風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)的組成：FP009系列變槳系統(tǒng)

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)通過對葉片槳距角的控制實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的大捕獲。變槳系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)主剎車系統(tǒng)，同時(shí)對風(fēng)機(jī)整機(jī)載荷降低起到關(guān)鍵作用。阜特科技擁有超過十年的變槳系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及資深的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，能為客戶提供行業(yè)先進(jìn)的高性能變槳系統(tǒng)。

　　FP009系列變槳系統(tǒng)采用電動(dòng)變槳方案，系統(tǒng)包含3個(gè)變槳電機(jī)（直流或交流伺服電機(jī)）、3個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器、3套后備電源以及對應(yīng)的編碼器、傳感器等，可實(shí)現(xiàn)每個(gè)槳葉的獨(dú)立控制。

　　變槳控制器通過CANOPEN與風(fēng)機(jī)主控通信，接受主控的指令，并控制驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)變槳電機(jī)，帶動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)監(jiān)視各個(gè)部件的運(yùn)行情況，并把信息上傳給風(fēng)機(jī)主控。

　　1、應(yīng)用描述

　　○ 功率范圍：1.5MW~5.0MW；

　　○ 葉輪直徑：70~171米；

　　○ 驅(qū)動(dòng)器：直流、ATECH、LENZE、KEB；

　　○ 電機(jī)：直流、交流異步、永磁同步;

　　○ 后備電源：鉛酸電池、超級電容；

　　○ 柜體結(jié)構(gòu)及材質(zhì)：三柜、四柜、六柜、七柜結(jié)構(gòu)；碳鋼噴塑、不銹鋼；

　　○ 應(yīng)用環(huán)境：極寒、高海拔、高濕、近海、海上

　　2、產(chǎn)品特點(diǎn)

　　○ 全面的安全設(shè)計(jì)，完善失效保護(hù)策略

　　○ 符合《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障穿越能力測試規(guī)程》

　　○ 先進(jìn)的控制技術(shù)

　　○ 智能化的后備電源管理

　　○ 系統(tǒng)自診斷功能，便于維護(hù)

　　○ 采用Windows界面，風(fēng)格簡約、功能明確、使用簡單

　　○ 結(jié)構(gòu)可靠

　　3、我們提供的服務(wù)

　　○ 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，載荷優(yōu)化，電機(jī)匹配

　　○ 精益制造

　　○ 測試和認(rèn)證

　　○ 快速完成樣機(jī)交付

　　○ 為客戶提供產(chǎn)品競爭力和服務(wù)

風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)的組成：風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的原理？

　　題目好簡單，不太清楚你要說的具體是什么，我先拋磚引玉下說一下變槳系統(tǒng)，涉及到具體的控制邏輯等各位大神來表演。

　　1、現(xiàn)代風(fēng)機(jī)（雙饋、直驅(qū)、半直驅(qū)）幾乎都采用變槳距的風(fēng)機(jī)，變槳距是說葉片垂直投影發(fā)生變化。簡單說就是葉片與地面垂直時(shí)為0°，水平時(shí)為90°。90至0°叫做開槳，反之叫做順槳。

　　2、作用。風(fēng)機(jī)的輸出功率隨著風(fēng)速增加而增加， 當(dāng)風(fēng)速過大時(shí)，如果風(fēng)機(jī)槳葉不收回對整個(gè)風(fēng)機(jī)的載荷會非常大，最嚴(yán)重的事故就是飛車倒塔。風(fēng)速在3-8米左右時(shí)葉片是完全展開的；當(dāng)風(fēng)速超過8m時(shí)（部分機(jī)組可能會10m左右才開始變槳），當(dāng)葉片順槳，整體葉片受力減少，風(fēng)機(jī)載荷也減小，但是輸出功率因?yàn)轱L(fēng)速的原因并不會減少，所以能夠在保障機(jī)組安全的前提下保證額定的輸出功率。大部分風(fēng)機(jī)在20m（我目前接觸的機(jī)組都在21、23左右，機(jī)組不同參數(shù)不一樣）以上時(shí)會完全順槳，同時(shí)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，并進(jìn)行偏航保證機(jī)組載荷最小。

　　3、變槳角度有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，0、91、93、95。這幾個(gè)角度是葉片的保護(hù)，避免葉片轉(zhuǎn)過頭，這時(shí)會觸發(fā)限位開關(guān)停機(jī)保護(hù)機(jī)組安全。應(yīng)急電源為超級電容，當(dāng)機(jī)組拖網(wǎng)或者整體失電時(shí)使機(jī)組緊急順槳，避免飛車事故，一般超級電容可以提供2-3次順槳及開槳的電力需求。

　　4、另外3個(gè)葉片的變槳系統(tǒng)相互獨(dú)立，但是由一個(gè)中控來統(tǒng)一控制，相互判斷角度是否一致，當(dāng)不一致時(shí)也會緊急停機(jī)。

　　寫的條理有點(diǎn)亂，有的地方?jīng)]有說到，歡迎大家一起討論。

風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)的組成：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成詳解

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要包括兩大組成部分:主控控制系統(tǒng)和變槳控制系統(tǒng)。主控控制系統(tǒng)主要是控制整臺風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，而變槳控制系統(tǒng)則是專門針對不同的工況下對槳葉進(jìn)行精確的控制，以實(shí)現(xiàn)槳葉的正常動(dòng)作和緊急收槳。一個(gè)完整的變槳控制系統(tǒng)包括的主要部件有驅(qū)動(dòng)器和控制器(有的變槳控制系統(tǒng)只有驅(qū)動(dòng)器， 沒有控制器)、變槳電機(jī)、備用電源等。每種變槳控制系統(tǒng)在其結(jié)構(gòu)上都有其獨(dú)到之處， 因此為了更好的了解變槳控制系統(tǒng)，必須對其結(jié)構(gòu)組成有充分的了解。

　　丹控變槳控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

　　丹控公司成立于 1933 年的丹麥，在風(fēng)電行業(yè)初始就已經(jīng)在做風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)，變槳控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平，尤其是其變槳控制器及驅(qū)動(dòng)器的研究。丹控變槳控制系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成如圖 1 所示，它采用了三柜體結(jié)構(gòu)，將主控制器放在軸控柜一內(nèi)，即使用軸控柜一作為變槳系統(tǒng)的主控制柜。此控制系統(tǒng)對三個(gè)槳葉的控制完全一樣，都是采用伺服驅(qū)動(dòng)器控制交流電機(jī)帶動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)，來達(dá)到對三個(gè)槳葉速度以及位置的精確控制。當(dāng)外部400V 供電丟失時(shí)，使用超級電容作為后備電源為伺服驅(qū)動(dòng)器供電，完成緊急收槳，確保風(fēng)機(jī)的安全。

　　圖 1 丹控變槳控制系統(tǒng)構(gòu)成圖

　　軸柜一內(nèi)的變槳主控制器采用的是丹控先進(jìn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制器(Advanced Wind Turbine Controller)， 簡稱 AWC。在整個(gè)變槳系統(tǒng)中控制器的主要作用是與主控系統(tǒng)的通訊以及和變槳驅(qū)動(dòng)器的通訊。除此之外，驅(qū)動(dòng)器中的看門狗繼電器還串聯(lián)在了變槳安全鏈中。軟件線程超時(shí)、控制器外部/內(nèi)部(24VDC)供電掉電、下載程序、控制器硬件失效中的一種或多種工況出現(xiàn)時(shí)，會導(dǎo)致變槳安全鏈斷開，此時(shí)變槳系統(tǒng)本身立即執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作:三個(gè)葉片同時(shí)緊急收槳， 直到 91 度限位開關(guān)觸發(fā)為止。

　　變槳驅(qū)動(dòng)器采用的是集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)(Integrated Motor Drive)，簡稱 IMD。因變槳控制主要用于和主控以及驅(qū)動(dòng)器的連接，所以變槳驅(qū)動(dòng)器的集成度非常高。電機(jī)編碼器信號、冗余編碼器信號、電機(jī)溫度信號、電機(jī)制動(dòng)信號、變槳安全鏈信號、制動(dòng)電阻信號、充電機(jī)信號等等變槳控制系統(tǒng)他需要采集的信號全都集成在驅(qū)動(dòng)中，已達(dá)到控制系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警或者故障信號時(shí)，驅(qū)動(dòng)器能及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)生相應(yīng)，控制相應(yīng)的器件，時(shí)風(fēng)機(jī)安全收槳或停機(jī)。整個(gè)變槳系統(tǒng)使用了三個(gè)變槳柜，每個(gè)控制柜中都有一臺驅(qū)動(dòng)器，它們之間互不影響，都能單獨(dú)控制一個(gè)槳葉完成相應(yīng)的動(dòng)作，有很好的獨(dú)立性。

　　當(dāng)系統(tǒng)的外部400V 供電丟失，變槳系統(tǒng)需要備用電源提供能量來完成緊急收槳，丹控變槳系統(tǒng)采用的超級電容組作為備用電源。超級電容組是采用兩組五個(gè) 9.6F 90V 的電容串聯(lián)，然后把兩組串聯(lián)好的電容再并聯(lián)的方法組合到一起的。這種組合方法可以明顯的增大超級電容組的存儲能量，使其有充足的能量完成變槳系統(tǒng)的緊急收槳。

　　變槳系統(tǒng)主要目的就是為了控制槳葉的速度、 位置，使在風(fēng)速合適時(shí)風(fēng)機(jī)發(fā)電，在風(fēng)速過大時(shí)風(fēng)機(jī)安全收槳。而為了拖動(dòng)槳葉運(yùn)動(dòng)， 現(xiàn)在普遍使用的都是變槳電機(jī)。丹控變槳系統(tǒng)采用的就是同步電機(jī)。同步電機(jī)，和感應(yīng)電機(jī)一樣都是現(xiàn)在使用非常廣泛的一種交流電機(jī)。特點(diǎn)是:穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關(guān)系。若電網(wǎng)的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時(shí)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)而與負(fù)載的大小無關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)需要槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器就會發(fā)出指令來控制變槳電機(jī)，使槳葉達(dá)到預(yù)定位置，完成主控發(fā)出的指令或者緊急狀態(tài)時(shí)變槳系統(tǒng)的正常響應(yīng)。

　　丹控變槳控制系統(tǒng)特色

　　特色一：安全鏈

　　變槳安全鏈通過滑環(huán)與主控系統(tǒng)的安全鏈串聯(lián)在一起，作為主控安全鏈的一部分，成為了風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)安全鏈在變槳位置處的安全限制條件。丹控變槳系統(tǒng)的安全鏈獨(dú)立于變槳系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，由變槳控制器故障輸出、變槳系統(tǒng)硬件故障、三個(gè)軸的急停按鈕、三個(gè)軸的維護(hù)開關(guān)、 三個(gè)軸的變頻器故障信號總共十一個(gè)常閉觸點(diǎn)串聯(lián)而成，然后通過滑環(huán)接入主控系統(tǒng)。這就是變槳安全鏈的整個(gè)硬件組成。

　　我們所說的安全繼電器，并不是從來不發(fā)生故障的繼電器，而是在發(fā)生故障時(shí)能做出有效的動(dòng)作，它具有強(qiáng)制導(dǎo)向接電結(jié)構(gòu)，萬一發(fā)生接點(diǎn)溶結(jié)現(xiàn)象時(shí)也能確保系統(tǒng)的安全。當(dāng)緊急停止解除時(shí)，使系統(tǒng)不能出現(xiàn)突然再啟動(dòng);萬一系統(tǒng)的安全電路發(fā)生故障時(shí)，可以使促使槳葉安全收槳，確保風(fēng)機(jī)的安全。

　　特色二：冗余技術(shù)

　　冗余是指為增加系統(tǒng)的可靠性，而采取兩套或兩套以上相同、相對獨(dú)立配置的設(shè)計(jì)連接組成的系統(tǒng)。通過提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的所有關(guān)鍵組件的冗余的方法，達(dá)到容錯(cuò)能力的系統(tǒng)或者系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，冗余配置的部件介入并承擔(dān)故障部件的工作，由此減少系統(tǒng)的故障時(shí)間。測量槳葉位置和速度的電機(jī)編碼器和冗余編碼器，測量電機(jī)溫度的 PT100 溫度傳感器和 KTY 溫度傳感器，給變槳系統(tǒng)提供電能的外部400V供電和作為備用電源的超級電容組等，在系統(tǒng)中的很多結(jié)構(gòu)中都應(yīng)用到了冗余技術(shù)，有效的較少了系統(tǒng)的故障率，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　總結(jié)

　　本文主要介紹了丹控變槳控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，并對其中幾個(gè)重要組成部分進(jìn)行了重點(diǎn)解析。除此之外，還重點(diǎn)解析了丹控變槳控制系統(tǒng)的兩大特色:安全鏈和冗余技術(shù)的應(yīng)用。希望這些內(nèi)容可以在大家變槳系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程中帶來幫助。

　　來源：《科技展望》

風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)的組成：風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)的形式_風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)原理與維護(hù)

　　風(fēng)能作為一種無污染的可再生能源，其開發(fā)具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)保價(jià)值和發(fā)展前景，對它的利用已受到世界各國的高度重視。在早期的風(fēng)電機(jī)組主要以定槳距機(jī)組為主，由于其機(jī)組的轉(zhuǎn)速不能隨風(fēng)速改變導(dǎo)致風(fēng)能利用率低、風(fēng)速突變時(shí)對支撐部件具有很大的負(fù)載波動(dòng)沖擊和并網(wǎng)時(shí)可能帶來較大電流沖擊等缺點(diǎn)，逐步被變槳距風(fēng)電機(jī)組所取代。變槳距風(fēng)電機(jī)組通過控制槳距角使輸出功率平穩(wěn)、減小轉(zhuǎn)矩振蕩、減小機(jī)艙振蕩，不但優(yōu)化了輸出功率，而且有效的降低的噪音，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的輸出功率，改善槳葉和整機(jī)的受力狀況，同時(shí)比定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有更好的風(fēng)能捕捉特性。

　　變槳距技術(shù)是指借助控制技術(shù)和動(dòng)力系統(tǒng)，根據(jù)風(fēng)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變轉(zhuǎn)子系統(tǒng)上葉片的槳距角的大小，來達(dá)到控制發(fā)電機(jī)的輸出功率的目的。隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展， 目前采用的風(fēng)輪的變槳技術(shù)既能保證風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，減輕風(fēng)電機(jī)組的重量，又能提高其風(fēng)能轉(zhuǎn)化系數(shù)和改善功率曲線，使風(fēng)電機(jī)組在不同風(fēng)速下始終保持最佳的風(fēng)能捕獲效果，從而提高系統(tǒng)性能。大容量的風(fēng)力機(jī)組大多采用變槳距調(diào)節(jié)1-6。變槳距技術(shù)對機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)起著非常關(guān)鍵的作用，對機(jī)組穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義。

　　風(fēng)電機(jī)組的葉片將隨機(jī)的動(dòng)態(tài)風(fēng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)系系統(tǒng)的的機(jī)械旋轉(zhuǎn)能，作為發(fā)電機(jī)的輸入來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生電能。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行不僅決定了整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，而且直接影響機(jī)組的穩(wěn)定優(yōu)化運(yùn)行。所以風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性是確定風(fēng)電機(jī)組控制策略的重要依據(jù)。

　　變槳系統(tǒng)是變槳型風(fēng)電機(jī)組的關(guān)建子系統(tǒng)，目前全球大型風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)力形式主要有兩種方案：液壓變槳系統(tǒng)和電動(dòng)變槳系統(tǒng)。液壓變槳系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)具有單位體積小、重量輕、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、轉(zhuǎn)矩大，無需變速機(jī)構(gòu)且技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，Vestas、Gamesa， Siemens等公司的風(fēng)機(jī)采用了液壓變槳技術(shù)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)變槳系統(tǒng)以適應(yīng)能力強(qiáng)、響應(yīng)快、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、無泄露、無污染和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)近年來得到了廣泛的應(yīng)用，Enercon、 Repower、 Nordex等公司的風(fēng)機(jī)都是采用的電動(dòng)變槳技術(shù)。液壓變槳系統(tǒng)和電動(dòng)變槳系統(tǒng)在功能上沒有優(yōu)劣之分，但是兩者由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同，在性能上各有其特點(diǎn)。

　?。?）液壓變槳系統(tǒng)

　　液壓變槳系統(tǒng)利用液壓缸作為原動(dòng)機(jī)，在傳遞介質(zhì)液壓油的作用下，液壓缸的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)來推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，節(jié)距角的變化同液壓缸位移基本成正比。主控系統(tǒng)根據(jù)傳感器反饋的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速或功率，通過滑環(huán)和總線向變槳控制系統(tǒng)發(fā)送槳距角指令，變槳控制系統(tǒng)根據(jù)主控系統(tǒng)的指令給出相應(yīng)的信號，來控制比例閥輸出流量的大小和方向。液壓系統(tǒng)的液壓缸根據(jù)比例閥輸出的流量和方向來驅(qū)動(dòng)葉片的角度在-5 +90“之間變化。控制框圖如圖4所示。變槳系統(tǒng)是一個(gè)伺服系統(tǒng)，通過PI控制，D/A轉(zhuǎn)換后變成電壓信號來控制比例閥的流量，不同的流量使液壓缸產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)，從而使葉片的槳距角發(fā)生變化，同時(shí)采用位移傳感器檢測液壓缸的位移，將測出的值轉(zhuǎn)換后輸人到比較器。

　　對于兆瓦級的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，液壓變槳系統(tǒng)應(yīng)該滿足如下要求：

　　1）驅(qū)動(dòng)力大，油路的安裝檢修方便，有足夠的強(qiáng)度和精度，安全可靠;

　　2）系統(tǒng)能在低溫環(huán)境中正常工作;

　　3）系統(tǒng)正常開槳速度與收槳速度基本相當(dāng);4、系統(tǒng)具有掉電能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收槳功能。

　　1、液壓變槳系統(tǒng)的構(gòu)成

　　液壓變槳系統(tǒng)的構(gòu)成簡圖如圖5所示。該系統(tǒng)的主要元器件有油箱、泵、蓄能器、液壓管路和三套獨(dú)立的變槳裝置等，在本圖中僅顯示了一套變槳裝置，其中，20為齒輪式液壓泵，M為驅(qū)動(dòng)泵的電機(jī)，8， 9，10分別為動(dòng)力單元蓄能器、變槳系統(tǒng)蓄能器和變槳單元的蓄能器，15為比例電磁閥，C為液壓缸，18為直線位移傳感器用于間接反饋角度。

　　2、液壓變槳系統(tǒng)的工作過程

　　為了達(dá)到將液壓缸的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成葉片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際的風(fēng)電機(jī)組上將液壓缸的一端固定在輪轂內(nèi)，另外-端通過活塞桿連接到葉片根部的變槳軸承外圈的切線上。

　　正常啟動(dòng)時(shí)變槳過程為：電磁閥11、12、 13和14上電，比例閥15的交叉線圈通電使P與B、A與T連通，液壓油經(jīng)過的路徑為：泵20-單向閥2-旋轉(zhuǎn)接頭一單向閥3-電磁閥11 -比例閥15的P-B端-單向閥6-液壓缸的B端，從而推動(dòng)活塞桿右移液壓缸A端的液壓油經(jīng)過-電磁閥14-比例閥15的A-T，最終回到油箱。

　　正常收槳時(shí)的變槳過程為：電磁閥11、12、13上電，比例閥15的另外一組交叉線圈通電使P與A、T與B連通，液壓油經(jīng)過的路徑為：泵20-單向閥2 -旋轉(zhuǎn)接頭-單向閥3-電磁閥11 -比例閥15的P-A端-電磁閥14-液壓缸的A端，液壓缸B端的液壓油通過單向閥5-電磁閥11回到壓力管內(nèi)，從而使液壓缸的活塞向左移動(dòng)。

　　緊急收槳的過程為：在緊急情況下，液壓變槳系統(tǒng)需要緊急收槳，電磁閥12，13采取完全打開或完全關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作，這時(shí)電磁閥11，12，13和14全掉電，液壓油的路徑為：蓄能器10-流量控制閥17-電磁閥12-單向閥7-液壓缸的A端，液壓缸B端的油經(jīng)過電磁閥13、帶控制端的泄壓閥16再回到油箱。

　　為了使收槳速度不至于過快，在液壓回路中增加了帶控制端的泄壓閥16，當(dāng)緊急收槳時(shí)，泄壓閥16的控制端的壓力隨著液壓缸A端的壓力下降而變化，其能控制回路液壓油的流量，從而保證平穩(wěn)收槳。緊急收槳的速度一般在10^/s左右。

　　液壓變槳系統(tǒng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)如圖6所示。1為輪轂，2為偏心塊，3為活塞桿，4為槳葉，5為回轉(zhuǎn)支承，6為油缸，7為油缸座，8為閥塊，9為內(nèi)壓板。

　　從圖6可以看出，風(fēng)電機(jī)組的每個(gè)槳葉都有-套獨(dú)立的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)槳葉出現(xiàn)故障時(shí)，其他兩個(gè)槳葉仍能正常工作，增加了系統(tǒng)的安全性。

　　3、液壓變槳系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

　　1 ）液壓驅(qū)動(dòng)變槳距系統(tǒng)具有相應(yīng)快、剛度大、扭矩大、運(yùn)行平穩(wěn)、可與偏航、制動(dòng)等系統(tǒng)共用油源便于集成化布置等優(yōu)點(diǎn);

　　2）液壓阻尼的存在可以吸收葉片轉(zhuǎn)軸上面的沖擊轉(zhuǎn)矩，對葉片及風(fēng)機(jī)本身起到很好的減震緩沖效果;

　　3）液壓變槳系統(tǒng)采用的軸承更簡單，結(jié)構(gòu)更強(qiáng)。液壓變槳系統(tǒng)的缺點(diǎn)：

　　1 ）油液存在泄露問題，故障排查較難，泄露的油液易弓|起火災(zāi);

　　2）由于振動(dòng)的存在，密封圈及導(dǎo)向環(huán)很容易被磨損，

　　3）液壓變槳系統(tǒng)價(jià)格昂貴，系統(tǒng)比較復(fù)雜，變槳速度慢于電動(dòng)變槳;

　　4）當(dāng)液壓油有雜質(zhì)后閥芯易發(fā)生卡澀甚至“卡死”，維修保養(yǎng)比較困難，停機(jī)狀態(tài)不能得到及時(shí)解決;

　　6）液壓油，過濾器需定期檢測、更換;

　　7）旋轉(zhuǎn)接頭質(zhì)量、油管連接要求高，夏天部件出故障概率高。

　?。?）電動(dòng)變槳系統(tǒng)

　　電動(dòng)變槳系統(tǒng)是通過槳距角控制器得到的槳距角指令，把槳距角指令轉(zhuǎn)換為伺服電機(jī)的控制信號，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)來帶動(dòng)變槳減速器輸出小齒轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與葉片相連的變槳軸承旋轉(zhuǎn)。

　　1、電動(dòng)變槳系統(tǒng)的構(gòu)成

　　電動(dòng)變槳距系統(tǒng)一一般包括變槳控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)、減速器、備用電源、傳感器和變槳軸承等。這些部件均安裝在輪轂內(nèi)或輪轂上。

　　變槳控制系統(tǒng)是整個(gè)伺服系統(tǒng)的核心，把來自主控系統(tǒng)的槳距角命令值發(fā)送到各變槳伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并通過滑環(huán)連接通訊總線把槳距角實(shí)際值和運(yùn)行狀況反饋到主控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用三相全橋不可控整流，三相正弦PWM逆變器變頻的AC-DC-AC機(jī)構(gòu)。為避免通電時(shí)出現(xiàn)大的瞬時(shí)電流以及電機(jī)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生很高的泵生電壓， 設(shè)有能耗泄放電路。電動(dòng)機(jī)可采用直流電機(jī)、交流電機(jī)或永磁電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源。減速器通過輸出端的祛蘭固定在輪轂內(nèi)，其用于將電機(jī)輸出較高的速度減速為能夠驅(qū)動(dòng)變槳軸承合適的速度，帶動(dòng)槳葉進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了改變槳距角的目的。備用電源可以為蓄電池或超級電容，其作用是在電網(wǎng)掉電或用于驅(qū)動(dòng)的電源出現(xiàn)故障時(shí)，安全鏈斷開，緊急啟動(dòng)備用電源來緊急收槳達(dá)到安全停機(jī)的目的。傳感器包括旋轉(zhuǎn)編碼器、角度編碼器和限位開關(guān)。旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在電動(dòng)機(jī)輸出軸上，采集電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。角度編碼器安裝在輪轂邊上，與變槳軸承的內(nèi)齒圈相嚙合，直接檢測內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)過的角度，也就是葉片槳距角變化的角度。限位開關(guān)也安裝在輪轂靠近變槳軸承的邊上，起限位作用，確保葉片不超過安全位置。變槳軸承外環(huán)固定在輪轂上，內(nèi)環(huán)與葉片根部相連，減速器的輸出小齒與軸承的內(nèi)圈相嚙合。電動(dòng)變槳系統(tǒng)構(gòu)成圖和實(shí)物圖分別如圖7，8所示。

　　2、電動(dòng)變槳系統(tǒng)工作過程

　　正常變槳時(shí)，變槳控制系統(tǒng)通過總線接收主控系統(tǒng)的變槳指令，同時(shí)發(fā)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過減速器減速后帶動(dòng)變槳軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變槳距角。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過改變變頻器輸出電壓的相序，就能夠改變伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，通過電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)使槳葉向90或0方向連續(xù)變槳。

　　緊急收槳時(shí)，變槳控制系統(tǒng)通過總線接收主控制系統(tǒng)的緊急收槳指令，同時(shí)將指令發(fā)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變頻器輸出較高頻率使電動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過減速器的輸出小齒帶動(dòng)變槳軸承內(nèi)圈快速旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到快速收槳的目的。一般緊急收槳的速度達(dá)到10*-12*/s。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，由于葉片具有較大的慣性，為了防止變槳速度過快，一般在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的直流母線上加裝制動(dòng)電阻，來消耗電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過同步速度后產(chǎn)生的多余能量，從而達(dá)到制動(dòng)的目的。在電機(jī)軸的末端還有一組電磁制動(dòng)器，其作用是為到達(dá)目標(biāo)位置的葉片提供剎車。

　　3、電動(dòng)變槳系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

　　1 ）電動(dòng)驅(qū)動(dòng)變槳距系統(tǒng)技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單、無泄露、控制精度高、響應(yīng)快;

　　2）維護(hù)方便，輪轂內(nèi)干凈; weshl

　　3）故障容易排查。電動(dòng)變槳系統(tǒng)的缺點(diǎn)：

　　1）隨著機(jī)組容量的增大，電機(jī)慣量也增大，使動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性變壞，而且頻繁的調(diào)節(jié)槳葉，容易使電機(jī)因過熱而損壞，元器件也易的燒損;。

　　2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)都在輪轂內(nèi)，增加了風(fēng)輪重量和減小了輪轂內(nèi)作業(yè)的空間;

　　3）動(dòng)力電纜、控制電纜和信號電纜較多，增加輪轂內(nèi)部布線的難度;

　　4）當(dāng)多次頻繁斷網(wǎng)會耗盡備用電池，可能會出現(xiàn)不能順槳的問題;

　　5）變槳系統(tǒng)采用帶齒的軸承，易磨損。

　　1、變槳減速機(jī)與小齒輪

　　1.1外表檢查

　?。?）檢查變槳減速機(jī)表面的防腐涂層是否有脫落現(xiàn)象，如有脫落需修復(fù)，修復(fù)方法見附件四；

　?。?）檢查變槳減速機(jī)油位鏡是否完好；

　?。?）檢查小齒輪表面是否點(diǎn)蝕、過度磨損和斷齒。

　　1.2 噪音檢查

　　手動(dòng)對每個(gè)葉片進(jìn)行變槳，檢查變槳減速機(jī)是否存在噪音。

　　1.3 齒隙檢查

　?。?）用塞尺檢查變槳小齒輪與變槳齒圈的嚙合間隙，正常嚙合間隙0.3～0.9mm。

　?。?）齒隙測量方法：首先確保變槳齒圈一個(gè)齒的一側(cè)齒面與小齒輪的對應(yīng)齒面完全嚙合（如圖1），然后用塞尺測量小齒輪該齒的另一側(cè)與變槳齒圈的最小嚙合間隙。

　　1.4 減速機(jī)/輪轂安裝螺栓力矩檢查以規(guī)定力矩檢查變槳減速機(jī)/輪轂安裝螺栓，抽檢力矩值依照設(shè)計(jì)要求而定。

　　1.5 變槳減速機(jī)油位檢查

　　檢查變槳減速機(jī)潤滑油油位是否正常（油位應(yīng)位于觀察窗中部），如果油位偏低，檢查變槳減速機(jī)是否漏油，并補(bǔ)充潤滑油。修復(fù)工作和加油工作完成后，將減速機(jī)清理干凈；

　　注意：在加油或檢查油位過程中減速機(jī)應(yīng)置于六點(diǎn)位置。

　　減速機(jī)潤滑油補(bǔ)充及更換方案（各變槳減速機(jī)潤滑油補(bǔ)充流程相同，主要區(qū)別在于各品牌減速機(jī)的加油口位置和密封形式略有不同）：

　　注意：加注潤滑油時(shí)防止將異物掉入減速機(jī)內(nèi)，換油排油應(yīng)在熱機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí)，應(yīng)加入適量預(yù)熱過的新油對減速機(jī)進(jìn)行沖洗。

　　（1）用毛巾清理干凈加油嘴及其周圍的灰塵油污；

　　（2）旋下加油塞并將其倒置于一塊干凈的毛巾上；

　　（3）將油順著加油嘴倒入減速機(jī)內(nèi)（由于加油嘴較小，實(shí)際加油時(shí)可使用干凈的大號針筒作為加油工具），邊加油邊通過油位鏡觀察油位；

　　（4）當(dāng)油位接近正常油位時(shí)，停止加油（可事先在正常油位處用記號筆作一標(biāo)記）；

　?。?）將加油塞擦干凈并旋到加油嘴上，擰緊；

　?。?）運(yùn)行減速機(jī)5min，觀察加油嘴處是否有滲漏現(xiàn)象，如有加以處理；

　?。?）停轉(zhuǎn)減速機(jī)再次觀察油位，如油位達(dá)到正常值加油工作結(jié)束，如未能達(dá)到要求重復(fù)步（2）~（6），直到油位滿足要求。

　?。?）如更換潤滑油，可將需更換潤滑油的減速機(jī)處于10點(diǎn)或者2點(diǎn)鐘位置，將空的容器置于減速機(jī)油塞正下方，旋下加油塞，讓潤滑油流入容器內(nèi)。待潤滑油全部流光后，用毛巾清理干凈加油嘴及其周圍，旋回加油塞。待減速機(jī)轉(zhuǎn)回6點(diǎn)鐘位置時(shí)進(jìn)行步驟（1）-（7），完成潤滑油的補(bǔ)充工作。

　　2、變槳電機(jī)檢查與維護(hù)

　?。?）檢查變槳電機(jī)表面的防腐涂層是否有脫落現(xiàn)象，如有脫落需進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)方法見附件四；

　?。?）檢查變槳電機(jī)電纜的外觀和固定情況，如有電纜破損或固定松動(dòng)情況必須馬上處理；

　?。?）手動(dòng)對每個(gè)葉片進(jìn)行變槳，檢查變槳電機(jī)是否存在噪音；

　?。?）檢查變槳電機(jī)/變槳減速機(jī)安裝螺栓。

　　3、變槳控制柜檢查

　?。?）檢查三角支架固定卡簧是否完好；

　?。?）檢查各連接電纜絕緣層是否老化、破損；

　?。?）以規(guī)定力矩檢查變槳控制柜/輪轂安裝螺栓；

　?。?）檢查彈性支撐是否老化或出現(xiàn)裂紋，如有上述情況，必須立即更換。

　　（5）打開變槳控制柜，目測電氣元件是否有明顯的器件燒毀和線路固定不牢等問題。如有問題，及時(shí)查找、分析原因并及時(shí)處理和記錄。

　?。?）用內(nèi)六角或扳手緊固變槳柜之間電纜保護(hù)套的線卡，確保無松動(dòng)，避免電纜及電纜保護(hù)套磨損。如果有電纜晃動(dòng)問題，必須用扎帶固定。檢查變槳控制柜背面接線插頭的固定。

　　（7）檢查變槳電機(jī)電源線、編碼器線、剎車線的固定，確保綁扎帶無斷裂脫落現(xiàn)象，確保接線無松動(dòng)，確保葛蘭頭無松動(dòng)。

　　4、附件的檢查

　　（1）限位開關(guān)是否完好，固定是否牢固；

　　（2）接近開關(guān)是否完好；

　?。?）接近開關(guān)與感應(yīng)片距離是否合適（3-5mm）；

　?。?）檢查極限工作位置和接近開關(guān)處的感應(yīng)片安裝螺栓是否牢固；

　?。?）檢查極限工作位置和接近開關(guān)處的感應(yīng)片是否變形（彎折角度近似90度為正常）。

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