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风力发电机组介绍 1 目录 变桨系统传动系统液压系统偏航系统电气系统变频变速系统 2 变桨系统 变桨系统的作用1 功率控制2 安全停机变桨系统的种类1 液压变桨系统2电气变桨系统 3 叶片 目前国内的主要叶片生产厂家国内的叶片生产厂家大约有67家 包括连云港中复连合材料集团有限公司 中航 保定 惠腾风电设备有限公司 中能风电设备有限公司 国电联合动力技术 保定 有限公司 株洲时代新材料科技股份有限公司 上海玻璃钢研究院 汉德风能装备控股有限公司 中材科技风电叶片股份有限公司等67家公司 4 叶片的几个主要参数 5 叶片 制作叶片矩形梁 6 叶片 外蒙皮制作 7 叶片 合模 8 叶片 表面修磨 9 变桨机构 变桨机构的类型1 液压变桨机构 变桨机构是由液压动力驱动的一套复杂的曲柄连杆机构 将液压活塞的直线运动转化为叶片的圆周运动 主要组成部分 液压缸 产生动力变桨杆 力矩传递变桨轴承 旋转与不旋转部件之间的连接部件曲柄连杆机构 力矩方向的转变导向杆 保证运动方向锁定装置 锁定动作机构 10 叶片及变桨机构 液压缸安装在齿轮箱后部 双作用缸液压活塞中空 安装有桨叶角度传感器部分元件 11 电气变桨系统 变桨过程 变桨变频器给变桨电机一个信号 变桨电机带动变桨减速机运动 进而达到叶片的出桨和回桨 变桨系统包括的主要部件 变桨电机变桨减速机变桨轴承变桨变频器限位开关电池系统 12 传动系统 传动系统包括 主轴 由前后轴承 轴承支撑 传动轴组成收缩盘 两段式结构齿轮箱 可选用不同类型的齿轮箱 润滑油 强制 飞溅混合润滑方式联轴器 可选用不同类型的联轴器 膜片式和连杆式刹车盘及液压卡钳 安装在齿轮箱高速轴上的刹车盘 液压卡钳 由液压装置提供动力 13 液压系统 液压系统的功能 驱动变桨系统 改变叶片迎风角度 驱动齿轮箱高速轴上的盘式刹车主要参数 泵功率压力范围油箱容积工作油量 14 偏航 对风 系统 偏航系统是风力发电机特有的一随动伺服系统 当风力机机舱与主风向之间发生偏差时 控制器将控制偏航驱动装置转动机舱 对准主风向 主要有两大功能 使机舱主动对准主风向由于主动对风 机舱电缆发生缠绕时 自动解缆 15 偏航 对风 系统 偏航系统的组成 1 偏航电机2 偏航减速机3 偏航计数器4 偏航变频器5 风速风向仪6 偏航刹车7 偏航齿圈8 限位开关 16 偏航 对风 系统 当控制器收到顺 逆时针偏航位置开关信号时 执行自动解缆 解缆过程中 根据位置信号确定逆 顺时针解缆方向 当收到中间位置开关信号时偏航制动 自动清除故障信息 返回自动偏航过程 17 电气系统 电气系统主要由传感器 控制器和电气执行回路三部分组成 传感器负责监测对象状态数据转换 如风速 风向 温度 转速 角度 振动及部分开关位置信号等 控制器负责数据计算 并输出 电气执行负责将计算结果执行与传递 18 电气系统 传感器种类主要为 风速 风向传感器温度传感器油位传感器振动传感器转速传感器扭缆传感器位移传感器 桨叶角度 压力传感器编码器 19 电气系统 风速 风向传感器 20 风速仪 21 风速仪 22 温度传感器 23 油位传感器 24 振动传感器 25 转速传感器 26 电气系统 偏航计数器 27 电气系统 28 电气系统 位移传感器 桨叶角度 为一磁致收缩位置传感器 变桨角度的位置传感器是一长度的线性测量 测量长度通过在保护管内部波导管内传输的一电流脉冲完成 波导管是一种波导物质边界装置 形状是一根固体电介质杆或充满电介质的管状导体 可导引高频电磁波磁致伸缩指一些金属 如铁或镍 在磁场作用下具有伸缩能力 29 电气系统 磁致伸缩的原理是利用两个不同的磁场相交时产生一个应变脉冲信号 然后计算这个信号被探测的时间周期 从而换算出准确的位置 这两个磁场一个来自活动磁铁 另一个来自传感器头的电子部件产生的电流脉冲 这个询问信号脉冲沿着传感器内以磁致伸缩材料制成的波导管 以声音的速度运行 当两个磁场相交时 波导管产生磁致伸缩现象 产生一个应变脉冲 也称 波导扭曲 或简称 返回 脉冲 这个返回信号脉冲很快被电子头的感测电路探测到 从产生询问信号的一刻到返回信号被探测到所需的时间周期乘以固定的声音速度 便能准确的计算出磁铁的位置变动 这个过程是连续不断的 所以每当活动磁铁被带动时 新的位置就会被很快的感测出来 30 电气系统 编码器 31 电气系统 增量型编码器 旋转型 工作原理 由一个中心有轴的光电码盘 其上有环形通 暗的刻线 有光电发射和接收器件读取 获得四组正弦波信号组合成A B C D 每个正弦波相差90度相位差 相对于一个周波为360度 将C D信号反向 叠加在A B两相上 可增强稳定信号 另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位 由于A B两相相差90度 可通过比较A相在前还是B相在前 以判别编码器的正转与反转 通过零位脉冲 可获得编码器的零位参考位 32 电气系统 PLC模块功能 33 电气系统 发电机出线为Y 接可变化方式 在低功率状况下发电机Y接 速度变化范围大 且减少了损耗 但输出功率受限 高功率时发电机 接 转速变化范围小 允许的最低转速高 输出功率可达到额定功率 在Y 接切换过程中 风力机功率需要跳变为零 但转速变化为连续变化 34 电气系统 Y 接之间切换主要受发电机转速控制 为避免突然跳变 用 28rpm s的加速和 15rpm s的减速进行了平滑过渡 35 变频变速系统 什么是变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能的控制装置变频器的分类 根据变流环节不同分类 交 直 交变频器交 交变频器根据直流电路的储能环节 滤波方式 分类 电压型变频器电流型变频器 36 根据电压的调制方式分类 脉宽调制 PWM 变频器脉幅调制 PAM 变频器按照工作原理分类 可以分为V f控制变频器 转差频率控制变频器和矢量控制变频器等按其供电电压分类 低压变频器 110V220V380V 中压变频器 500V660V1140V 和高压变频器 3KV3 3KV6KV6 6KV10KV 37 变频变速系统 双馈调速技术采用普通异步绕线式电机 在电机的定 转子三相绕组分别接入两个独立的三相对称电源 定子绕组接入工频电源 转子绕组接入频率 幅值 相位都可以按照要求进行调节的交流电源 即采用交 直 交或交 交变频器给转子绕组供电的结构 38 变频变速系统 实际结构多采用交 直 交变频器供电的结构 交 交式变频器输出电流谐波成分较高而且输出频率受到限制 39 变频变速系统 当在转子绕组中串入频率与其感应电势的频率相同 相位与幅值可调电压后 通过改变串入电压与转子电动势相角关系及其幅值大小 即可将异步发电机调整为超同步发电机 亚同步发电机 同步发电机三种状态 其中 适当调整转子外加电压与转子电动势的相位关系时可提高电机的功率因数 改善电网特性 40 变频变速系统 变频器组成 包括功率模块 41 变频变速系统 Crowbar的结构 见图示Crowbar的作用 当直流电压过高 转子电流过大 转子电压过高时 起到过压 过流保护措施 从而保护转子侧变频器和转子绕组 42 变频变