風力發(fā)電機組介紹ppt課件(PPT 44頁)

1、風力發(fā)電機組介紹.第1頁，共44頁。目錄變槳系統(tǒng)傳動系統(tǒng)液壓系統(tǒng)偏航系統(tǒng)電氣系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng).第2頁，共44頁。變槳系統(tǒng)變槳系統(tǒng)的作用1.功率控制 2.安全停機變槳系統(tǒng)的種類1.液壓變槳系統(tǒng)2電氣變槳系統(tǒng).第3頁，共44頁。葉片目前國內(nèi)的主要葉片生產(chǎn)廠家 國內(nèi)的葉片生產(chǎn)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 、中能風電設備有限公司、國電聯(lián)合動力技術(shù)（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.第4頁，共44頁。葉片的幾個主要參數(shù)長度材質(zhì) 玻璃纖維、聚酯、

2、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.第5頁，共44頁。葉片制作葉片矩形梁.第6頁，共44頁。葉片外蒙皮制作.第7頁，共44頁。葉片合模.第8頁，共44頁。葉片表面修磨.第9頁，共44頁。變槳機構(gòu)變槳機構(gòu)的類型1.液壓變槳機構(gòu)：變槳機構(gòu)是由液壓動力驅(qū)動的一套復雜的曲柄連桿機構(gòu)，將液壓活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為葉片的圓周運動，主要組成部分：液壓缸：產(chǎn)生動力變槳桿：力矩傳遞變槳軸承：旋轉(zhuǎn)與不旋轉(zhuǎn)部件之間的連接部件曲柄連桿機構(gòu)：力矩方向的轉(zhuǎn)變導向桿：保證運動方向鎖定裝置：鎖定動作機構(gòu).第10頁，共44頁。葉片及變槳機構(gòu)液壓缸安裝在齒輪箱后部，雙作用缸

3、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.第11頁，共44頁。電氣變槳系統(tǒng)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。變槳系統(tǒng)包括的主要部件：變槳電機變槳減速機變槳軸承 變槳變頻器限位開關(guān)電池系統(tǒng).第12頁，共44頁。傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)包括：主軸：由前后軸承、軸承支撐、傳動軸組成收縮盤：兩段式結(jié)構(gòu)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，.第13頁，共44頁。液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的功能：驅(qū)動

4、變槳系統(tǒng)，改變?nèi)~片迎風角度；驅(qū)動齒輪箱高速軸上的盤式剎車主要參數(shù)：泵功率壓力范圍油箱容積工作油量.第14頁，共44頁。偏航（對風）系統(tǒng)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(qū)動裝置轉(zhuǎn)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.第15頁，共44頁。偏航（對風）系統(tǒng)偏航系統(tǒng)的組成 ：1.偏航電機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(guān).第16頁，共44頁。偏航（對風）系統(tǒng)當控制器收到順/逆時針偏航位置開關(guān)信號時，執(zhí)行自動解纜；解纜過程中

5、，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(guān)信號時偏航制動，自動清除故障信息，返回自動偏航過程。.第17頁，共44頁。電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)主要由傳感器、控制器和電氣執(zhí)行回路三部分組成；傳感器負責監(jiān)測對象狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如風速、風向、溫度、轉(zhuǎn)速、角度、振動及部分開關(guān)位置信號等；控制器負責數(shù)據(jù)計算，并輸出；電氣執(zhí)行負責將計算結(jié)果執(zhí)行與傳遞；.第18頁，共44頁。電氣系統(tǒng)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(zhuǎn)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.第19頁，共44頁。電氣系統(tǒng)風速、風向傳感器.第20頁，共44頁。風速儀.第21頁，共44頁。風速儀.

6、第22頁，共44頁。溫度傳感器.第23頁，共44頁。油位傳感器.第24頁，共44頁。振動傳感器.第25頁，共44頁。轉(zhuǎn)速傳感器.第26頁，共44頁。電氣系統(tǒng)偏航計數(shù)器.第27頁，共44頁。電氣系統(tǒng).第28頁，共44頁。電氣系統(tǒng)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(nèi)部波導管內(nèi)傳輸?shù)囊浑娏髅}沖完成；波導管是一種波導物質(zhì)邊界裝置，形狀是一根固體電介質(zhì)桿或充滿電介質(zhì)的管狀導體，可導引高頻電磁波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，.第29頁，共44頁。電氣系統(tǒng)磁致伸縮的原理是利用兩個不同的磁場相交時產(chǎn)生一個應變脈

7、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(chǎn)生的電流脈沖。這個詢問信號脈沖沿著傳感器內(nèi)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(chǎn)生磁致伸縮現(xiàn)象，產(chǎn)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(chǎn)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。.第30頁，共44頁。電氣系統(tǒng)編碼器：.第31頁，共44頁。電

8、氣系統(tǒng)增量型編碼器 (旋轉(zhuǎn)型)工作原理: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、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。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(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。.第32頁，共44頁。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冷卻風扇與電網(wǎng)連接/斷開連接發(fā)電機過速保護初始電

9、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PLC模塊功能.第33頁，共44頁。電氣系統(tǒng)發(fā)電機出線為Y/接可變化方式；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；高功率時發(fā)電機接，轉(zhuǎn)速變化范圍小（允許的最低轉(zhuǎn)速高），輸出功率可達到額定功率；在Y/接切換過程中，風力機功率需要跳變?yōu)榱?，但轉(zhuǎn)速變化為連續(xù)變化。.第34頁，共44頁。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(jié)形的同步切換1200rpm額定功率1600rpmY/ 接之間切換主要受發(fā)電機轉(zhuǎn)速

10、控制，為避免突然跳變，用+28rpm/s的加速和-15rpm/s的減速進行了平滑過渡；.第35頁，共44頁。變頻變速系統(tǒng)什么是變頻器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.第36頁，共44頁。根據(jù)電壓的調(diào)制方式分類：脈寬調(diào)制（PWM）變頻器 脈幅調(diào)制（PAM）變頻器按照工作原理分類：可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等按其供電電壓分類：低壓變頻器 ( 110V 220V 380V ) 、中壓變頻器 (

11、 500V660V 1140V ) 和高壓變頻器 ( 3KV 3.3KV 6KV 6.6KV 10KV )。 .第37頁，共44頁。變頻變速系統(tǒng)雙饋調(diào)速技術(shù)采用普通異步繞線式電機，在電機的定、轉(zhuǎn)子三相繞組分別接入兩個獨立的三相對稱電源，定子繞組接入工頻電源，轉(zhuǎn)子繞組接入頻率、幅值、相位都可以按照要求進行調(diào)節(jié)的交流電源，即采用交直交或交交變頻器給轉(zhuǎn)子繞組供電的結(jié)構(gòu)。.第38頁，共44頁。變頻變速系統(tǒng)實際結(jié)構(gòu)多采用交直交變頻器供電的結(jié)構(gòu)，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；.第39頁，共44頁。變頻變速系統(tǒng)當在轉(zhuǎn)子繞組中串入頻率與其感應電勢

12、的頻率相同、相位與幅值可調(diào)電壓后,通過改變串入電壓與轉(zhuǎn)子電動勢相角關(guān)系及其幅值大小,即可將異步發(fā)電機調(diào)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(diào)整轉(zhuǎn)子外加電壓與轉(zhuǎn)子電動勢的相位關(guān)系時可提高電機的功率因數(shù)、改善電網(wǎng)特性。.第40頁，共44頁。變頻變速系統(tǒng)變頻器組成：包括功率模塊序號名稱功能說明1信號轉(zhuǎn)接板外部信號和內(nèi)部檢測板間的轉(zhuǎn)接2DSP控制板相關(guān)側(cè)信號的檢測，功率模塊的控制3檢測板信號的調(diào)理，信號反饋和驅(qū)動信號的輸出等4電源板給DSP控制板和機側(cè)板提供15VDC輔助電源5Crowbar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.第41頁，共44頁。變頻變速系統(tǒng)Crowbar的結(jié)構(gòu)：見圖示Crowbar的作用：當直流電壓過高、轉(zhuǎn)子電流過大、轉(zhuǎn)子電壓過高時，起到過壓、過流保護措施，從而保護轉(zhuǎn)子側(cè)變頻