獨(dú)立變槳系統(tǒng)

獨(dú)立變槳系統(tǒng)獨(dú)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(jī)正常運(yùn)行時(shí)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(jìn)而控制風(fēng)機(jī)的輸出功率，并能夠通過空氣動(dòng)力制動(dòng)的方式使風(fēng)機(jī)安全停機(jī)。根據(jù)風(fēng)速的大小自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整葉片與風(fēng)向之間的夾角實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)有一個(gè)恒定轉(zhuǎn)速；利用空氣動(dòng)力學(xué)原理可以使槳葉順漿90°與風(fēng)向平行，使風(fēng)機(jī)停機(jī)。風(fēng)機(jī)的葉片（根部）通過變槳軸承與輪轂相連，每個(gè)葉片都要有自己的相對(duì)獨(dú)立的電控同步的變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過一個(gè)小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動(dòng)。

獨(dú)立變槳系統(tǒng)變槳角度

風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行期間，當(dāng)風(fēng)速超過機(jī)組額定風(fēng)速時(shí)（風(fēng)速在12m/s到25m/s之間時(shí)），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(jìn)行自動(dòng)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(jī)都會(huì)使葉片順槳到90度位置（執(zhí)行緊急順槳命令時(shí)葉片會(huì)順槳到91度限位位置）。

獨(dú)立變槳系統(tǒng)備用電池變槳系統(tǒng)有時(shí)需要由備用電池供電進(jìn)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(jī)組發(fā)生嚴(yán)重故障或重大事故的情況下可以安全停機(jī)（葉片順槳到91度限位位置）。此外還需要一個(gè)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(shí)確保變槳電機(jī)的安全制動(dòng)。

由于機(jī)組故障或其他原因而導(dǎo)致備用電源長(zhǎng)期沒有使用時(shí)，風(fēng)機(jī)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(dú)立變槳系統(tǒng)編碼器

每個(gè)變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都配有一個(gè)絕對(duì)值編碼器安裝在電機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端（電機(jī)尾部），還配有一個(gè)冗余的絕對(duì)值編碼器安裝在葉片根部變槳軸承內(nèi)齒旁，它通過一個(gè)小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動(dòng)記錄變槳角度。

風(fēng)機(jī)主控接收所有編碼器的信號(hào)，而變槳系統(tǒng)只應(yīng)用電機(jī)尾部編碼器的信號(hào)，只有當(dāng)電機(jī)尾部編碼器失效時(shí)風(fēng)機(jī)主控才會(huì)控制變槳系統(tǒng)應(yīng)用冗余編碼器的信號(hào)。獨(dú)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(jī)艙內(nèi)的機(jī)艙控制柜之間的連接工作。

變槳中央控制箱與機(jī)艙控制柜的連接通過滑環(huán)實(shí)現(xiàn)。通過滑環(huán)機(jī)艙控制柜向變槳中央控制柜提供電能和控制信號(hào)。另外風(fēng)機(jī)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(gè)滑環(huán)實(shí)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(gè)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(dú)立變槳系統(tǒng)中控箱獨(dú)立變槳系統(tǒng)軸控箱在變槳系統(tǒng)內(nèi)有三個(gè)軸控箱，每個(gè)葉片分配一個(gè)軸控箱。箱內(nèi)的變流器控制變槳電機(jī)速度和方向。獨(dú)立變槳系統(tǒng)電池箱

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

變槳電機(jī)是直流電機(jī)，正常情況下電機(jī)受軸控箱變流器控制轉(zhuǎn)動(dòng)，緊急順槳時(shí)電池供電電機(jī)動(dòng)作。獨(dú)立變槳系統(tǒng)冗余編碼器限位開關(guān)獨(dú)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(jī)、冗余編碼器和限位開關(guān)之間通過電纜進(jìn)行連接。為了防止連接電纜時(shí)產(chǎn)生混亂，電纜有各自的編號(hào)。獨(dú)立變槳系統(tǒng)變槳機(jī)構(gòu)的機(jī)械鏈接4.2傳動(dòng)系統(tǒng)1、傳動(dòng)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(dú)的固定在機(jī)艙的承力結(jié)構(gòu)上。優(yōu)點(diǎn)：所有部件都有可達(dá)性，如更換齒輪箱，無需分解整個(gè)機(jī)器。缺點(diǎn)：安裝誤差可能造成部件損壞，不對(duì)中和其他誤差可能會(huì)產(chǎn)生預(yù)想不到的附加載荷，造成振動(dòng)過大或提前磨損等故障。4.2傳動(dòng)系統(tǒng)（2）集成式結(jié)構(gòu)把多個(gè)功能集成在一個(gè)部件上。1）直驅(qū)式圖4.32

取消齒輪箱，傳動(dòng)系統(tǒng)短，輪轂直接與發(fā)電機(jī)相連。2）帶齒輪箱的圖4.33優(yōu)點(diǎn)：緊湊的尺寸，運(yùn)輸方便，安裝簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：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(gè)結(jié)構(gòu)，齒輪箱無法更換。4.2傳動(dòng)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(diǎn)支撐”（4）風(fēng)機(jī)功率的限制方式對(duì)于選擇傳動(dòng)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(jī)和變槳型風(fēng)機(jī)。4.2傳動(dòng)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(dòng)形式，由兩個(gè)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(gè)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(zhǎng)。4）應(yīng)用于功率小于500kW的風(fēng)機(jī)。4.2傳動(dòng)系統(tǒng)（3）行星齒輪表4.41）傳動(dòng)方式是：由3個(gè)或更多行星齒輪同心的繞著太陽輪布置，同時(shí)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(yùn)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(dòng)比。備注：傳動(dòng)比k例如：a、b兩個(gè)齒輪嚙合，齒數(shù)分別為za和zb，則傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)（4）大型