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1、風 力 發(fā) 電 機 組 介 紹 目 錄v 變 槳 系 統(tǒng)v 傳 動 系 統(tǒng)v 液 壓 系 統(tǒng)v 偏 航 系 統(tǒng)v 電 氣 系 統(tǒng)v 變 頻 變 速 系 統(tǒng) 變 槳 系 統(tǒng)v變 槳 系 統(tǒng) 的 作 用v 1.功 率 控 制 v 2.安 全 停 機v變 槳 系 統(tǒng) 的 種 類v 1.液 壓 變 槳 系 統(tǒng)v 2電 氣 變 槳 系 統(tǒng) 葉 片v 目 前 國 內 的 主 要 葉 片 生 產 廠 家 國 內 的 葉 片 生 產 廠 家 大 約 有 67家 ， 包 括 連 云 港 中 復 連 合 材 料 集 團 有 限 公 司 、中 航 (保 定 )惠 騰 風 電 設 備 有 限 公 司 、 中 能 風

2、電 設 備 有 限 公 司 、 國 電 聯(lián) 合 動 力技 術 （ 保 定 ） 有 限 公 司 、 株 洲 時 代 新 材 料 科 技 股 份 有 限 公 司 、 上 海 玻 璃 鋼研 究 院 、 漢 德 風 能 裝 備 控 股 有 限 公 司 ， 中 材 科 技 風 電 葉 片 股 份 有 限 公 司 等 67家 公 司 葉 片 的 幾 個 主 要 參 數(shù)長 度材 質 玻 璃 纖 維 、 聚 酯 、 碳 纖 維 、 環(huán) 氧 樹 脂翼 型 NACA 63.XXX+FFAW3扭 角葉 片 最 大 弦 長葉 尖 弦 長單 只 葉 片 重 量 葉 片 制 作葉 片矩 形梁 葉 片 外蒙皮制作 葉 片

3、合模 葉 片 表面修磨 變 槳 機 構v變 槳 機 構 的 類 型v1.液 壓 變 槳 機 構 ： 變 槳 機 構 是 由 液 壓 動力 驅 動 的 一 套 復 雜 的 曲 柄 連 桿 機 構 ， 將液 壓 活 塞 的 直 線 運 動 轉 化 為 葉 片 的 圓 周運 動 ，v主 要 組 成 部 分 ：液 壓 缸 ： 產 生 動 力變 槳 桿 ： 力 矩 傳 遞變 槳 軸 承 ： 旋 轉 與 不 旋 轉 部 件 之 間 的 連 接 部 件 曲 柄 連 桿 機 構 ： 力 矩 方 向 的 轉 變導 向 桿 ： 保 證 運 動 方 向鎖 定 裝 置 ： 鎖 定 動 作 機 構 葉 片 及 變 槳

4、機 構v液 壓 缸 安 裝 在 齒 輪箱 后 部 ， 雙 作 用 缸v液 壓 活 塞 中 空 ， 安裝 有 槳 葉 角 度 傳 感器 部 分 元 件 液 壓 缸 角 度 傳 感 器 電 氣 變 槳 系 統(tǒng)v 變 槳 過 程 ： 變 槳 變 頻 器 給 變 槳 電 機 一 個 信 號 ， 變 槳 電 機 帶 動變 槳 減 速 機 運 動 ， 進 而 達 到 葉 片 的 出 槳 和 回 槳 。v 變 槳 系 統(tǒng) 包 括 的 主 要 部 件 ：v 變 槳 電 機v 變 槳 減 速 機v 變 槳 軸 承 v 變 槳 變 頻 器v 限 位 開 關v 電 池 系 統(tǒng) 傳 動 系 統(tǒng)v傳 動 系 統(tǒng) 包 括

5、 ：主 軸 ： 由 前 后 軸 承 、 軸 承 支 撐 、 傳 動 軸 組 成收 縮 盤 ： 兩 段 式 結 構齒 輪 箱 ： 可 選 用 不 同 類 型 的 齒 輪 箱 ， 潤 滑 油 ， 強制 、 飛 濺 混 合 潤 滑 方 式聯(lián) 軸 器 ： 可 選 用 不 同 類 型 的 聯(lián) 軸 器 ， 膜 片 式 和 連桿 式剎 車 盤 及 液 壓 卡 鉗 ： 安 裝 在 齒 輪 箱 高 速 軸 上 的 剎車 盤 ， 液 壓 卡 鉗 ， 由 液 壓 裝 置 提 供 動 力 ， 液 壓 系 統(tǒng)v液 壓 系 統(tǒng) 的 功 能 ：驅 動 變 槳 系 統(tǒng) ， 改 變 葉 片 迎 風 角 度 ；驅 動 齒 輪 箱

6、 高 速 軸 上 的 盤 式 剎 車v主 要 參 數(shù) ：泵 功 率壓 力 范 圍油 箱 容 積工 作 油 量 偏 航 （ 對 風 ） 系 統(tǒng)v偏 航 系 統(tǒng) 是 風 力 發(fā) 電 機 特 有 的 一 隨 動 伺 服 系統(tǒng) ， 當 風 力 機 機 艙 與 主 風 向 之 間 發(fā) 生 偏 差 時 ，控 制 器 將 控 制 偏 航 驅 動 裝 置 轉 動 機 艙 ,對 準 主風 向 。 主 要 有 兩 大 功 能 :使 機 艙 主 動 對 準 主 風 向由 于 主 動 對 風 ,機 艙 電 纜 發(fā) 生 纏 繞 時 ,自 動 解 纜 偏 航 （ 對 風 ） 系 統(tǒng)偏 航 系 統(tǒng) 的 組 成 ：1.偏 航

7、 電 機2.偏 航 減 速 機3.偏 航 計 數(shù) 器4.偏 航 變 頻 器5.風 速 風 向 儀6.偏 航 剎 車7.偏 航 齒 圈8.限 位 開 關 偏 航 （ 對 風 ） 系 統(tǒng)v當 控 制 器 收 到 順 /逆 時 針 偏 航 位 置 開 關 信 號 時 ，執(zhí) 行 自 動 解 纜 ；v解 纜 過 程 中 ， 根 據(jù) 位 置 信 號 確 定 逆 /順 時 針 解纜 方 向 ， 當 收 到 中 間 位 置 開 關 信 號 時 偏 航 制動 ， 自 動 清 除 故 障 信 息 ， 返 回 自 動 偏 航 過 程 。 電 氣 系 統(tǒng)v電 氣 系 統(tǒng) 主 要 由 傳 感 器 、 控 制 器 和 電

8、 氣 執(zhí) 行回 路 三 部 分 組 成 ；v傳 感 器 負 責 監(jiān) 測 對 象 狀 態(tài) 數(shù) 據(jù) 轉 換 ， 如 風 速 、風 向 、 溫 度 、 轉 速 、 角 度 、 振 動 及 部 分 開 關位 置 信 號 等 ；v控 制 器 負 責 數(shù) 據(jù) 計 算 ， 并 輸 出 ；v電 氣 執(zhí) 行 負 責 將 計 算 結 果 執(zhí) 行 與 傳 遞 ； 電 氣 系 統(tǒng)v 傳 感 器 種 類 主 要 為 ：風 速 、 風 向 傳 感 器溫 度 傳 感 器油 位 傳 感 器振 動 傳 感 器轉 速 傳 感 器扭 纜 傳 感 器位 移 傳 感 器 （ 槳 葉 角 度 ）壓 力 傳 感 器編 碼 器 電 氣 系

9、統(tǒng)v風 速 、 風 向 傳 感 器 風 速 儀 風 速 儀 溫 度 傳 感 器 油 位 傳 感 器 振 動 傳 感 器 轉 速 傳 感 器 電 氣 系 統(tǒng)v偏 航 計 數(shù) 器 電 氣 系 統(tǒng) 電 氣 系 統(tǒng)v 位 移 傳 感 器 （ 槳 葉 角 度 ） 為 一 磁 致 收 縮 位 置 傳 感 器 ，變 槳 角 度 的 位 置 傳 感 器 是 一 長 度 的 線 性 測 量 。 測 量長 度 通 過 在 保 護 管 內 部 波 導 管 內 傳 輸 的 一 電 流 脈 沖完 成 ；v 波 導 管 是 一 種 波 導 物 質 邊 界 裝 置 ， 形 狀 是 一 根 固 體電 介 質 桿 或 充 滿

10、電 介 質 的 管 狀 導 體 ， 可 導 引 高 頻 電磁 波v 磁 致 伸 縮 指 一 些 金 屬 （ 如 鐵 或 鎳 ） ， 在 磁 場 作 用 下具 有 伸 縮 能 力 ， 電 氣 系 統(tǒng)v 磁 致 伸 縮 的 原 理 是 利 用 兩 個 不 同 的 磁 場 相 交 時 產 生 一 個 應 變脈 沖 信 號 ， 然 后 計 算 這 個 信 號 被 探 測 的 時 間 周 期 ， 從 而 換 算出 準 確 的 位 置 。 這 兩 個 磁 場 一 個 來 自 活 動 磁 鐵 ， 另 一 個 來 自傳 感 器 頭 的 電 子 部 件 產 生 的 電 流 脈 沖 。 這 個 詢 問 信 號 脈

11、 沖 沿著 傳 感 器 內 以 磁 致 伸 縮 材 料 制 成 的 波 導 管 ， 以 聲 音 的 速 度 運行 。 當 兩 個 磁 場 相 交 時 ， 波 導 管 產 生 磁 致 伸 縮 現(xiàn) 象 ， 產 生 一個 應 變 脈 沖 （ 也 稱 “ 波 導 扭 曲 ” ， 或 簡 稱 “ 返 回 ” 脈 沖 ） 。這 個 返 回 信 號 脈 沖 很 快 被 電 子 頭 的 感 測 電 路 探 測 到 。 從 產 生詢 問 信 號 的 一 刻 到 返 回 信 號 被 探 測 到 所 需 的 時 間 周 期 乘 以 固定 的 聲 音 速 度 ， 便 能 準 確 的 計 算 出 磁 鐵 的 位 置 變

12、 動 。 這 個 過程 是 連 續(xù) 不 斷 的 ， 所 以 每 當 活 動 磁 鐵 被 帶 動 時 ， 新 的 位 置 就會 被 很 快 的 感 測 出 來 。 電 氣 系 統(tǒng)v 編 碼 器 ： 電 氣 系 統(tǒng)v 增 量 型 編 碼 器 (旋 轉 型 )工 作 原 理 :v 由 一 個 中 心 有 軸 的 光 電 碼 盤 ， 其 上 有 環(huán) 形 通 、 暗 的刻 線 ， 有 光 電 發(fā) 射 和 接 收 器 件 讀 取 ,獲 得 四 組 正 弦 波信 號 組 合 成 A、 B、 C、 D,每 個 正 弦 波 相 差 90度 相 位差 （ 相 對 于 一 個 周 波 為 360度 ） ， 將 C、

13、 D信 號 反 向 ，疊 加 在 A、 B兩 相 上 ， 可 增 強 穩(wěn) 定 信 號 ； 另 每 轉 輸 出一 個 Z相 脈 沖 以 代 表 零 位 參 考 位 。v 由 于 A、 B兩 相 相 差 90度 ， 可 通 過 比 較 A相 在 前 還 是B相 在 前 ， 以 判 別 編 碼 器 的 正 轉 與 反 轉 ， 通 過 零 位脈 沖 ， 可 獲 得 編 碼 器 的 零 位 參 考 位 。 電 氣 系 統(tǒng) 偏 航 系 統(tǒng) 的 控 制 運 行 狀 態(tài) 控 制 液 壓 組 件 控 制 統(tǒng) 計 峰 值 記 錄 和 計 算 溫 度 計 數(shù) 器 記 錄 和 計 算 風 速 日 志 記 錄 控 制

14、冷 卻 風 扇 與 電 網 連 接 /斷 開 連 接 發(fā) 電 機 過 速 保 護 初 始 電 極 測 試 系 統(tǒng) 通 信 管 理 發(fā) 電 機 運 行 于 星 形 或 者 三 角 形 連 接 變 槳 控 制 整 流 器 /倒 換 器 連 接 /斷 開 連 接 控 制 參 數(shù) 計 算 控 制 參 數(shù) 的 修 改 接 口lPLC模 塊 功 能 電 氣 系 統(tǒng)v 發(fā) 電 機 出 線 為 Y/ 接 可 變 化方 式 ；v 在 低 功 率 狀 況 下 發(fā) 電 機 Y接 ，速 度 變 化 范 圍 大 ， 且 減 少 了損 耗 ， 但 輸 出 功 率 受 限 ；v 高 功 率 時 發(fā) 電 機 接 ， 轉 速變

15、 化 范 圍 小 （ 允 許 的 最 低 轉速 高 ） ， 輸 出 功 率 可 達 到 額定 功 率 ；v 在 Y/ 接 切 換 過 程 中 ， 風 力機 功 率 需 要 跳 變 為 零 ， 但 轉速 變 化 為 連 續(xù) 變 化 。 電 氣 系 統(tǒng)Y形 直 接 同 步 900rpm 形 直 接 同 步 1400rpmY形 到 形 的 同 步 切換 1600rpm 形 到 Y形 的 同 步 切換 1200rpm額 定 功 率 1600rpmlY/ 接 之 間 切 換 主 要 受 發(fā) 電 機 轉 速 控 制 ， 為 避 免突 然 跳 變 ， 用 +28rpm/s的 加 速 和 -15rpm/s的

16、減 速 進行 了 平 滑 過 渡 ； 變 頻 變 速 系 統(tǒng)v 變 頻 器 是 利 用 電 力 半 導 體 器 件 的 通 斷 作 用 將 工 頻 電 源 變 換 為 另 一頻 率 的 電 能 的 控 制 裝 置變 頻 器 的 分 類 ： 根 據(jù) 變 流 環(huán) 節(jié) 不 同 分 類 ：交 -直 -交 變 頻 器交 -交 變 頻 器 根 據(jù) 直 流 電 路 的 儲 能 環(huán) 節(jié) （ 濾 波 方 式 ） 分 類 ：電 壓 型 變 頻 器 電 流 型 變 頻 器 v 根 據(jù) 電 壓 的 調 制 方 式 分 類 ：脈 寬 調 制 （ PWM） 變 頻 器 脈 幅 調 制 （ PAM） 變 頻 器v 按 照

17、工 作 原 理 分 類 ：v 可 以 分 為 V/f控 制 變 頻 器 、 轉 差 頻 率 控 制 變 頻 器 和 矢 量 控 制 變 頻 器 等v 按 其 供 電 電 壓 分 類 ：v 低 壓 變 頻 器 ( 110V 220V 380V ) 、 中 壓 變 頻 器 ( 500V 660V 1140V ) 和 高 壓 變 頻 器 ( 3KV 3.3KV 6KV 6.6KV 10KV )。 變 頻 變 速 系 統(tǒng)v雙 饋 調 速 技 術 采 用 普 通 異 步 繞 線 式 電 機 ， 在電 機 的 定 、 轉 子 三 相 繞 組 分 別 接 入 兩 個 獨 立的 三 相 對 稱 電 源 ， 定

18、 子 繞 組 接 入 工 頻 電 源 ，轉 子 繞 組 接 入 頻 率 、 幅 值 、 相 位 都 可 以 按 照要 求 進 行 調 節(jié) 的 交 流 電 源 ， 即 采 用 交 直 交 或 交 交 變 頻 器 給 轉 子 繞 組 供 電 的 結 構 。 變 頻 變 速 系 統(tǒng)v實 際 結 構 多 采 用交 直 交 變 頻器 供 電 的 結 構 ，v交 交 式 變 頻 器輸 出 電 流 諧 波 成 分 較 高 而 且 輸 出 頻 率 受 到 限 制 ； 變 頻 變 速 系 統(tǒng)v當 在 轉 子 繞 組 中 串 入 頻 率 與 其 感 應 電 勢 的 頻率 相 同 、 相 位 與 幅 值 可 調 電

19、 壓 后 ,通 過 改 變 串入 電 壓 與 轉 子 電 動 勢 相 角 關 系 及 其 幅 值 大 小 ,即 可 將 異 步 發(fā) 電 機 調 整 為 超 同 步 發(fā) 電 機 、 亞同 步 發(fā) 電 機 、 同 步 發(fā) 電 機 三 種 狀 態(tài) 。 其 中 ,適當 調 整 轉 子 外 加 電 壓 與 轉 子 電 動 勢 的 相 位 關系 時 可 提 高 電 機 的 功 率 因 數(shù) 、 改 善 電 網 特 性 。 變 頻 變 速 系 統(tǒng)v 變 頻 器 組 成 ：v 包 括 功 率 模 塊 序 號 名 稱 功 能 說 明1 信 號 轉接 板 外 部 信 號 和 內 部 檢 測 板 間 的 轉接2 DS

20、P控制 板 相 關 側 信 號 的 檢 測 ， 功 率 模 塊的 控 制3 檢 測 板 信 號 的 調 理 ， 信 號 反 饋 和 驅 動信 號 的 輸 出 等4 電 源 板 給 DSP控 制 板 和 機 側 板 提 供 15VDC輔 助 電 源5 Crowbar控 制板 Crowbar模 塊 的 控 制 單 元 ， 在 母線 電 壓 高 時 執(zhí) 行 DSP板 下 發(fā) 的 保護 指 令 變 頻 變 速 系 統(tǒng)v Crowbar的 結 構 ： 見 圖 示v Crowbar的 作 用 ： 當 直 流 電 壓過 高 、 轉 子 電 流 過 大 、 轉 子電 壓 過 高 時 ， 起 到 過 壓 、 過

21、流 保 護 措 施 ， 從 而 保 護 轉 子側 變 頻 器 和 轉 子 繞 組 ； ACB 變 頻 變 速 系 統(tǒng)vCrowbar的 工 作 原 理 ：當 電 網 發(fā) 生 故 障 時 ， 電 網 電 壓 跌 落 ， 導 致 轉 子側 過 流 ， 同 時 由 于 轉 子 電 流 的 上 升 使 直 流 側電 壓 升 高 ， 為 保 護 變 流 器 ， 當 直 流 側 電 壓 達到 允 許 最 大 值 時 ， 可 控 硅 導 通 實 現(xiàn) 轉 子 側 短路 ； 同 時 轉 子 回 路 與 轉 子 側 變 頻 器 斷 開 ， 與Crowbar回 路 連 接 ， 保 持 短 路 狀 態(tài) ， 直 到 定子 回 路 與 電 網 斷 開 為 止 。 謝 謝 大 家 ！