风机控制系统-变桨

风机控制系统

—— 变桨部分

目录

什么是变桨 变桨的类型

变桨的构成

变桨系统的工作原理 变桨各部件介绍 原理图示意 故障处理 问题讨论

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变桨的概念

什么是变桨系统？

变桨系统是通过传动机构使叶片沿其纵向轴转动，改变气流对叶片攻角的系 统。 为什么大功率风机需要变桨系统？ 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。当机组故障或

者停机时，调节桨叶作为机组第一刹车制动。

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变桨的类型

按照工作方式可分为：统一变桨和独立变桨； 按照动力类型可分为：液压变桨和电动变桨；（上海电气、Vestas、歌美飒、 西门子、北重……DEWIND）

电动变桨又分为：交流变桨和直流变桨。

变桨主要厂商：SSB、lust MOOG、ATECH（伦茨LENZE）

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统一变桨与独立变桨

统一变桨距控制即机组所有桨叶都由一个执行机构驱动，或者三个

执行机构同时驱动，桨叶节距角变化相同。

独立变桨距方式，每个桨叶都由独立的变桨距执行机构驱动， 如果其中一个变桨距执行结构出现故障，其它两个桨叶仍能调节桨 叶节距角，实现功率控制，而统一变桨距执行结构出现故障，只能 停机维修；

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工作原理

控制时一般都以发电机额定功率或转子转速为界，即当发电机输出功率（转

速）低于额定值时，进行变速恒频控制，最大捕获风能；而当输出功率（转 速）高于额定值时，进行变桨距控制，维持发电机功率在额定值附近。要实 现真正的独立变桨,输入变量包括桨叶节距角变化和风速，以及每个桨叶受力 等,实现多变量控制。

启动控制策略，大风策略，小风策略，故障、停机策略……

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变桨的构成-液压变桨

系统组成： 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

优点：单位体积小、重量轻、扭矩大无需变速机构，在失电时将蓄压器作为备用 动力源对桨叶进行顺桨作业；增容便捷。

缺点：漏油，对环境要求较高（温度） 6

液压系统

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变桨的构成-电动变桨

系统组成： 驱动器、电机、编码器、减速机、限位开关。

优点：组合灵活、技术成熟、环境适应能力强、防沙尘、腐蚀

缺点：容量增加时电机体积变大

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工作原理

液压变桨 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。

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工作原理

电动变桨系统

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工作原理

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工作原理

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原理图示意

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各部件介绍

变桨电机（选型、相关计算）

优点 缺点？

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变桨电机

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