1.5MW风机变桨说明

1.5MW风机机组风轮系统说明

风轮系统

风轮系统是机组的重要部件，其主要作用是吸收风能。它由三片桨叶、轮毂以及变桨系统组成。

风轮参数

桨叶

桨叶采用玻璃纤维复合材料制成，表面覆盖有防护层，具有较强的抗低温和抗风沙性能，迎风缘也作了防磨损处理，桨叶除了支撑本身重量，抵抗一定的拉伸、弯曲变形破坏外，更重要的是要能最大限度的吸收风能，每片桨叶往往包含有多个翼型，他们是通过空气动力学研究结果来设计的，能保证风能利用率并优化机组所受载荷。

为了更好的保护机组免遭雷电破坏。桨叶顶端装有接闪器，闪电电流可以经过预埋在桨叶内部的避雷线流向塔架。机组内设有放电机构，并有可靠的防雷接地及浪涌保护装置。

轮毂

轮毂是支撑桨叶、连接主轴的重要零件，它是按带有星型和球型相结合的铸造结构来设计、生产的。这种轮毂的结构实现了负荷的最佳分配，同时具有结构紧凑，质量轻的优点。轮毂的材料采用高等级球墨铸铁，它具有优良的机械性能。

轮毂主要参数及技术要求：

材料：QT350-22AL(低温型)；QT400-18AL(常温型)

涂层：HEMPEL 油漆

轮毂采用整体、树脂砂模铸造，加工面饱满，非加工面光滑圆顺。

变桨系统

1.5MW风力发电机组为了能合理利用风能资源采用变桨系统，同时能有效控制机组功率，在超过额定风速运行时，若不能进行相应的控制，会导致功率飙升，严重影响风机的损耗，变桨控制系统可以通过变桨的方式使机组功率限制在额定功率附近，且能使机组处于良好的受力状态，减小冲击载荷。1.5MW风力发电机组的桨叶和轮毂通过变桨回转支撑连接，变桨传动设备及其控制装置集成在轮毂之中，变桨系统中还安装了一套世界先进的自动润滑装置提供变桨轴承的润滑，保证变桨可靠，运行平稳。

变桨的另外一个作用是制动，需要制动时，桨叶完全顺桨，不再产生强大的驱动风轮旋转的气动力，1.5MW风力发电机组采用三片桨叶独立变桨方式运行，即使有两片桨叶变桨机构失效，单个变桨机构也能是机组降低安全转速范围内，变桨系统中还采用了备用电池，即使电网失电，仍能顺利执行变桨动作。

除了控制电源输出外，变桨系统的机械装置为简单、安全可靠的刹车装置，对每片叶片的机械操作都是独立的，以保证每片叶片在大风的情况下可以独立转动到安全位置来保持叶轮的安全转速。

变桨系统包括变桨轴承、变桨齿轮箱、变桨控制系统、自动润滑系统。电动变距系统布置在轮毂内，包括7个控制柜，即1个中央控制柜，3个轴控制柜和3个电池柜，这7个柜子通过其上的哈丁端子进行连线。

变桨系统的主要参数如下：

1、主控制柜

主控制柜是轴柜和塔顶控制器之间的结合界面

主控制柜和塔顶控制器之间的连接是通过滑环构成的，通过滑环、变桨系统的主柜得到电源供应和控制信号。此外，一个串行的RS485连接的数据线连接了变桨系统的控制器和风轮机的CPU。

定位控制器被安装在主控制柜内，并起到控制叶片位置的作用，另外主控制柜的中央充电控制单元控制着给三个后备电池柜充电。

2、轴柜

变桨系统有三个轴柜。每个叶片一个。变流器以四象限方式运行来控制变桨电机的速度。

轴柜主控板上有6个LED灯（D18~D23）来显示当前运行状态

D19：相位

在L1，L2，L3相序错误或者有缺相的情况下灯亮。需要检查相序，外部主线路的熔断体和内部主板上的主电路熔断体S1，S2，S3。

D21：

当相序、缺相、测速发电机故障，励磁电流和±15v电压检测未触发看门狗的情况下，灯亮。

D20：

当控制器没有进行外部使能的时候灯亮，或者是控制器由于看门狗触发的禁止运行的时

候灯亮（此时D21不亮）

D18：最大电流

当电流到达最大限制时灯亮，此时电枢电路打开或者当“pilot”触发控制没有被正确调整。

D22，D23：变流器

当变流器输出电流为正向或反向时，对应的灯亮。

3、电池柜

同轴柜，每个轴向有一个电池柜。当供电故障或紧急顺桨信号（EFC）为低电平时，每片桨叶都将独立运行到顺桨位置。

4、变桨电机

变桨电机是串励直流电动机，也有交流电动机。

5、行程限位开关

行程限位开关的作用：91°行程限位开关盒95°行程限位开关是变桨系统的保护开关，当91°到达时使电驱动停止，当95°到达时执行刹车。

变桨系统控制原理图：