獨立變槳系統

獨立變槳系統獨立變槳系統

變槳系統的所有部件都安裝在輪轂上。風機正常運行時所有部件都隨輪轂以一定的速度旋轉。變槳系統通過控制葉片的角度來控制風輪的轉速，進而控制風機的輸出功率，并能夠通過空氣動力制動的方式使風機安全停機。根據風速的大小自動進行調整葉片與風向之間的夾角實現風輪對風力發(fā)電機有一個恒定轉速；利用空氣動力學原理可以使槳葉順漿90°與風向平行，使風機停機。風機的葉片（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動系統。變槳驅動系統通過一個小齒輪與變槳軸承內齒嚙合聯動。

獨立變槳系統變槳角度

風機正常運行期間，當風速超過機組額定風速時（風速在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（變槳角度根據風速的變化進行自動調整），通過控制葉片的角度使風輪的轉速保持恒定。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）。

獨立變槳系統備用電池變槳系統有時需要由備用電池供電進行變槳操作（比如變槳系統的主電源供電失效后），因此變槳系統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（用于95度限位），在主限位開關（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致備用電源長期沒有使用時，風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。

獨立變槳系統編碼器

每個變槳驅動系統都配有一個絕對值編碼器安裝在電機的非驅動端（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齒旁，它通過一個小齒輪與變槳軸承內齒嚙合聯動記錄變槳角度。

風機主控接收所有編碼器的信號，而變槳系統只應用電機尾部編碼器的信號，只有當電機尾部編碼器失效時風機主控才會控制變槳系統應用冗余編碼器的信號。獨立變槳系統變槳系統控制框圖滑環(huán)變槳中央控制箱執(zhí)行輪轂內的軸控箱和位于機艙內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。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。另外風機控制系統和變槳控制器之間用于數據交換的Profibus-DP的連接也通過這個滑環(huán)實現。

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

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）復位的情況下，電池供電控制每個葉片轉動到順槳位置。獨立變槳系統變槳電機

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動，緊急順槳時電池供電電機動作。獨立變槳系統冗余編碼器限位開關獨立變槳系統各部件間連接電纜

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之間通過電纜進行連接。為了防止連接電纜時產生混亂，電纜有各自的編號。獨立變槳系統變槳機構的機械鏈接4.2傳動系統1、傳動系統的結構（1）分離式結構圖4.31所有部件都單獨的固定在機艙的承力結構上。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生預想不到的附加載荷，造成振動過大或提前磨損等故障。4.2傳動系統（2）集成式結構把多個功能集成在一個部件上。1）直驅式圖4.32

取消齒輪箱，傳動系統短，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，需要承擔轉子支撐傳來的大載荷。不分解整個結構，齒輪箱無法更換。4.2傳動系統（3）混合結構圖4.34部分集成化結構形式?！叭c支撐”（4）風機功率的限制方式對于選擇傳動系統的結構形式無影響。均可應用于失速型風機和變槳型風機。4.2傳動系統2、齒輪箱（1）結構形式圓柱齒輪、行星齒輪、早先也應用過皮帶齒輪等。（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）應用于功率小于500kW的風機。4.2傳動系統（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，同時與太陽輪和內齒輪嚙合。行星齒輪固定在旋轉的或靜止的行星架上。運行方式：內齒輪旋轉、行星架靜止（圖4.39）或內齒輪靜止、行星架旋轉（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，齒數分別為za和zb，則傳動比為a、b齒輪角速度之比、轉速之比或齒數反比。4.2傳動系統（4）大型