獨立變槳系統(tǒng)

獨立變槳系統(tǒng)獨立變槳系統(tǒng)

變槳系統(tǒng)的所有部件都安裝在輪轂上。風(fēng)機正常運行時所有部件都隨輪轂以一定的速度旋轉(zhuǎn)。變槳系統(tǒng)通過控制葉片的角度來控制風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速，進而控制風(fēng)機的輸出功率，并能夠通過空氣動力制動的方式使風(fēng)機安全停機。根據(jù)風(fēng)速的大小自動進行調(diào)整葉片與風(fēng)向之間的夾角實現(xiàn)風(fēng)輪對風(fēng)力發(fā)電機有一個恒定轉(zhuǎn)速；利用空氣動力學(xué)原理可以使槳葉順漿90°與風(fēng)向平行，使風(fēng)機停機。風(fēng)機的葉片（根部）通過變槳軸承與輪轂相連，每個葉片都要有自己的相對獨立的電控同步的變槳驅(qū)動系統(tǒng)。變槳驅(qū)動系統(tǒng)通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動。

獨立變槳系統(tǒng)變槳角度

風(fēng)機正常運行期間，當(dāng)風(fēng)速超過機組額定風(fēng)速時（風(fēng)速在12m/s到25m/s之間時），為了控制功率輸出變槳角度限定在0度到30度之間（變槳角度根據(jù)風(fēng)速的變化進行自動調(diào)整），通過控制葉片的角度使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速保持恒定。任何情況引起的停機都會使葉片順槳到90度位置（執(zhí)行緊急順槳命令時葉片會順槳到91度限位位置）。

獨立變槳系統(tǒng)備用電池變槳系統(tǒng)有時需要由備用電池供電進行變槳操作（比如變槳系統(tǒng)的主電源供電失效后），因此變槳系統(tǒng)必須配備備用電池以確保機組發(fā)生嚴重故障或重大事故的情況下可以安全停機（葉片順槳到91度限位位置）。此外還需要一個冗余限位開關(guān)（用于95度限位），在主限位開關(guān)（用于91度限位）失效時確保變槳電機的安全制動。

由于機組故障或其他原因而導(dǎo)致備用電源長期沒有使用時，風(fēng)機主控就需要檢查備用電池的狀態(tài)和備用電池供電變槳操作功能的正常性。

獨立變槳系統(tǒng)編碼器

每個變槳驅(qū)動系統(tǒng)都配有一個絕對值編碼器安裝在電機的非驅(qū)動端（電機尾部），還配有一個冗余的絕對值編碼器安裝在葉片根部變槳軸承內(nèi)齒旁，它通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動記錄變槳角度。

風(fēng)機主控接收所有編碼器的信號，而變槳系統(tǒng)只應(yīng)用電機尾部編碼器的信號，只有當(dāng)電機尾部編碼器失效時風(fēng)機主控才會控制變槳系統(tǒng)應(yīng)用冗余編碼器的信號。獨立變槳系統(tǒng)變槳系統(tǒng)控制框圖滑環(huán)變槳中央控制箱執(zhí)行輪轂內(nèi)的軸控箱和位于機艙內(nèi)的機艙控制柜之間的連接工作。

變槳中央控制箱與機艙控制柜的連接通過滑環(huán)實現(xiàn)。通過滑環(huán)機艙控制柜向變槳中央控制柜提供電能和控制信號。另外風(fēng)機控制系統(tǒng)和變槳控制器之間用于數(shù)據(jù)交換的Profibus-DP的連接也通過這個滑環(huán)實現(xiàn)。

變槳控制器位于變槳中央控制箱內(nèi)，用于控制葉片的位置。另外，三個電池箱內(nèi)的電池組的充電過程由安裝在變槳中央控制箱內(nèi)的中央充電單元控制。獨立變槳系統(tǒng)中控箱獨立變槳系統(tǒng)軸控箱在變槳系統(tǒng)內(nèi)有三個軸控箱，每個葉片分配一個軸控箱。箱內(nèi)的變流器控制變槳電機速度和方向。獨立變槳系統(tǒng)電池箱

和軸控箱一樣，每個葉片分配一個電池箱。在供電故障或EFC信號（緊急順槳控制信號）復(fù)位的情況下，電池供電控制每個葉片轉(zhuǎn)動到順槳位置。獨立變槳系統(tǒng)變槳電機

變槳電機是直流電機，正常情況下電機受軸控箱變流器控制轉(zhuǎn)動，緊急順槳時電池供電電機動作。獨立變槳系統(tǒng)冗余編碼器限位開關(guān)獨立變槳系統(tǒng)各部件間連接電纜

變槳中央控制箱、軸控箱、電池箱、變槳電機、冗余編碼器和限位開關(guān)之間通過電纜進行連接。為了防止連接電纜時產(chǎn)生混亂，電纜有各自的編號。獨立變槳系統(tǒng)變槳機構(gòu)的機械鏈接4.2傳動系統(tǒng)1、傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（1）分離式結(jié)構(gòu)圖4.31所有部件都單獨的固定在機艙的承力結(jié)構(gòu)上。優(yōu)點：所有部件都有可達性，如更換齒輪箱，無需分解整個機器。缺點：安裝誤差可能造成部件損壞，不對中和其他誤差可能會產(chǎn)生預(yù)想不到的附加載荷，造成振動過大或提前磨損等故障。4.2傳動系統(tǒng)（2）集成式結(jié)構(gòu)把多個功能集成在一個部件上。1）直驅(qū)式圖4.32

取消齒輪箱，傳動系統(tǒng)短，輪轂直接與發(fā)電機相連。2）帶齒輪箱的圖4.33優(yōu)點：緊湊的尺寸，運輸方便，安裝簡單。缺點：齒輪須特殊加工，需要承擔(dān)轉(zhuǎn)子支撐傳來的大載荷。不分解整個結(jié)構(gòu)，齒輪箱無法更換。4.2傳動系統(tǒng)（3）混合結(jié)構(gòu)圖4.34部分集成化結(jié)構(gòu)形式?！叭c支撐”（4）風(fēng)機功率的限制方式對于選擇傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式無影響。均可應(yīng)用于失速型風(fēng)機和變槳型風(fēng)機。4.2傳動系統(tǒng)2、齒輪箱（1）結(jié)構(gòu)形式圓柱齒輪、行星齒輪、早先也應(yīng)用過皮帶齒輪等。（2）圓柱齒輪表4.4，圖4.381）最常見的齒輪傳動形式，由兩個固定在兩根相互平行軸上的齒輪相互嚙合。2）一般采用斜齒輪，可保證式中2個齒處于嚙合，載荷分布較均勻。3）與直齒嚙合比較噪音小，壽命長。4）應(yīng)用于功率小于500kW的風(fēng)機。4.2傳動系統(tǒng)（3）行星齒輪表4.41）傳動方式是：由3個或更多行星齒輪同心的繞著太陽輪布置，同時與太陽輪和內(nèi)齒輪嚙合。行星齒輪固定在旋轉(zhuǎn)的或靜止的行星架上。運行方式：內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)、行星架靜止（圖4.39）或內(nèi)齒輪靜止、行星架旋轉(zhuǎn)（圖4.40）。原因：容易改變傳動比。備注：傳動比k例如：a、b兩個齒輪嚙合，齒數(shù)分別為za和zb，則傳動比為a、b齒輪角速度之比、轉(zhuǎn)速之比或齒數(shù)反比。4.2傳動系統(tǒng)（4）大型