体来说，变桨电机通过编码器检测发电机转速和风速，并将数据传输到控制系统中。
控制系统根据预设的逻辑，自动计算出所需的叶片角度，并给变桨电机发送指令，使电机转动一定的角度，从而改变叶片的角度。
为了确保变桨系统的安全可靠运行，需要定期对变桨系统进行检查和维护。
二、变桨系统维护1.日常检查在日常检查中，需要检查变桨电机及其附件是否正常工作，检查轴承座、刹车片、齿轮等关键部件是否有异常响声或磨损。
此外，还需检查叶片固定螺栓是否紧固，以免在运行过程中发生脱落或断裂。
2.定期维护为了确保变桨系统的长期稳定运行，需要进行定期维护。
具体来说，需要对变桨电机进行清理、润滑和检查，确保电机的轴承、齿轮等部位运转正常。
同时，还需要检查减速箱内的润滑油是否需要更换，以及轴承座和刹车片是否有磨损或异常响声。
此外，还需要对变桨系统的电缆和接线进行检查，以确保电缆完好无损且固定牢固。
若发现电缆或接线出现破损或老化现象，应及时进行处理，以免发生电气故障。
3.紧急维护在紧急情况下，如遇到风速剧增、变桨系统失控等情况，应立即停机并进行紧急维护。
在紧急情况下，需要检查变桨电机是否过载或短路，并对控制系统进行排查，确保其逻辑运算正常。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
风力机组电动变桨系统摘要:目前,电动变桨系统已取代液压变浆系统并被大多数风力机组采用。
电动变桨系统作为风力机组功率控制和安全运行的重要执行结构,直接决定风力机组吸收的风能的大小，对于机组的安全稳定运行发挥着重要作用。
此处介绍了电动变桨系统的电气结构和运动控制技术要求,分析了系统中变桨控制器、备用电源、变桨电机和伺服驱动器4大部件的功能、特点及设计中需要注意的题。
详细介绍了备用电源不同储能元件的方案,不同种类变桨电机的特点及其适用场合,伺服驱动器的不同设计方案，并分别做了比较分析。
最后展望了电动变桨系统的发展方向。
关键词:风力机;电动变桨控制;变桨驱动器1 引言变桨机组已经取代定桨机组成为风力机组的主流。
变桨系统作为风力机组功率控制和安全运行的重要执行结构，在机组运行中发挥着重要作用。
正常情况下,变桨系统按照风力机组主控制器的指令驱动桨叶旋转到达指定的桨距角位置,使风力机组在各种工况下(启动、正常运转、停机)按最佳参数运行,实现并网过程的快速无冲击;在紧急故障时，调节桨距角使桨叶顺桨，进行气动刹车,保证风力机组安全。
风力机组的变桨系统分为液压变桨和电动变桨两大类,其中,液压变桨系统存在非线性、容易泄漏、卡涩等缺点,泄漏不仅容易造成机组运行故障,而且给日常维护带来了不便。
电动变桨系统采用电机配合减速器对桨叶进行单独控制,其结构紧凑、可靠,可独立变桨。
只要风机控制器给变桨控制器发出桨距角指令，变桨控制器就会按照--定控制策略控制3个伺服驱动器,驱动电机通过减速器带动桨叶旋转完成变桨。
3个桨叶中只要2个桨叶处于顺桨位置即可保证风力机组顺利停机,处于安全状态。
我国目前安装的风机主力机型容量在 1.5 - 3.6MW之间,且大多为电动变桨机组。
2 机组对变桨系统的要求变桨系统工作环境恶劣，长期承受振动、高低温的影响，维护困难，故要求其具有较高的可靠性。
在一定桨距角下,风力机组俘获的风能与风速的三次方成正比，特别是在高风速段的变化，引起风力机组俘获风能变化极大。
为了保证平稳控制功率，风力机组正常运行时要求变桨速度达到5°s - 7°s。
在风力机组出现故障需紧急停机时，原则上要求在机械部件允许的应力下，变桨加速度和速度越快越好，在0.8s内从静止加速到最大速度8s - 10s。
为保证功率控制的精度和稳定性，位置误差要求在0.1°以内。
由于桨叶在不同桨距角受到的气动应力不同，风力机组3个桨距角不同步将造成风轮的气动不平衡，严重时会对风力机组的安全运行造成影响。
因此对3个桨叶位置定位精度及运动过程的同步性有一定要求，要求同步误差小于1.5°本质上讲，变桨系统是对同步性能有一定要求的三轴位置随动系统。
3 电动变桨系统的构成电动变桨系统主要由变桨控制器、备用电源、伺服驱动器和电机4个部分组成。
3.1变桨控制器及备用电源变桨控制器是变桨系统的中枢，负责与风力机组控制器及伺服驱动器的通讯，以及温度检测与控制、集中润滑、配电管理、监控保护、安全链和人机交互等功能。
从安全角度考虑，变桨控制器需在逻辑上保证在维护或者修理状态仅能有1个桨叶离开顺桨位置。
备用电源由储能元件和充电器组成。
备用电源需在主电源发生停电故障时为系统供电，使电动变桨系统将桨叶从零驱动到90°的顺桨位置。
绝大多数时间里备用电源备而不用，故3个储能元件共用1个充电器，轮换充电，以降低设备成本。
出于对工作环境的考虑，储能元件必须免维护、可倒置、随桨叶旋转时无漏液，且必须满足变桨系统对温度范围、寿命等方面的要求，通常采用蓄电池或者超级电容作为储能元件。
备用电源的容量是变桨系统能否顺利顺桨的关键，采用阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）作为储能元件时，其设计容量应满足 3-5 次顺桨的需要；采用锂电池作为储能元件时，其设计容量可比VRLA适当减少；采用超级电容作为储能元件时，其设计容量应满1.5-2次变桨的需要。
风电并网导则要求风力机组具有一定低电压穿越能力。
因此变桨系统必须具有相应的在电网故障情况下正常运行的能力，该能力用E-ON功能曲线加以描述。
电网电压突然跌落到15％的额定电压，持续时间可达3s，然后电网恢复到额定电压的80％。
在此过程中，变桨系统需要维持正常工作。
由曲线可知，电动变桨系统在80％的额定电压下应该可以长期工作，即80％额定电压时不应切换到备用电源，且此电压下驱动器能够提供所需的力矩和转速来保证变桨系统的正常运行；输入电压降低到额定电压的80％以下，电动变桨系统可以切换到备用电源工作。
在输入电压低至15％额定电压下变桨系统仍可工作，持续时间最长可达3s。
在进行备用电源的容量设计时，必须考虑完成EON功能曲线所需的能量。
3.2变桨电机电机是变桨动作的最终执行元件，其特性对变桨系统的性能有着重要影响。
在变桨系统中，可采用的电机主要有4种:有刷直流电机、感应异步电机、无刷直流电机和永磁同步电机。
感应异步电机结构简单、可靠性高、但体积稍大，适用于环境条件恶劣、不易维护但控制精度要求稍低的场合；无刷直流电机和永磁同步电机功率密度高、体积小、控制精度高，非常适用在对安装空间有严格要求的场合。
直流电机控制简单、控制性能好，在变桨系统上取得了广泛应用。
但是直流电机的电刷和换向器不仅降低了电机的可靠性，也增加了电机长度，对在轮毂这种狭小空间内的安装使用造成了不利影响。
矢量控制技术解决了交流电机在伺服驱动中的动态控制问题，使交流伺服驱动系统的性能可与直流伺服系统相媲美，而且总体成本更低。
变桨系统中，有刷直流电机必定被交流伺服电机所取代。
3.3伺服驱动器伺服驱动器根据变桨控制器发过来的指令，驱动电机旋转，通过减速器后带动桨叶旋转，完成对桨叶角度的随动控制。
变桨系统通常采用位置环、速度环、电流环的三闭环控制方式。
按照位置环闭环位置的不同，伺服驱动器功能可分为位置伺服控制和速度伺服控制两类。
由伺服驱动器完成速度伺服功能时，变桨控制器向伺服驱动器发出速度指令，并实时统一协调，以此保证变桨系统的同步。
该控制方式下，伺服驱动器接口少，功能要求较低。
由伺服驱动器完成位置伺服功能时，出于对3个桨叶变桨同步性的考虑，变桨控制器向伺服驱动器同时发出位置指令和速度指令，即以指定的速度到达指定位置。
该控制方式下，各部件间功能耦合少，连接简单，但对伺服驱动器功能要求较高。
与大多数伺服系统不同，考虑到风力机组的安全，变桨系统伺服电机的D端均安装有刹车盘。
在风力机组正常运行时，刹车盘处于松开状态，不对运行产生任何影响；当由于机组故障或者电网失电等原因，风力机组停止运行、桨叶在顺桨位置时，刹车盘处于刹车状态，防止桨距角因风漂移或其他原因桨叶误动。
4电动变桨的发展和展望综合国内外情况，电动变桨正逐渐取代液压变桨成为大型风力机变桨系统的主流。
在目前的电动变桨系统中，速度传感器、位置编码器多采用旋变和光电编码器，成本较高。
研究采用低成本传感器或少用传感器，甚至采用无传感器来实现变桨控制的功能值得进行深入研究。
按照对变桨系统桨距角控制策略的不同，变桨控制可分为两类:①同步变桨，即每个桨叶按照同一个目标桨距角同步调节；②异步变桨，即每个桨叶按照不同的目标桨距角调节。
目前商业化的变桨系统均采用同步变桨控制，该控制也逐步被越来越多的研究人员所掌握。
国外对于异步变桨的研究领先于国内，但尚无大规模化实际应用。
在风机工作过程中，由于高度方向风切变、风力机组对风误差、塔影效应、叶轮垂直倾角的影响，整个风轮扫掠面上的风速并不均匀，桨叶在风轮扫掠面的不同位置受的风力及产生的旋转扭矩变化较大，且塔影效应也对受力和扭矩造成影响，这将造成桨叶的扭矩波动和拍打震动。
扭矩的波动将引起作用在风轮、传动轴、齿轮箱上的扭矩负载波动，带来风机机械强度、振动、疲劳寿命和电能质量等方面的问题。
异步变桨控制使每个桨叶的桨距角异步地按照一定规律变化，可使桨叶在整个旋转平面内受力趋向均匀，消除扭矩波动，从而减弱扭矩波动引起的一系列问题。
由于电动变桨系统采用电机配合减速器对桨叶进行单独控制，所以结构上支持异步变桨控制。
异步变桨控制策略要求电动变桨系统具有更高的变桨速度、动态响应能力和位置控制精度，以数秒为周期的频繁正反转运行、更低的损耗和更高的可靠性。
为了适应变桨控制的发展趋势，进行积极的研究和探索，为异步变桨控制的应用奠定技术基础，这将是电动变桨系统进一步努力的方向。
参考文献[1］林勇刚，李伟，陈晓波，等大型风力发电机组独立桨叶控制系统［J］太阳能学报，2005，26（12）:780-786[2］朱波，张兴，曾凡超，等风电机组电动变桨距控制系统的研究［J］合肥工业大学学报（自然科学版），2010，33（8）:1157-1161.[3］阎卓，凌志斌，蔡旭兆瓦级风力发电电伺服独立变桨控制系统的设计［J］电气传动，2010，40（6）:8-11.[4］刘闯用于电动变桨的永磁同步电机驱动器的研究［D］上海:上海交通大学，2010[5］吴永忠，苏志勇，张丽娜风力机异步变桨的初步研究［J］.节能，2007，32（5）:23-26。