C)紧急模式
电池连接线
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.2 变桨系统结构
变桨是指让风机的桨叶自动旋转到主控制器设定的角度，以控制叶片的 迎风角始终保持在最佳位置，从而更好地利用风能。
以 创 新 为 动 力
变桨距系统接收主控发来的控制指令，通过控制算法输出一个电压形式 的速度值，这个值通过伺服驱动器驱动电机运转以带动桨叶。同时，变桨控 制器对备用电源进行管理，以保证紧急情况下能快速收桨。
成都阜特科技有限公司 风电控制领域的卓越解决方案
变桨系统介绍
主讲人：Shakar 日


期：2012-02-07
变桨系统
1、概述
以 创 新 为 动 力
2、变桨原理
Pitch System
3、系统功能 4、与其它产品比较 5、变桨系统故障判断
成都阜特科技有限公司 Chengdu Forward Technology Ltd.
1.3.1 按柜体数量分类
以 创 新 为 动 力
以 质 量 求 生 存
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.3.1 按柜体数量分类
以 创 新 为 动 力
以 质 量 求 生 存
电池连接线
以 创 新 为 动 力
95度限位开关 91度限位开关 变桨电机2 A编码器 电机连接线 B编码器 电池柜2 驱动柜2
变桨系统的工作模式：
A) 正常工作模式 B) 正常停机模式
电池连接线
95度限位开关 91度限位开关 变桨电机3 A编码器 电机连接线 B编码器 电池柜3 驱动柜3
以 质 量 求 生 存
以 创 新 为 动 力
风扇
电 机 温 度
整流桥 电源开关 U
伺服驱动器 叶 片 桨 距 角 B
W
电 机 刹 车
电池柜
电机 转速 反馈 A
变桨电机
以 质 量 求 生 存
95 度 限 位 开 关
位置编码器 92 度 限 位 开 关
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
以 质 量 求 生 存
安全性
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
2 变桨原理
以 创 新 为 动 力
2.1
原理简介
2.2
智能变桨
以 质 量 求 生 存
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
2.1 原理简介
RS485 状态 自动/手动切换 Pitch system 电压 电流 信号 电压/电 流监测 紧 急 收 桨 温 度 信 号 Pt100 状 态 信 号 控 制 命 令 变 桨 速 度
1.3.2.2 液压变桨
国内传统的风力发电机组液压变桨距执行机构均采用曲柄连杆机构的方式，液压站和液压油缸 放在机舱内，通过一套曲柄连杆机构同步推动三片桨叶旋转，这种方案的变距力有限，而且不能对 桨叶独立控制，已不能满足兆瓦级风力发电机组的要求。在对国内进口风电机组液压变桨距机构进 行调研的基础上，设计了独立液压变桨距机构。
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.3.2 按执行机构动力形式分类
以 创 新 为 动 力
1.3.2.1
电动变桨
1.3.2.2
液压变桨
以 质 量 求 生 存
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.3.2.1 电动变桨
以 质 量 求 生 存
代表厂商
GE、Nordex、Suzlon、Repower 和金风、华锐、东汽等。
Vestas、Gamesa、Acciona和 Dewind、三菱重工、上海电气等。
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.3.3 按驱动器输出电流类型分
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.3.1 按柜体数量分类
变桨系统结构有很多 种，有7柜式、6柜式、 4柜式、3柜式。但都 包括：
以 创 新 为 动 力
1、驱动柜（7柜式多 一个中控柜） 2、电池柜
3、变桨电机
4、编码器 5、限位开关
以 质 量 求 生 存
6、减速机
7、润滑泵
以 创 新 为 动 力
各部分作用如下: 推动杆: 传递动力，把机舱内液压缸的推力传递到同步盘 上; 支撑杆: 是推动杆轮毅端径向支撑部件; 导套: 与支撑杆形成轴向运动副，限制支撑杆的径向运动; 同步盘: 把推动杆的轴向力进行分解，形成推动三片桨叶 转动的动力; 防转装置: 防止同步盘在周向分力作用下转动，使其与轮 毅同步转动。 其中同步盘、短转轴、连杆、长转轴、偏心盘组成了 曲柄滑块机构，将推动杆的直线运动转变成偏心盘的圆周 运动。
以 创 新 为 动 力
以 质 量 求 生 存
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.3 变桨系统分类
1.3.1
按柜体数量分类
以 创 新 为 动 力1Biblioteka 3.2按执行机构动力形式分类
1.3.3
按驱动器输出电压类型分类
以 质 量 求 生 存
成都阜特科技有限公司
项目 直流变桨
直流电机的价格贵，而且 有电刷，维护不方便。
交流变桨
交流电机体积小，效率高， 价格也比直流电机便宜。
电机 以 创 新 为 动 力
维护
3MW机组的变桨电机功率约 在8kW～10kW，若用直流电 机，体积庞大，安装非常 大型机组采用异步电机，又 不变，如果电机烧了，要 轻又苗条，问题相对要小了。 换电机，一个人是抱不动 了，轮毂空间又小，维护 工作量很大。 直流伺服坏了，直流电机 能实现顺桨。最后一个安 交流伺服如果坏了，机组就 全环节，直流更胜一筹。 无法顺桨了。 在国外5MW机组上，电动变 桨多采用直流方案。
以 创 新 为 动 力
电动变桨距系统电机执行机构原理图：
以 质 量 求 生 存
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.3.2.2 液压变桨
液压变桨距系统（Hydraulic Pitch Control System）主要由推动杆、支撑杆、导套、防转装 置、同步盘、短转轴、连杆、长转轴、偏心盘、桨叶法兰等部件组成。
以 创 新 为 动 力
变桨系统所在位置 1.叶片 2. 轮毂 3.变桨系统 4.发电机转子 5.发电机定子 6.偏航电机 7.风速仪、风向标 8.基座 3 9.塔筒 10 .提升机
7
1 10 5
8
2 4 9
6
以 质 量 求 生 存
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
成都阜特科技有限公司 Chengdu Forward Technology Ltd.
以 质 量 求 生 存
1.2 变桨系统结构
变桨控制系统实现风力发电机组的变桨控制，在额 定功率以上通过控制叶片桨距角使输出功率保持在额定 状态。 每个叶片的变桨控制柜，都配备一套备用电源， 储备的能量，在保证变桨控制柜内部电路正常工作的前 提下，足以使叶片从0°顺桨到90°。当来自滑环的电 网电压掉电时，备用电源直接给变桨控制系统供电，仍 可保证短期内整套变桨电控系统正常工作，实现低电压 穿越（LVRT）功能。
低温下，蓄电池储存的能量降较大。 低温下，蓄能器储存的能量降较小。 蓄能器储存的能量通过压力容易实 蓄电池储存的能量不容易实现监控。 现监控。 液压变桨结构简单，元器件寿命较 主要损耗件蓄电池的使用使命大约 长。主要损耗件蓄能器的使用使命 3年 大约6年 占用空间相对较大。 轮毂、轴承可相对较小。 无需对齿轮进行润滑，减少集中润 需对齿轮进行集中润滑。 滑的润滑点。 容易存在漏油，造成机舱及轮毂内 机舱及轮毂内部清洁。 部油污。 电动变桨漏电，需漏电保护。电机 液压变桨漏油，液压油要求清洁度 碳刷（永磁无刷直流电机除外）、 高。需定期对液压油、滤清器进行 蓄电池需定期维护。 更换。
2.2 智能变桨
智能变桨距技术对大功率、海上型风机实施控制是未 来风机的发展趋势，国际国内市场需求十分迫切： 以 创 新 为 动 力
1、大型风机疲劳载荷是传统旋转机械的几十倍，特别是海上型大型风力发电
机组需要通过控制系统补偿才能获得较长的有效生命周期；
电动变桨距系统（Electric Pitch Control System）一般包括变桨距伺服电机、控制器、电机 驱动器、UPS、减速箱、传感器等。图中只画出了一个桨叶的变桨距执行机构，其它两个桨叶与此 完全相同。每个桨叶分别采用一个带位移反馈的伺服电机进行单独调节，位移传感器采用光电编码 器，安装在电动机输出轴上，采集电机转动角度。
以 质 量 求 生 存
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
1、概述
1.1
风力发电系统总体结构
以 创 新 为 动 力
1.2
变桨系统结构
以 质 量 求 生 存
1.3
变桨系统分类
成都阜特科技有限公司
Chengdu Forward Technology Ltd.
Chengdu Forward Technology Ltd.
1.1 风力发电系统总体结构
以 创 新 为 动 力
以 质 量 求 生 存
双馈异步风力发电机