风机变浆系统控制原理
华锐风机KEB变桨系统工作原理及故障处理
图1 变桨电机图2 备用电池组 安全锁定系统安全锁定系统是指变桨电机采用单向制动，单向制动是指叶片在变桨时有制动功能，顺桨时没有。
当电网掉电时，叶片会由于自身重力向顺桨方向转动，保护设备。
变桨滑环变桨滑环（见图3）用来传递机舱部分与轮毂部分的电源和控制信号，安装在轮毂内。
图3 变桨滑环 变桨变频器变桨变频器（见图4）与PLC之间的通信基于图4 变桨变频器6 变桨限位变桨角度范围为0~90°，86°时有一个电磁感应开关来检测叶片是否在顺桨位置，在-4°时有一个极限位置开关来保护叶片不会超出工作位置。
变桨变频器程序传输1 连接变桨程序硬件由装有COMBIVIS软件的电脑与变桨变频器使用专用连接线（见图5）连接。
2 传输程序软件.1 Parameter_Pitch.dw5为变桨变频器的参数文件，这个文件包含变桨变频器的所有必需的设置，包括CANopen通信的参数设置，必须下载到所有变桨变频器中，如图6所示。
.2 CANopen.on on PLC设置CANopen通信的文图6 Parameter_Pitch.dw5文件图7 CANopen.on PLC文件（1）检查PLC左上角的通信线是否接触良好。
（2）控制面板内无变桨程序版本号，可能为1）偏航变频器上的小开关拨的位置有误，应；2）三个变桨变频器上的小开关拨的位置有误，pitch1-OFF、pitch2-OFF、pitch3-ON。
（3）变桨变频器内的程序版本与一致，重传变桨变频器的程序或修改的参数跟控制面板上显示的变桨版本号一致。
（4）变桨控制柜间的线内部断裂，接触不良，更换线。
（5）检查主PLC的18线、浪涌保护的1和3号端子的线接触是否良好。
（6）更换滑环。
3.3 故障号：19（SS-11：Hub drives分析及处理方法：（1）检查主PLC的20线、浪涌保护图5 装有COMBIVIS软件的电脑与变桨变频器专用连接线连接经验共享Experience Sharing（1）检查轮毂滑环支撑杆是否松动，检查滑环支撑杆是否添加紧固螺母。
变桨系统原理及维护方案
1.5MW风力发电机组变桨系统原理及维护国电联合动力技术有限公司培训中心（内部资料严禁外泄）UP77/82 风电机组变桨控制及维护目录1、变桨系统控制原理2、变桨系统简介3、变桨系统故障及处理4、LUST与SSB变桨系统的异同5、变桨系统维护定桨失速风机与变桨变速风机之比较定桨失速型风电机组发电量随着风速的提高而增长，在额定风速下达到满发，但风速若再增加，机组出力反而下降很快，叶片呈现失速特性。
优点：机械结构简单，易于制造；控制原理简单，运行可靠性高。
缺点：额定风速高，风轮转换效率低；电能质量差，对电网影响大；叶片复杂，重量大，不适合制造大风机变桨变速型风电机组风机的每个叶片可跟随风速变化独立同步的变化桨距角，控制机组在任何转速下始终工作在最佳状态，额定风速得以有效降低，提高了低风速下机组的发电能力；当风速继续提高时，功率曲线能够维持恒定，有效地提高了风轮的转换效率。
优点：发电效率高，超出定桨机组10%以上；电能质量提高，电网兼容性好；高风速时停机并顺桨，降低载荷，保护机组安全；叶片相对简单，重量轻，利于制造大型兆瓦级风机缺点：变桨机械、电气和控制系统复杂，运行维护难度大。
变桨距双馈变速恒频风力发电机组成为当前国内兆瓦级风力发电机组的主流。
变桨系统组成部分简介变桨控制系统简介✓主控制柜✓轴柜✓蓄电池柜✓驱动电机✓减速齿轮箱✓变桨轴承✓限位开关✓编码器▪变桨主控柜变桨轴柜▪蓄电池柜▪电机编码器GM 400绝对值编码器共10根线，引入变桨控制柜，需按线号及颜色接入变桨控制柜端子排上。
▪限位开关变桨系统工作流程：●机组主控通过滑环传输的控制指令；●将变桨命令分配至三个轴柜；●轴柜通过各自独立整流装置同步变换直流来驱动电机；●通过减速齿轮箱传递扭矩至变桨齿轮带动每个叶片旋转至精准的角度；●将该叶片角度值反馈至机组主控系统变桨系统控制原理风机不同运行状态下的变桨控制1、静止——起动状态2、起动——加速状态3、加速——风机并网状态3.1、低于额定功率下发电运行3.2 达到额定功率后维持满发状态运行4、运行——停机状态1、静止——起动状态下的变桨调节桨距角调节至50°迎风；开桨速度不能超过2 ° /s;顺桨速度不能超过5° /s;变桨加速度不能超过20 ° /s²；目标：叶轮转速升至3 r/s(低速轴）2、起动——加速状态下的变桨调节桨距角在（50 °，0°）范围内调节迎风；开桨速度不能超过2 ° /s;顺桨速度不能超过5° /s;变桨加速度不能超过20 ° /s²；目标：叶轮转速升至10 r/s(低速轴）3、加速——并网发电状态下的变桨调节3.1 低于额定功率下的变桨调节桨距角在维持0°迎风；开桨速度不能超过2 ° /s;顺桨速度不能超过5° /s;变桨加速度不能超过20 ° /s²；变频系统通过转矩控制达到最大风能利用系数， 目标：叶轮转速升至17.5 r/s(低速轴）3.2 达到额定功率后维持满发状态运行桨距角在（90 °，0°）范围内调节；开桨速度不能超过5 ° /s;顺桨速度不能超过5° /s;变桨加速度不能超过20 ° /s²；通过变桨控制使机组保持额定输出功率不变，目标：叶轮转速保持17.5 r/s(低速轴）4、运行——停机状态4.1 正常停机叶片正常顺桨至89°；变桨主控柜的顺桨命令通过轴柜执行；顺桨速度控制为5° /s;叶轮空转，机械刹车不动作；4.2 快速停机叶片快速顺桨至89°；变桨主控柜的顺桨命令通过轴柜执行；顺桨速度控制为7° /s;叶轮空转，机械刹车不动作；4.3 紧急停机叶片紧急顺桨至91°或96 °限位开关；紧急顺桨命令通过蓄电池柜执行；顺桨速度不受控制;叶轮转速低于5 r/s后，液压机械刹车抱闸，将叶轮转速降至为零；独立变桨：三个叶片通过各自的轴柜和蓄电池柜实现开桨和顺桨的同步调节；如果某一个驱动器发生故障，另两个驱动器依然可以安全地使风机顺桨并安全停机。
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系统中的核心部件，用于控制风机的叶片角度，以适应不同风速下的转速和输出功率。
它由电气控制系统、机械传动系统和叶片角度测量系统组成。
本文将介绍变桨系统的原理和维护。
首先，变桨系统的原理是根据环境气象条件和主轴转速实时监测风力发电机的转速和功率输出，通过调整叶片角度控制风机的输出功率。
当风速较低时，变桨系统将自动调整叶片角度，使风机转矩增加，从而提高转速和功率输出；当风速较高时，变桨系统将减小叶片角度，减少风机转矩，以防止过载。
变桨系统的主要任务是保证风机在不同风速下的安全运行和最大功率输出。
变桨系统的维护包括定期检查和维修工作。
首先，需要定期检查变桨系统的电气控制部件，包括传感器、控制器、电机和电缆等，确保其运行正常。
其次，需要检查机械传动系统，包括转动轴、齿轮和传动带等，保证其没有松动或磨损，并注油润滑。
同时，应定期检查叶片角度测量系统，确保测量准确，及时调整或更换传感器。
另外，还需检查电缆连接是否牢固，机械部件是否有异常噪声和振动等。
如果发现故障或异常，应及时维修或更换受损部件。
对于变桨系统的维护，还需要注意以下几点。
首先，要定期清洁变桨系统的尘埃和污垢，以防止对系统运行产生干扰。
其次，应定期校准传感器，确保测量准确。
此外，需要备好备件，以备紧急更换。
在维护期间，应使用专业工具和设备，以确保操作安全和有效。
最后，为了保证变桨系统的正常运行和延长使用寿命，还应定期对系统进行性能测试和分析，通过数据监测和故障诊断，及时发现和解决潜在问题。
此外，还应进行系统的升级和改进，以适应新的技术和需求。
总之，变桨系统是风力发电系统中不可缺少的关键部件，通过调整叶片角度实现对风机输出功率的控制。
正确维护和保养变桨系统可以保证其正常运行和延长使用寿命，同时还需不断通过技术升级和改进提高系统性能和可靠性。
风机变桨系统结构、原理及典型故障处理
当风速低于额定风速时，通过调整叶片角度 从风中吸收更多的风能，得到最佳的发电功率；
当安全链被打开时，叶片转到顺桨位置，可 作为空气动力制动装置使机组安全停机；
利用风和叶轮的相互作用，减小摆动从而将 机械负载最小化。
顺桨位置
采用变桨矩调节，风机的启动性好、刹车机构 简单，叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降、额定点 以前的功率输出饱满、额定点以后的输出功率平滑、 风轮叶根承受的动、静载荷小。变桨系统作为基本 制动系统，可以在额定功率范围内对风机转速进行 控制。
变桨系统的构成
变桨系统包括三个主要部件，变桨轴承、变 桨驱动装置－变桨电机和变桨齿轮箱、变桨控制 柜。如果一个驱动装置发生故障，另两个驱动装 置可以安全地使风机停机。
变桨系统如何实现变桨控制
从站PLC控制操作
电气变桨系统，3 个变桨变频器控 制的变桨电机间 接变速装置（伺 服电机）
机舱内的电池系 统
变桨系统的Leabharlann 点变桨控制系统是通过改变叶片角度，实现功率 变化来进行调节的。通过在叶片和轮毂之间安装的 变桨驱动装置带动变桨轴承转动从而改变叶片角度， 由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片 上的扭矩和功率的目的。
电机连接 工作时间
动态工作
用一个风扇强制风冷
一个内置在定子绕组中的 Pt-100
变频器操作，增加 du/dt 值,增加铁心损耗,增加电 压峰值
单传动, 闭合环路
100 %，当制动器有飞轮 时，电机必须持续保持叶 片在工作位置
最大加速度125 1 rpm/s
扭矩限制 电缆长度 使用寿命
工作位置
变桨系统原理
风机转速控制方法
风机转速控制方法一、引言风机转速控制是风机运行过程中非常重要的一项技术，它可以实现风机的启停、调速、保护等功能，从而满足不同工况下的需求。
本文将介绍几种常见的风机转速控制方法，包括变频控制、变桨控制和阻力控制。
二、变频控制1. 原理变频控制是通过改变电源频率来控制电动机的转速。
当电源频率增加时，电动机转速也会增加；相反，当电源频率降低时，电动机转速会减小。
通过改变变频器的输出频率，可以实现对风机转速的精确控制。
2. 优点变频控制具有以下优点：- 转速调节范围广：变频器可以实现宽范围的转速调节，满足不同工况下的需求。
- 节能效果好：变频器可以根据实际负荷情况调整电动机转速，从而实现节能效果。
- 启停平稳：变频器可以实现平稳的启停过程，减少设备的机械冲击。
3. 缺点变频控制的缺点主要包括：- 造价较高：变频器的价格较高，增加了设备的投资成本。
- 对电动机要求高：变频器对电动机的电压、电流等参数有一定要求，需要选用适配的电机。
三、变桨控制1. 原理变桨控制是通过改变风机叶片的角度来控制风机转速。
当叶片角度增大时，风阻增加，风机转速减小；相反，当叶片角度减小时，风阻减小，风机转速增加。
通过控制变桨系统的机械结构，可以实现对风机转速的调节。
2. 优点变桨控制具有以下优点：- 转速调节灵活：变桨控制可以实现对风机转速的灵活调节，适应不同工况下的需求。
- 结构简单可靠：变桨控制的机械结构相对简单，可靠性高。
3. 缺点变桨控制的缺点主要包括：- 受限于叶片角度：叶片角度的调节范围有限，可能无法满足某些特殊工况的需求。
- 能耗较大：变桨控制需要消耗一定的能量来调节叶片角度，会造成一定的能耗。
四、阻力控制1. 原理阻力控制是通过改变风机的外部负载来控制风机转速。
当外部负载增加时，风机转速减小；相反，当外部负载减小时，风机转速增加。
通过改变阻力装置的工作状态，可以实现对风机转速的调节。
2. 优点阻力控制具有以下优点：- 控制方式简单：阻力控制的操作方式相对简单，易于实施。
变桨系统设计范文
变桨系统设计范文变桨系统是风力发电机组中的重要组成部分，主要用于调整风机叶片的角度，以便在不同的风速下最大限度地捕捉风能并转化为机械能。
本文将基于风力发电机组的工作原理、变桨系统的组成部分、工作原理和常见的设计参数等方面，对变桨系统进行详细阐述。
一、工作原理：风力发电机组由风机、变桨系统、发电机和控制系统等组成。
当风速增加时，风机的旋转速度也会增加，这会引起超速现象，对风机和发电机造成损害。
为了防止超速，就需要通过变桨系统来调整风机叶片的角度，以控制风机的旋转速度。
变桨系统的工作原理是利用控制器对风机叶片的角度进行调整。
当风速低于额定风速时，控制器会将风机叶片调整为最佳角度，以利用最小风速来产生最大的风能；当风速超过额定风速时，控制器会自动将风机叶片调整为零角度，以保护风机和发电机。
二、组成部分：变桨系统主要由叶片、叶片安装结构、执行机构、传感器和控制器等组成。
1.叶片：叶片是最重要的组成部分，常见的叶片材料有玻璃钢、碳纤维等，具有轻量化、高强度和耐腐蚀等特点。
2.叶片安装结构：用于将叶片连接到轴上，并提供角度调整的功能。
常见的叶片安装结构包括铰链机构和驱动机构。
3.执行机构：用于提供叶片角度调整的能力。
常见的执行机构有液压系统和电动机系统。
液压系统由液压泵、液压缸、液压油管等组成，通过控制液压油的流量和压力来实现叶片角度的调整；电动机系统由电动机、减速器、转动机构等组成，通过电动机的旋转来实现叶片角度的调整。
4.传感器：用于监测风速、叶片角度和负荷等参数。
常见的传感器有风速传感器、角度传感器和负荷传感器。
5.控制器：根据传感器的反馈信号，对叶片角度进行控制和调整。
常见的控制器有微机控制器和可编程逻辑控制器。
三、设计参数：设计一个合理的变桨系统需要考虑以下参数：1.风速范围：考虑所处地区的风能资源，确定变桨系统能够适应的风速范围。
通常将设计风速和额定风速作为参数进行设计。
2.负荷和效率：考虑发电机的额定负荷和发电效率，确定叶片角度的调整范围和步长。
风力发电机组及应用：第六章变桨距系统
变桨系统分布结构
变桨电机1
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
滑环
连接器
变桨电机2
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
变桨电机3
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
变桨系统驱动原理
状态 自动/手动切换
编 码 电机 器
机械部分
减速比 减速机
回转支承 及小齿
叶片 齿数比
回转支承内齿圈
变桨距系统
电动变桨距伺服系统
电动变桨距系统就是可以允许三个叶片独立实现变桨，它
提供给风力发电机组功率输出和足够的支承刹外圈车制动能力，这样可
以避免过载对风机的破坏。
传感器
内齿圈
放大器
内
齿
实现对叶片 的节距角的
位置1：变桨限位撞块与变桨轴承连接时定位导向 螺钉孔。
位置2：顺桨接近撞块安装螺栓孔，与变桨限位撞 块连接。
位置3：变桨限位撞块安装螺栓孔，与变桨轴承连 接。
极限工作位置撞块和限位开关
变桨超级电容
❖ 型号：4-BMOD2600-6 ❖ 额定电压：60VDC ❖ 总容量：125F ❖ 总存储能量：150kJ ❖ 四组串联 ❖ 单组电容电压：16VDC ❖ 单组电容容量：500F
第六章 变桨系统
变桨系统
液压驱动 变桨系统
电动驱动 变桨系统
变桨控制器
变桨系统维护
变桨距系统
变桨距系统是对叶片的桨距角进行调解以控制风轮对风 能吸收的装置。
作用：
❖当风机启动时，可以通过变桨距来获得足够的启动转 矩；
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。
风电机组变桨系统介绍
• 变桨距伺服控制控制算法
位置反馈 速度给定
速度反馈 电流 反馈
M
PLC执行位置 环控制，驱动 器实现电流环 和速度环控制
PLC
AC输入
电机驱动器
串励直 编码器 流电机
电机伺服驱动系统结构图
• 变桨距系统电气原理
主控箱
3*400V+N+PE
滑 防 雷 及
控制信号 配 电
环
通信
充电 机
PLC
电源 24V
• 变桨系统的作用
变桨系 统功能
变桨距系统的失 效可导致机组飞
车灾难
调节功率 在较高风速时调 节桨距角，使发 电机输出功率维 持在额定功率附
近。
气动刹车 在机组或电网故 障情况执行顺桨 动作，使机组迅
速停下来。
• 变桨系统分类
变桨系 统分类
电动变桨距系统 电动机作为执行 机构。
液压变桨系统 采用液压系统作 为执行机构。不 需要配备后备电 源；存在漏油问
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。
题。
• 变桨系统分类
变桨电 机类型
直流变桨系统
优点：故障情况可 直接通过后备电源 供电顺桨，可靠性 高
缺点：电机成本高 ，碳刷需要维护； 体积较大，维护不 方便。
交流变桨系统 优点：电机体积小 ，维护量小；电机 成本低； 缺点：故障情况时 必须通过伺服驱动 器驱动电机顺桨， 不能通过后备电源
风电变桨控制原理
风电变桨控制原理是指利用风能发电系统中的变桨机构来调整风机叶片的角度，以使风机在不同风速下保持最佳的转速和功率输出。
风电变桨控制原理主要包括以下几个方面：
1. 风速检测：通过安装在风机上的风速传感器或气象塔上的风速测量仪器，实时监测风速的变化。
2. 风速信号处理：将风速信号传输到控制系统中进行处理，以确定当前的风速状况。
3. 控制策略选择：根据风速信号和预设的控制策略，选择合适的变桨控制策略，以实现最佳的风机运行。
4. 变桨角度调整：根据控制策略，通过控制变桨机构，调整风机叶片的角度，以改变叶片的风阻特性和受力情况，从而使风机保持最佳的转速和功率输出。
5. 系统监测和保护：同时监测风机的运行状态和环境条件，如温度、湿度等，以及风机的故障和异常情况，及时采取相应的保护措施，确保风机的安全运行。
风电变桨控制原理的主要目标是通过调整风机叶片的角度，使风机在不同风速下保持最佳的转速和功率输出，从而提高风能发电系统的发电效率和可靠性。
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.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。
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。
变桨控制系统设计
变桨控制系统设计变桨控制系统（Variable Pitch Control System）是风力发电机组中重要的控制系统之一，用于调控风机的桨叶角度，以对风能进行最佳转化和发电。
本文将详细介绍变桨控制系统的设计原理、功能以及关键技术。
变桨控制系统的设计原理是通过改变桨叶的角度，调节桨叶的攻角（Angle of Attack），从而改变桨叶对风的阻力，调节转速和发电功率。
一般来说，当风速较小时，为了提高风能的利用率，桨叶的攻角应适当增大；当风速较大时，为了避免过载和损坏风机，桨叶的攻角应适当减小。
变桨控制系统通过不断监测风速、转速等参数，以及与风机的功率曲线进行匹配，控制桨叶的角度实现最佳的风能转换和发电效果。
1.桨叶角度调节：根据风速和功率需求，自动调节桨叶的角度，实现最佳的风能转换效果。
2.风速检测与测量：通过风速传感器或风向传感器等设备，实时测量和监测风速，为桨叶角度调节提供准确的参数。
3.转速控制：根据风速和功率需求，自动调节风机的转速，以实现最佳的发电效果。
4.保护功能：当风速过大或其他异常情况发生时，及时采取保护措施，保护风机和其他设备的安全运行。
5.数据记录和统计：记录风机的运行数据，包括风速、转速、发电功率等参数，为运维人员提供参考和分析。
1.传感器技术：包括风速传感器、风向传感器等，用于测量和监测风速，为控制系统提供准确的参数。
2.控制算法：通过合适的控制算法，将风速和功率需求转化为桨叶角度和转速的控制命令，实现系统的自动调节。
3.电机控制技术：通过控制电机的电流、电压等参数，实现桨叶角度控制和转速调节。
4.通信技术：将变桨控制系统与其他部分进行联动，实现与风机的数据交互和控制。
5.故障诊断与保护技术：通过对系统参数的实时监测和分析，发现故障和异常情况，并及时采取保护措施，防止风机和其他设备的损坏。
在变桨控制系统的设计过程中，需要充分考虑风机的工作环境、机械特性以及控制需求等因素，确保系统的稳定性、可靠性和高效性。
变桨系统
风力发电机组变桨系统介绍一．风机变桨系统概述风力发电机组控制系统硬件分别安装在三个不同部分：1. 机舱控制，安装在机舱内2. 地面控制，安装在塔架底部3. 变桨控制，安装在轮毂内部人机界面触摸屏显示风机的运行状况和参数，或者启动或停止风机.风力发电机组四种控制方式:1. 定速定浆距控制(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. 定速变浆距控制(Fixed speed pitch regulated)发电机直接连到恒定频率的电网,在大风时浆距控制用于调节功率3. 变速定浆距控制(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. 变速变浆距控制(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,浆距控制用于调节功率.二. 变桨系统的工作原理定浆距风机通过叶片的失速,即改变叶片横断面周围流动的气流,导致效率的损失,从而控制风机的最大输出功率;变浆距风机是通过叶片沿其纵向轴转动,改变气流对叶片的攻角,从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩,使发电机功率输出保持稳定.变桨伺服控制系统作为风力发电控制系统的外环,在风力发电机组的控制中起着十分重要的作用.它控制风力发电机组的叶片节距角可以随风速的大小进行自动调节.在低风速起动时,桨叶节距可以转到合适的角度,使风轮具有最大的起动力矩;当风速过高时,通过调整桨叶节距,改变气流对叶片的攻角,从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩,使发电机功率输出保持稳定.三. 变桨系统和定桨系统的比较定桨距失速调节型风力发电机组定奖距是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化,桨叶翼型本身所具有的失速特性.当风速高于额定风速时，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。
风电 变桨系统简介
• （2）变桨控制过程 ①构成：主要由PLC、可逆直流调速装置、直 流电机、绝对式位置编码器等组成，并由 蓄电池做后备电源。 其中轮毂控制柜中装有PLC控制系统，它通过 现场总线(例如CAN总线)和主控制系统通信, 接受主控制系统的指令(主要是桨叶转动的 速度和角度指令),并控制可逆直流调速装置 驱动直流电机,带动桨叶朝要求的方向和角 度转动,同时PLC 还负责蓄电池的充电控制﹑ 蓄电池电压的监控等辅助控制.
2018/9/18
• （2）偏航 偏航的定义是航空器的实际飞行路线（航迹 线）偏离预定航线的现象。 偏航系统是风力发电机组特有的控制系统。 偏航控制系统主要由偏航测量、偏航驱动 传动部分、纽缆保护装置三大部分组成。 主要实现两个功能:一是使机舱跟踪变化稳 定的风向;二是由于偏航的作用导致机舱内 部电缆发生缠绕而自动解除缠绕
2018/9/18
• 统一变桨系统主要部件
2018/9/18
• 变桨中央控制箱执行轮毂内的轴控箱和位于机舱 内的机舱控制柜之间的连接工作。中央控制箱与 机舱控制柜的连接通过滑环实现。通过滑环机舱 控制柜向变桨中央控制柜提供电能和控制信号。 • 另外风机控制系统和变桨控制器之间用于数据交 换的 Profibus-DP 的连接也通过这个滑环实现。 变桨控制器位于变桨中央控制箱内，用于控制叶 片的位置。另外，三个电池箱内的电池组的充电 过程由安装在变桨中央控制箱内的中央充电单元 控制。 注：变桨中央控制箱也叫轮毂控制柜，其安装在轮 毂内的固定支架上。
2018/9/18
• 独立变桨系统结构示意图
变桨驱动装置 变 桨 轴 承
2018/9/18
• 变桨驱动装置
2018/9/18
2018/9/18
• 定速变桨距调节
风力发电机组及变桨系统基础知识培训
备注 F插
F插 DC200V
三、变桨系统常见部件-双馈
以LUST变桨系统为例（主要进行电气回路梳理）： 轴控柜：
连接信号
轴控柜
部件
AC400V电源 A/B/C/N/PE
蓄电池供电
AC400V轴控柜供电 DC220V供电
1Q1—1T1—1A1 1Q2—1A1/2F5(电池刹车释放)
AC230V轴控 柜供电1/2/3
f2
np 60
n 30
2200 - 1500 30
23.33HZ
这个值就是我们超速模块上设定发电机超速频率设定值。
二、机组发电原理介绍-直驱
金风直驱永磁发电机组采 用水平轴、三叶片、上风 向、变速变桨调节、直接 驱动、外转子永磁同步发 电机。其中永磁体为钕铁 硼永磁（第三代稀土永磁）
变频恒频控制是在电机的定子电路中实现的（见上图），由于风速的不断变化，风 力机和发电机也随之变速旋转，产生频率变化的电功率。发电机发出的频率 变化的
XS1_A(1) XS1_A(2/3) XS1_A(4)
123X7(1) 123X7(2/3) 123X7(4)
XS6(B1) XS6(B2/B3)
XS6(B4)
三、变桨系统常见部件-直驱
以天成同创变桨系统为例（主要进行电气回路梳理）： 变桨控制柜：
连接信号
变桨控制柜
部件
AC400V电源
过电压保护
F插
三、变桨系统常见部件-双馈
以LUST变桨系统为例（主要进行电气回路梳理）： 中控柜：
连接信号
主控柜
部件
AC230VUPS 电源L/N
AC230V轴控柜供电1/2/3 AC230V2G1供电
2F1/2F2/2F3 2F4—2G1—2F6—L+B
- 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)。
二、变桨系统的结构原理
（一）、变桨系统的组成结构：
变桨系统主要由：用PLC作控制器的变桨控制 系统﹑利用编码器构成位置闭环的伺服驱 动系统和通过减速齿轮转动浆叶的伺服电 机系统以及由蓄电池作为后备电源等组成. 结构上分成一个控制箱﹑三个轴箱﹑三个 蓄电池箱共七个电气箱.
1、变桨系统几个主要的机械部分： 轮毂，变桨轴承，减速机，雷电保护装置， 玻璃钢轮毂罩。
风机变桨系统控制原理
日期：2011年ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ月20日
一、变浆系统的介绍
（一）、什么是变桨系统：
风机变桨系统是指：风力发电机的整个叶片可以 绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角在一定范围（一 般0°～90°）内变化；以便调节输出功率不超过 设计容许值。另外，在机组出现故障，需要紧急 停机时，先使叶片顺桨，可以减小机组结构中的 受力，以保证安全可靠的停机。
变桨伺服电机
雷电保护装置
2、变浆系统几个主要的电气部分： 滑环单元、独立的变桨电机、极限工作位 置的保护开关、编码器、减速机、制动器、 电磁接近感应传感器、变桨控制柜。
a、滑环单元：目的是用来给变桨提供电源，从站PLC通 讯，以及一些保护措施。 B、变桨控制柜内部主要是：变桨变频器，刹车断路器， 主电源开关，外接230VAC电源插头，柜内加热系统， 一部分24VDC控制继电器。
变桨系统连线示意图
电动变桨与液压变桨的优缺点对比
电动变桨方式 桨距调节性 能 基本无差别。电路的响应速度比油 路略快 在低温下，蓄电池储存的能量下降 较大。 蓄电池储存的能量不容易实现监控。 主要耗件蓄电池使用寿命3年 占用空间相对较大。 需对齿轮进行集中润滑。 机舱及轮毂内部清洁。 蓄电池的更换 液压变桨方式 基本无差别。油缸的执行（动作） 速度比齿轮略快，响应频率快扭距 大。 在低温下，蓄能器储存的能量下降 较小。 蓄能器储存的能量通过压力容易实 现监控。 主要耗件蓄能器使用寿命6年 占用空间小，轮毂及轴承可相对较 小。 无需对齿轮进行润滑，减少集中润 滑的润滑点。 容易存在漏油，造成机舱及轮毂内 部油污。 定期对液压油、滤清器进行更换
(二)、变桨系统的功能
1、变桨系统能根据风速、动力和控制策略自动调整 叶片角度来最大话的吸收风能，得到最佳的发电 量。 2、还用作初级刹车系统，在风机暂停（PAUSE）、 急停（EMERGENCY）或紧急停机（STOP）时把桨 叶变桨为 90°。使叶片安全顺桨，风机安全停机。 3、减少机械负载以及摆动阻尼。
龙源电力集团 吴金城
紧急情况下 的保护 主要部件的 寿命 外部配套需 求 对工作环境 的影响 维护
2011年3月18日
编码器
变桨角度限位开关
（二）、变桨系统的工作原理介绍
变桨系统主要由PLC﹑可逆直流调速装置﹑直流电 机﹑绝对式位置编码器等组成,并由蓄电池作为后 备电源. PLC组成变浆的控制系统,它通过现场总线( 例如CAN总线)和主控制系统通信,接受主控制系统 的指令(主要是桨叶转动的速度和角度指令),并控 制可逆直流调速装置驱动直流电机,带动桨叶朝要 求的方向和角度转动,同时PLC还负责蓄电池的充 电控制﹑蓄电池电压的监控等辅助控制.