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风力发电机组——控制系统结构风力发电机组——控制系统结构概述

并网运行的风力发电技术是20世纪80年代兴起的一项新能源技术，一开始就受到世界各国的高度重视，因而迅速实现了商品化、产业化，特别是随着计算机与控制技术的飞速发展，风力发电技术的发展极为迅速。2023/10/4概述并网运行的风力发电技术是20世纪80

1、单机容量从最初的数十千瓦级发展到兆瓦级机组；风机发展演变

2、

控制方式从基本单一的定桨距失速控制发展为全桨叶变距和变速控制的智能型风力发电机组；2023/10/41、单机容量从最初的数十千瓦级发展到兆瓦定桨失速型风机2023/10/4定桨失速型风机2023/8/4变桨型风机桨叶0度角桨叶90度角2023/10/4变桨型风机桨叶0度角桨叶90度角2023/8/4

3、风机可靠性：从最初的50%提高到98%以上；

4、风电场运行：实现集中控制和远程控制（通过SCADA系统）。数据采集与监视控制系统2023/10/43、风机可靠性：从最初的50%提高到98风轮系统实现了从风能到机械能的能量转换；机组功能：两个能量转换发电机和控制系统则实现了从机械能到电能的能量转换过程。2023/10/4风轮系统实现了从风能到机械能的能量转换；机组功能：两个能量转

控制系统功能：

接收机组及其工作环境信息，调节机组按照预先设定的要求运行；通过对执行机构的控制，提高机组运行效率，确保机组高效率运行；对机组出现的故障予以检测，特别是涉及到如超速、振动、过功率、过热等故障，并采取完善的保护措施。2023/10/4控制系统功能：接收机组及其工作环境信息，调节机组按照输出单元输入单元2023/10/4输出单元输入单元2023/8/42、风机参数3、系统功能1、机组类型4、功率曲线及控制策略7、传感器5、并网控制6、变桨控制索引2023/10/42、风机参数3、系统功能1、机组类型4、功率曲线及控制策略7机组类型恒速恒频风力发电机组变速恒频风力发电机组2023/10/4机组类型恒速恒频风力发电机组2023/8/4恒速恒频风力发电机组

定速失速型风力发电机组通常采用感应发电机直接连接到交流电网；

运行中，转速基本恒定，桨距角不可变；

低于额定风速，风能利用系数低；高于额定风速，通过桨叶的失速性能调节，限制功率输出。

2023/10/4恒速恒频风力发电机组定速失速型风力发2023/10/42023/8/4定桨失速型电控系统从部件划分，可分为两大部分：主控柜电容器柜控制器软并网模块电容器组2023/10/4定桨失速型电控系统从部件划分，可分为两2023/10/42023/8/4主要功能包括：偏航控制、液压控制、齿轮箱控制、刹车控制、温度控制、电网监测、振动监测、无功补偿和启停控制。2023/10/4主要功能包括：偏航控制、液压控制、齿轮系统传感信号主要由信号接口电路完成，它们向计算机控制器提供电气隔离标准信号。这些信号有模拟量、开关量、频率量，信号的电压和电流范围一般为工业标准信号。2023/10/4系统传感信号主要由信号接口电路完成，控制系统输入信号、系统监测的参数有：三相电压、三相电流、电网频率、功率因数、输出功率、发电机转速、风轮转速、发电机绕组温度、齿轮箱油温、环境温度、控制板温度、机械制动闸片磨损及温度、电缆扭绞、机舱振动、风速仪和风向标等。为了得到系统运行的情况，系统还需监测各接触器的开关、液压阀压力状况、偏航运作和按键输入等情况。输入信号2023/10/4控制系统输入信号、系统监测的参数有：输入信号2023/8/系统的模拟输入量：

发电机和电网的三相电压、三相电流和发电机绕组温度、齿轮箱油温、环境温度、传动机构等旋转机构的热升温度；系统的频率输入量：

风轮转速、发电机转速、风速仪、风向仪，偏航正反向计数、扭缆正反向计数等；2023/10/4系统的模拟输入量：2023/8/4系统的开关输入量：按键信号、制动闸片磨损、制动闸片热、风向标0°、风向标90°、偏航顺时针传感、偏航逆时针传感、机舱振动开关、偏航电动机过载、旁路接触器状态、风轮液压压力信号（风轮转速过高时出现）、机械制动液压压力高、机械制动液压压力低、外部错误信号等等。2023/10/4系统的开关输入量：2023/8/4

控制系统的输出信号主要有：

控制各电磁阀、接触器线圈、空气断路器的开合输出。电磁阀和接触器的开合包括：发电动机的并网、偏航电动机（顺时针和逆时针）的动作、相位补偿电容的投切、空气制动及机械制动系统的动作等。还有系统的软并网和软脱网控制。此外，对变桨距风力发电机组还要求根据风速变化调节变桨距控制输出。输出信号2023/10/4控制系统的输出信号主要有：输出信号2023/8/4变速恒频风力发电机组

目前广泛应用的是交流励磁变速恒频双馈风力发电技术，采用双馈式异步发电机，定子直接接到电网上，转子在三相变流器的控制下实现交流励磁，保持定子恒频恒压输出。2023/10/4变速恒频风力发电机组目前广泛应用的是交流励磁大型风机系统的发展趋势：

恒速恒频

↓变速恒频双馈异步风力发电系统是变速恒频的主要形式之一，基本构成如下图2023/10/4大型风机系统的发展趋势：双馈异步风力发电系统是2023/10/42023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/4变速恒频电控系统从部件上划分，包括三个相对独立的系统：变桨控制系统，变频控制系统（变频器）和主控系统。从风机控制逻辑上来说，变桨和变频系统是执行机构，而主控系统则是机组运行和监控的大脑。2023/10/4变速恒频电控系统从部件上划分，包括三个相对独立电控系统2023/10/4电控系统2023/8/4

风电机组控制器由塔底控制柜和机舱顶部控制柜组成。塔底控制柜包括功率柜（变流器柜）和主控柜。功率柜（变流器柜）为风力发电机组的主配电系统，包括发电机与电网连接主回路、可控硅主回路、电量采集回路、电源变换、防雷保护回路、安全继电器电路等。主控柜包括中心控制器及其控制电路、电容补偿装置及其控制保护电路等。电气柜分布2023/10/4风电机组控制器由塔底控制柜和机舱顶部控制柜组顶部控制柜(TB1)包括机舱内传感器信号的处理与转换，这些信号包括温度信号、叶轮过速信号、风速风向信号、转速驱动信号等。同时，也为机舱内的电动机如偏航电机、液压油泵等执行机构提供电源。2023/10/42023/8/42023/10/42023/8/4变流器柜塔筒柜机舱柜2023/10/4变流器柜塔筒柜机舱柜2023/8/4电控系统主要包括正常运行控制、阵风控制、最佳运行控制（最佳叶尖速比控制）、功率控制、安全保护控制、变桨距控制等部分。如图所示：系统组成2023/10/4系统组成2023/8/42023/10/42023/8/4双馈异步风力发电系统的稳态分析

2023/10/4双馈异步风力发电系统的稳态分析2023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/4定桨失速风力发电机变桨有限变速风力发电机变桨变速风力发电机风机参数2023/10/4定桨失速风力发电机风机参数2023/8/4定桨距风力发电机以NEGMICON750-200/48型为例

1）起动风速V>3m/s；当V>4m/s时，风轮转速可达到小发电机额定转速（6极）2)切换风速V>8m/s；当V>8m/s时，发电机将从6极切换到4极（大发电机）或直接切入大发电机运行3）额定风速V=14m/s；当v>14m/s时，桨叶自动失速4)切出风速V=25m/s5)风轮直径48m6)风轮转速（22.3/14.9）r/min2023/10/4定桨距风力发电机2023/8/47)桨叶LM23.5m，带空气动力刹车机构8)功率调节自动失速9)发电机型式三相异步双速发电机10）额定功率（750/200）kw11）额定转速（1500/1000）r/min12）冷却液体循环冷却系统13）油温控制体外循环冷却系统和内置加热器14）偏航系统电动机驱动15）偏航制动液压驱动的摩擦制动器16）偏航转速0.46°/s2023/10/47)桨叶LM23.5m，带空气动力刹17）MITAWP3000

主要功能：控制风力发电机组并网与脱网；自动相位补偿；监视风力发电机组运行状态；监视气象情况，在异常情况下使风力发电机组安全停机；记录运行数据，产生功率曲线、风速变化曲线、运行可靠性、发电量等各种图表。2023/10/417）MITAWP30002023/8/4变桨距风力发电机组VESTAS是世界上最大的风力发电机组制造商之一，其生产的风力发电机2001年达到1630MW，约占世界风力发电机组总产量的24%。下面以V47-660/200kw为例介绍变桨距风力发电机组的主要技术参数。2023/10/4变桨距风力发电机组2023/8/41）起动风速3.5m/s；2）额定风速16m/s；3）切出风速25m/s；4）风轮水平轴、三桨叶，上风向布置，全桨叶变距5）风轮直径47m6）风轮转速20-26r/min7）功率调节变桨距/转速调节8）主发电机异步发电机+最佳转差率控制9）额定功率660kw10）运行转速1515-1650r/min2023/10/41）起动风速3.5m/s；2023/8/411）小发电机

异步发电机12）额定功率200kw13）控制系统基于微处理器的控制系统+转速调节+变距调节主要功能：控制风力发电机组并网与脱网；优化功率输出曲线；监视风力发电机组运行状态；监视气象情况；监视电网情况，在异常情况下使风力发电机安全停机；记录运行数据，产生功率曲线、风速变化曲线、运行可靠性、发电量等各种图表。2023/10/411）小发电机异步发电机2023/8/4变速风力发电机组德国DeWind公司生产的变速风力发电机组2000年已在德国市场占到8%的份额，机组容量从600kw到1500kw，1999-2000年装机96台，容量达76.4MW。以D6型机组为例，介绍其主要技术参数2023/10/4变速风力发电机组2023/8/41）起动风速2.5m/s；2）额定风速13m/s；3）切出风速28m/s；4）风轮水平轴、三桨叶，上风向布置，全桨叶变距5）风轮直径60m6）风轮转速14.3-27.6r/min7）功率调节变桨距/变速8）发电机型式绕线转子异步发电机，双馈9）额定功率1250kw10）运行转速1000（1±35%）r/min2023/10/41）起动风速2.5m/s；2023/8/411）变距机构液压驱动的曲柄连杆机构12）冷却液体循环冷却系统13）制动系统高速轴上圆盘式刹车14）偏航系统液压马达驱动15）偏航制动可调整的液压摩擦制动器16）偏航转速0.47°/s2023/10/411）变距机构液压驱动的曲柄连杆机构2023/8/417）逆变器及整流器先进的IGBT技术，四象限运行。通过微处理器控制的电力电子装置提供发电机转子励磁电流和频率；通过控制IGBT元件，以脉宽调制方式提供正弦波电压，从而确保发电机输出恒定的电压和频率。2023/10/417）逆变器及整流器2023/8/418）控制系统基于计算机实时监控的当地控制与远程监控（数据传输）系统主要功能：低于额定风速时，跟踪最佳功率曲线；高于额定风速时，保持功率输出恒定。记录运行数据，产生功率曲线等各种图表。2023/10/418）控制系统2023/8/4主开关合上后，风力发电机组控制器准备自动运作。正常起动前10min，风力发电机组控制器进入准备状态：系统初始化，检查控制程序、微控制器硬件，并对电网、风况和机组的状态进行检测。控制系统工作过程2023/10/4主开关合上后，风力发电机组控制器准备自1、电网1）连续10min内电网没有出现过电压、低电压；2）电网电压0.1s内跌落值均小于设定值；3）电网频率在设定范围之内；4）没有出现三相不平衡等现象。这些状态必须满足以下条件：2023/10/41、电网这些状态必须满足以下条件：2023/8/42、风况连续10min风速在风力发电机组运行风速的范围内（3m/s<V<25m/s）。2023/10/42、风况2023/8/43、机组机组本身至少应具备以下条件：1）发电机温度、齿轮箱油温度应在设定值范围以内；2）液压系统所有部位的压力都在设定值范围内；3）液压油位和齿轮润滑油位正常；4）制动器摩擦片正常；5）扭缆开关复位；2023/10/43、机组2023/8/46）控制系统DC24V、AC24V、DC5V、DC+/-15V电源正常；7）非正常停机后显示的所有故障均已排除：8）维护开关在运行位置。上述条件满足时，按控制程序机组开始执行“风轮对风”与“制动解除”指令。至此，机组进入运行状态。2023/10/46）控制系统DC24V、AC24V、DC5V、DC+/-1由于风轮的叶尖本来是90°，现在恢复为0°，风轮开始转动。计算机开始时刻监测各个参数、输入，判断是否可以并网，判断参数有否超过极限、执行偏航、相位补偿、机械制动或空气制动。其中相位补偿的作用在于使功率因数保持在0.95-0.99之间。其详细的控制系统工作原理流程框图。2023/10/4由于风轮的叶尖本来是90°，现在恢复为2023/10/42023/8/41.大风、超速保护大风(超速)情况下，当风速（转速）达到停机风速（转速）时，风力发电机组应叶尖限速、脱网、抱液压机械闸停机，而且在脱网同时，风力发电机组偏航90°（定桨型风机）。停机后待风速降低到大风开机风速时，风力发电机组又可自动并入电网运行。控制功能2023/10/41.大风、超速保护控制功能2023/8/42.小风逆功率当风速小于停机风速时，为了避免风力发电机组长期逆功率运行，造成电网损耗，应自动脱网，使风力发电机组处于自由转动的待风状态。3.小风频繁开、停机为了避免该现象，在并网后10min内不能按风速自动停机。同样，在小风自动脱网停机后，5min内不能软切并网。2023/10/42.小风逆功率2023/8/44.自动对风当风速大于开机风速，要求风力发电机组的偏航机构始终能自动跟风,跟风精度范围±15°。5.刹车制动系统风力发电机组的液压机械闸在并网运行、开机和待风状态下，应该松开机械闸，其余状态下（大风停机、断电和故障等）均应抱闸。2023/10/44.自动对风2023/8/4偏航刹车2023/10/4偏航刹车2023/8/4偏航刹车2023/10/4偏航刹车2023/8/4高速轴刹车2023/10/4高速轴刹车2023/8/46.定桨距风机叶尖闸控制风力发电机组的叶尖闸除非在脱网瞬间、超速和断电时释放，起平稳刹车作用。其余时间（运行期间、正常和故障停机期间）均处于归位状态。2023/10/46.定桨距风机叶尖闸控制2023/8/47.电网故障保护在电网中断、缺相和过电压的情况下，风力发电机组应停止运行，此时控制系统不能供电。如果正在运行时风力发电机组遇到这种情况，应能自动脱网和抱闸停机。2023/10/47.电网故障保护2023/8/4电网监测2023/10/4电网监测2023/8/48.扭缆保护风力发电机组塔架内的悬挂电缆只允许扭转±2.5圈，系统已设计了正/反向扭缆计数器，超过时自动停机解缆，达到要求后再自动开机，恢复运行发电。2023/10/48.扭缆保护2023/8/4扭缆2023/10/4扭缆2023/8/49.手动/自动模式风力发电机组应具有手动控制功能（包括远程遥控手操），手动控制时“自动”功能应该解除，相反地投入自动控制时，有些“手动”功能自动屏蔽。机组手动起动、手动停机、手动偏航、手动复位、维护等2023/10/4机组手动起动、手动停机、手动偏航、手动复位、维护等202310.实时监控控制系统应该保证风力发电机组的所有监控参数在正常允许的范围内，一旦超过极限并出现危险情况，应能自动处理并安全停机。2023/10/410.实时监控2023/8/4

电网参数：电网的电压、频率

环境参数：风速，风向，环境温度

发电机：三相电流，有功功率，无功功率，功率因数，发电机转速，发电机绕组温度，发电机前/后轴承温度

叶轮：叶轮转速，叶轮过速，液压系统：液压泵工作状态，液压油位，液压系统压力，叶尖压力偏航系统：偏航电机工作状态，左/右偏航角度，偏航闸状态（刹车/释放）软并网：可控硅温度齿轮箱：齿轮油位，齿轮油压力，齿轮油过滤，齿轮油温度，齿轮油轴承温度。制动系统：高速闸状态（刹车/释放）、闸磨损机舱：机舱温度2023/10/4电网参数：电网的电压、频率2023/8/41.硬件保护硬件本身的保护措施主要采取了3种方法：硬件互锁电路、过电压以及过电流保护。保护功能2023/10/41.硬件保护保护功能2023/8/4互锁电路风力发电机组中的左右偏行电机和大小发电机只有一个可以运行，通过接触器辅助触点的互联对其进行了互锁。2023/10/4互锁电路2023/8/4过电压、过电流保护通过将快速熔断器、速断保护的断路器（根据各自的负荷计算允许通过的电流）等串在执行机构的前端，防止了大电流流过回路，从而减少了不必要的损害。2023/10/4过电压、过电流保护2023/8/4在设计时，对断路器、接触器等选件都进行了负荷计算。选择的原则：既留有裕量也不会使执行机构等受到冲击，当有瞬时冲击电流通过电缆传入控制柜时，控制系统具有自我保护的能力。2023/10/4在设计时，对断路器、接触器等选件都进行了负荷计算。选择的原则2.雷电保护电闪雷鸣释放的巨大能量，会造成风机叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁…….

2023/10/42.雷电保护2023/8/4

全面的雷电保护分为外部和内部保护系统，考虑了直接遭遇雷击的后果。2023/10/4全面的雷电保护分为外部和内部保护系统，考虑了直外部雷电保护每块叶片上安装一组接收器，并通过叶片轴承的内环电气连接到轮毂上。按照II级雷电保护等级的要求，主要的雷电电流通路上的设计雷电电流峰值为150kA。2023/10/4外部雷电保护2023/8/4机舱防雷设计2023/10/4机舱防雷设计2023/8/4内部雷电保护系统中使用的被附在封闭式开关柜上的金属排与就地的等电位连接导体相连,反过来也与雷电保护装置中的等电位连接导体相连。特别是将有危险的电缆防护起来并与就地的等电位连接导体连接在一起。2023/10/4内部雷电保护2023/8/42023/10/42023/8/43.接地保护

电气系统接地保护由于设备因绝缘破坏或其他原因可能引起出现危险电压的金属部分，均应实现保护接地。所有风力发电机组的零部件、传动装置、执行电机、发电机、变压器、传感器、照明器具及其他电器的金属底座和外壳。2023/10/43.接地保护2023/8/4风机结构接地保护

结构接地系统的作用是将雷电安全地引入地下，并提供等电位连接。接地系统应该在建造地基时进行安装。至少要从地基的接地极引出三个接头连到塔架的基座法兰。这些接头分布在基座法兰的整个周围，而这些接头与法兰是电气连接的。2023/10/4风机结构接地保护2023/8/4接地网

2023/10/4接地网2023/8/44.紧急停机安全链保护紧急停机是机组安全保护的有效屏障，当振动开关动作、超转速、电网中断、机组部件突然损坏或火灾时，风力发电机组组紧急停机，系统的安全链动作，将有效的保护系统各环节工况安全，控制系统在短时间内将机组平稳停止。

2023/10/44.紧急停机安全链保护2023/8/45.制动功能制动系统是风力发电机组安全保障的重要环节，在硬件上主要由叶尖气动刹车和盘式高速刹车构成，由液压系统来支持工作。制动功能的设计一般按照失效保护的原则进行，即失电时处于制动保护状态。2023/10/45.制动功能2023/8/46.电网掉电保护UPS电源风力发电机组离开电网的支持是无法工作的，一旦有突发故障而停电时，控制计算机由于失电会立即终止运行，并失去对风机的控制，控制叶尖气动刹车和机械刹车的电磁阀就会立即打开，液压系统会失去压力，制动系统动作，执行紧急停机。2023/10/46.电网掉电保护UPS电源2023/8/4紧急停机的设置是为了在出现紧急情况时保护风电机组安全的。然而，电网故障无须紧急停机；突然停电往往出现在天气恶劣、风力较强时，紧急停机将会对风机的寿命造成一定影响；风机主控制器突然失电就无法将风机停机前的各项状态参数及时存储下来，这样就不利于迅速对风机发生的故障作出判断和处理。2023/10/4紧急停机的设置是为了在出现紧急情况时针对上述情况，对控制电路作了相应的改进。在控制系统电路中加设了一台1KVA的在线UPS后备电源，这样当电网突然停电时，UPS机及时投入，为风机的控制系统提供足够的动力，使风机制动系统按正常程序完成停机过程。2023/10/4针对上述情况，对控制电路作了相应的改对于变速风力发电机组,在控制过程中，风电机组将被控制在功率优化区和功率限制区范围内，如图所示：风机运行功率曲线2023/10/4对于变速风力发电机组,在控制过程中，风2023/10/42023/8/4功率优化区：其中，区间A-B，C-D为固定转速区；区间B-C为变速区，在此区间内实现最佳叶尖速比控制。（运行点B,C的位置由风电机组决定）功率限制区：在此区间，通过变桨距的方式限制输入功率为额定功率，但在阵风控制时，输入的瞬时功率会超过额定功率。2023/10/4功率优化区：其中，区间A-B，C-D为固定转速区；区间B-C在图中，双馈发电机的运行转速范围为：900转/分-2000转/分，额定转速为1800转/分。当转速在900转/分-1800转/分之间时，可以进行最佳叶尖速比控制；而高于1800转/分的转速范围用于阵风控制，这样不但可以减少阵风对风电机组主传动链的冲击，同时也可以降低对变桨距系统响应速度的要求。2023/10/4在图中，双馈发电机的运行转速范围为：90功率控制策略

低于额定风速时，跟踪Cpmax曲线,以获得最大能量；高于额定风速时，跟踪Pmax,并保持输出稳定。控制策略2023/10/4功率控制策略低于额定风速时，跟踪Cpmax曲线,一、CP恒定区

在CP恒定区，风力发电机组受到给定的功率-转速曲线控制。2023/10/4一、CP恒定区在CP恒定区，风力发电机组受到给定最佳功率和风轮转速2023/10/4最佳功率和风轮转速2023/8/4二、转速恒定区

如果保持Cpmax恒定，即使没有达到额定功率，发电机最终将达到其转速极限。此后风力机进入转速恒定区。

在这个区域，随着风速增大，发电机转速保持恒定，功率在达到极值之前一直增大。风力机在较小的λ区（Cpmax的左边）工作。

2023/10/4二、转速恒定区如果保持Cpmax恒定，即使没有达转速恒定区的实现2023/10/4转速恒定区的实现2023/8/4三、功率恒定区随着功率的增大，发电机和变流器将最终达到其功率极限。

1、在功率恒定区，可以通过降低发电机的转速使功率低于其极限。随着风速增大，发电机转速降低，使Cp值迅速降低，从而保持功率不变。

2、通过改变桨距角，从而改变风轮的气动特性。2023/10/4三、功率恒定区随着功率的增大，发电机和变流器将转速恒定区的实现2023/10/4转速恒定区的实现2023/8/4运行状态暂停状态停机状态紧急停机状态执行机构控制策略

风机总是工作在以上四种状态之一，每种工作状态可看作风力发电机组的一个活动层次，运行状态处在最高层次，紧停状态处在最低层次。2023/10/4运行状态执行机构控制策略风机总是工作在以上四种状为了能够清楚地了解机组在各种状态条件下控制系统是如何反应的，必须对每种工作状态作出精确的定义。这样，控制软件就可以根据机组所处的状态，按设定的控制策略对调向系统、液压系统、变桨距系统、制动系统、晶闸管等进行操作，实现状态之间的转换。

2023/10/4为了能够清楚地了解机组在各种状态条件下机械刹车松开允许机组并网发电机组自动调向液压系统保持工作压力叶尖阻尼板回收或变桨距系统选择最佳工作状态

以下给出了四种工作状态的主要特征及其简要说明1.运行状态：2023/10/4机械刹车松开以下给出了四种工作状态的主要特征及其简要说明20机械刹车松开；液压泵保持工作压力；自动调向保持工作状态；叶尖阻尼板回收或变距系统保持在当前位置；风力发电机组空转。

2.暂停状态这个工作状态在调试风力发电机组时非常有用，因为调试风力机的目是要求机组的各种功能正常，而不一定要求发电运行。2023/10/4机械刹车松开；2.暂停状态这个工作状态在调试机械刹车松开；液压系统打开电磁阀使叶尖阻尼板弹出，或变桨距系统停止工作；液压系统保持工作压力；调向系统停止工作。

3.停机状态2023/10/4机械刹车松开；3.停机状态2023/8/4机械刹车与气动刹车同时动作；紧急电路(安全链)开启；计算机所有输出信号无效；计算机仍在运行和测量所有输入信号

4.紧急停机状态当紧停电路动作时，所有接触器断开，计算机输出信号被旁路，使计算机没有可能去激活任何机构。2023/10/4机械刹车与气动刹车同时动作；4.紧急停机状态状态转换定义了风力发电机组的四种工作状态之后，我们进一步说明各种工作状态之间是如何实现转换的。按图所示，提高工作状态层次只能一层一层地上升，而要降低工作状态层次可以是一层或多层。这种工作状态之间转变方法是基本的控制策略，它主要出发点是确保机组的安全运行。2023/10/4状态转换定义了风力发电机组的四种工作状态之后，2023/10/42023/8/4如果风力发电机组的工作状态要往更高层次转化，必须一层一层往上升，用这种过程确定系统的每个故障是否被检测。当系统在状态转变过程中检测到故障，则自动进入停机状态。当系统在运行状态中检测到故障，并且这种故障是致命的，那么工作状态不得不从运行直接到紧停，这可以立即实现而不需要通过暂停和停止。2023/10/4如果风力发电机组的工作状态要往更高层次1.工作状态层次上升

紧停→停机如果停机状态的条件满足，则：1)关闭紧停电路；2)建立液压工作压力；3)松开机械刹车。

下面我们进一步说明当工作状态转换时,系统是如何工作的。2023/10/41.工作状态层次上升下面我们进一步说明当工作状停机→暂停如果暂停的条件满足，则：1)起动偏航系统；2)对变桨距风力发电机组，接通变桨距系统压力阀。2023/10/4停机→暂停2023/8/4暂停→运行如果运行的条件满足，则：1)核对风力发电机组是否处于上风向；2)叶尖阻尼板回收或变桨距系统投入工作；3)根据所测转速，发电机是否可以切入电网。2023/10/4暂停→运行2023/8/42．工作状态层次下降工作状态层次下降包括3种情况：(1)紧急停机。紧急停机也包含了3种情况，即：停止→紧停；暂停→紧停；运行→紧停。

其主要控制指令为：1)打开紧停电路；2)置所有输出信号于无效；3)机械刹车作用；4)逻辑电路复位。2023/10/42．工作状态层次下降2023/8/4(2)停机。停机操作包含了两种情况，即：暂停→停机；运行→停机。暂停→停机1)停止自动调向；2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)。运行→停机1)变桨距系统停止自动调节；2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)3)发电机脱网。2023/10/4(2)停机。停机操作包含了两种情况，即：暂停→停机；运行(3)暂停。主要控制指令为：1)如果发电机并网，调节功率降到0后通过晶闸管切出发电机；2)如果发电机没有并入电网，则降低风轮转速至0。2023/10/4(3)暂停。主要控制指令为：2023/8/4故障处理

图3-8所示的工作状态转换过程实际上还包含着一个重要的内容：当故障发生时，风力发电机组将自动地从较高的工作状态转换到较低的工作状态。故障处理实际上是针对风力发电机组从某一工作状态转换到较低的状态层次可能产生的问题，因此检测的范围是限定的。2023/10/4故障处理2023/8/4为了便于介绍安全措施和对发生的每个故障类型处理，我们给每个故障定义如下信息：

1故障名称；

2故障被检测的描述；

3当故障存在或没有恢复时工作状态层次；

4故障复位情况(能自动或手动复位，在机上或远程控制复位)。2023/10/4为了便于介绍安全措施和对发生的每个故故障处理过程：

（1）故障检测。控制系统设在顶部和地面的处理器都能够扫描传感器信号以检测故障，故障由故障处理器分类，每次只能有一个故障通过，只有能够引起机组从较高工作状态转入较低工作状态的故障才能通过。

（2）故障记录。故障处理器将故障存储在运行记录表和报警表中。2023/10/4故障处理过程：2023/8/4（3）对故障的反应。对故障的反应应是以下三种情况之一：

1)降为暂停状态；

2)降为停机状态；

3)降为紧急停机状态。2023/10/4（3）对故障的反应。对故障的反应应是以下三种情况之一：202

（4）故障处理后的重新起动在故障已被接受之前，工作状态层不可能任意上升。故障被接受的方式如下：如果外部条件良好，一些外部原因引起的故障状态可能自动复位。一般故障可以通过远程控制复位，如果操作者发现该故障可接受并允许起动风力发电机组，他可以复位故障。有些故障是致命的，不允许自动复位或远程控制复位，必须有工作人员到机组工作现场检查，这些故障必须在风力发电机组内的控制面板上得到复位。2023/10/4（4）故障处理后的重新起动2023/8/4故障状态被自动复位后10min将自动重新起动。但一天发生次数应有限定，并记录显示在控制面板上。如果控制器出错可通过自检系统(WATCHDOG)检测到故障并重新起动。2023/10/4故障状态被自动复位后10min将自动变桨系统2023/10/4变桨系统2023/8/4变桨距风机是通过叶片沿其纵向轴转动，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，使发电机功率输出保持稳定。2023/10/4变桨距风机是通过叶片沿其纵向轴转动，改变气流对变桨距调节型风力发电机组是指通过变桨驱动装置,带动安装在轮毂上的叶片转动,从而改变叶片桨距角的大小。2023/10/4变桨距调节型风力发电机组是指通过变桨驱动装置,变桨控制系统作为风力发电控制系统的外环，在风力发电机组的控制中起着十分重要的作用。它控制风力发电机组的叶片节距角可以随风速的大小进行自动调节：在低风速起动时，桨叶节距可以转到合适的角度，使风轮具有最大的起动力矩；当风速过高时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，使发电机功率输出保持稳定。2023/10/4变桨控制系统作为风力发电控制系统的外环，在风力其调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令变桨系统将桨距角调到45°左右，当转速达到一定时，再调节到0°，直到风力机达到额定转速并网发电；在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节；当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。2023/10/4其调节方法为：2023/8/4变桨距系统根据其工作方式可分为两种方式：

1、统一变桨

2、独立变桨2023/10/4变桨距系统根据其工作方式可分为两种方式：2023/8/4统一变桨距控制即机组所有桨叶都由一个执行机构驱动，或者三个执行机构同时驱动，桨叶节距角变化相同。独立变桨距方式，每个桨叶都由独立的变桨距执行机构驱动，如果其中一个变桨距执行结构出现故障，其它两个桨叶仍能调节桨叶节距角，实现功率控制，而统一变桨距执行结构出现故障，只能停机维修；2023/10/4统一变桨距控制即机组所有桨叶都由一个执行机构驱另外自然界的风在整个风轮扫及面上分布是不均匀的，独立桨叶控制可以根据各个桨叶上的风速不同进行调节，不仅能维持发电机输出功率，而且能减小桨叶拍打振动，因此独立桨叶控制比统一控制更具有一定的优势。2023/10/4另外自然界的风在整个风轮扫及面上分布是不均匀的控制时一般都以发电机额定功率或转子转速为界，即当发电机输出功率（转速）低于额定值时，进行变速恒频控制，最大捕获风能；而当输出功率（转速）高于额定值时，进行变桨距控制，维持发电机功率在额定值附近。要实现真正的独立变桨,输入变量包括桨叶节距角变化和风速，以及每个桨叶受力等,实现多变量控制。2023/10/4控制时一般都以发电机额定功率或转子转速为界，即按照驱动方式,变桨系统可以分为以下两种类型：1、液压变桨2、电动变桨2023/10/4按照驱动方式,变桨系统可以分为以下两种类型：2023/8/42023/10/42023/8/4曲柄连杆2023/10/4曲柄连杆2023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/4并网控制技术恒速恒频的并网控制同步发电机异步发电机变速恒频的并网控制交流励磁变速恒频双馈异步变速恒频直驱永磁同步2023/10/4并网控制技术恒速恒频的并网控制2023/8/4随着风力发电机组单机容量的增大，在并网时对电网的冲击也越大。这种冲击严重时不仅引起电力系统电压的大幅度下降，并且可能对发电机和机械部件（塔筒、桨叶、齿轮箱等）造成损坏。如果并网冲击时间持续过长，还可能使系统瓦解或威胁其他挂网机组的正常运行。因此，采用合理的并网技术是一个不容忽视的问题。2023/10/4随着风力发电机组单机容量的增大，在恒速恒频风机

并网控制要求

一般来说，恒速恒频发电机并网控制系统比较简单。根据发电机种类不同，采用不同的并网方法。同步发电机和笼型感应发电机并网运行的方法各不相同，前者运行于由电机极数和频率所决定的同步转速，后者则以稍高于同步转速运行。2023/10/4恒速恒频风机

并网控制要求一般来说，恒速恒

1.同步发电机的并网

在并网发电系统中普遍运用的同步发电机，它在运行中，既能输出有功功率，又能提供无功功率，输出的电能质量高，已被电力系统广泛采用。不过，把它移植到风力发电机组使用时，效果却不甚理想。2023/10/41.同步发电机的并网2023/8/4同步发电机的并网条件：只要确保发电机的输出端与电网各项互相对应即可。

启动和并网过程如下：风向传感器测出风向，并使偏航控制器动作，使风力发电机组对准风向；当风速超过切入风速时，桨距控制器调节叶片桨距角，使风力发电机组起动。2023/10/4同步发电机的并网条件：只要确保发电机当发电机被风力发电机组带到接近同步转速时，励磁调节器动作，向发电机供给励磁，并调节励磁电流使发电机的端电压接近于电网电压。在发电机被加速，几乎达到同步速度时，发电机的电动势或端电压的幅值将大致与电网电压相同。检测出主开关两侧的电位差，当其为零或非常小时，就可使断路器合闸并网。以上过程可以通过控制器自动检测和操作。2023/10/4当发电机被风力发电机组带到接近同步转2.异步发电机的并网

异步发电机投入运行时，由于靠转差率来调整负荷，因此对机组的调速精度要求不高，只要转速接近同步转速就可并网。因此，采用异步发电机的风力发电机组，控制装置非常简单，而且运行非常稳定。2023/10/42.异步发电机的并网2023/8/4然而，异步发电机并网也存在一些特殊问题，如直接并网时产生的过大冲击电流造成电压大幅度下降，对系统安全运行构成威胁；本身不发无功功率，需要无功补偿等等。所以运行时必须采取相应的有效措施才能保障风力发电机组的安全运行。2023/10/42023/8/4感应发电机的并网条件如下：一、转子转向应与定子旋转磁场转向一致，即感应发电机的相序和电网相序相同；二、应尽可能在发电机转速接近同步转速时并网。2023/10/4感应发电机的并网条件如下：2023/8/4

因为发电机并网时本身无电压，所以并网时必将伴随一个过渡过程，流过额定电流5-6倍的冲击电流，一般零点几秒后即可转入稳态。虽然感应发电机并网时的转速对过渡过程的时间有一定影响，但一般来说问题不大，所以对风力发电机并网合闸时的转速要求不是非常严格，并网比较简单。2023/10/4因为发电机并网时本身无电压，所以并网时必将伴如何抑制并网冲击电流？

为了抑制并网时的冲击电流，可以在感应发电机与三相电网之间串接电抗器，使系统电压不致下跌过大，待并网过渡过程结束后，再将其短接。2023/10/4如何抑制并网冲击电流？2023/8/4

对于较大型的风力发电机组，目前比较先进的并网方法是采用双向晶闸管控制的软切入法。通过电流反馈对双向晶闸管导通角控制，将并网时的冲击电流限制在额定电流的2倍以内，从而得到一个比较平滑的并网过程。瞬态过程结束后，控制器发出信号，利用一组开关将双向晶闸管短接，从而结束了风力发电机的并网过程，进入正常发电运行。2023/10/4对于较大型的风力发电机组，目前比较先软并网控制的主要任务：判断软切入启动时刻确定晶闸管的控制规律2023/10/4软并网控制的主要任务：2023/8/4主要评价指标：并网电流不超过额定电流的2倍并网电流过渡平滑，不对传动轴系产生过大冲击并网时间短发电机转速不产生明显过冲，并网完成后迅速进入稳定运行2023/10/4主要评价指标：2023/8/4无功功率及其补偿感应发电机需要落后的无功功率主要是为了励磁的需要，另外也为了供应定子和转子漏磁所消耗的无功功率。对配置感应电机的风力发电机，通常采用电容起进行适当的无功补偿。2023/10/4无功功率及其补偿2023/8/4无功功率的补偿

异步发电机的就地无功补偿可采取以下几种方法：电力电容器等容分组自动补偿；固定补偿与分组自动补偿相结合；SVC静态无功补偿。2023/10/4无功功率的补偿2023/8/4变速恒频风机

并网控制要求

变速恒频风力发电机组的一个重要优点，是风力发电机组在很大风速范围内按最佳效率运行。因此，要求变速恒频风力发电机组除了能够稳定可靠地并网运行之外，最重要的一点就是要实现最大功率输出控制。2023/10/4变速恒频风机

并网控制要求变速恒频风力发电机组1.交流励磁变速恒频双馈异步风力发电机组的并网控制双馈异步发电机的定子三相绕组直接与电网相连，转子绕组通过交-交循环变流器联入电网，能够实现功率的双向流动。当风力机变速运行时，发电机也为变速运行。因此，为了实现发电机的并网，将由双馈异步电机和变频器组成的系统采用脉宽调制技术控制整个并网过程。2023/10/41.交流励磁变速恒频双馈异步风力发电机组的并网控制2023这种系统并网运行的特点如下：风力机起动后带动发电机至接近同步转速时，由变流器进行电压匹配、同步和相位控制，以便迅速地并入电网，并网时基本上无电流冲击。风力发电机的转速可随风负载的变化及时做出相应的调整，使风力发电机组以最佳叶尖速比运行，产生最大的电能输出。2023/10/4这种系统并网运行的特点如下：2023/8/4双馈发电机励磁可调量有3个：励磁电流的频率、幅值和相位。调解励磁电流的频率，保证发电机在变速运行的情况下发出恒定频率的电力；通过改变励磁电流的幅值和相位，可达到调节输出有功功率和无功功率的目的。2023/10/4双馈发电机励磁可调量有3个：励磁电流的频率、幅值和相位。调解2023/10/42023/8/4亚同步2023/10/4亚同步2023/8/4同步发电2023/10/4同步发电2023/8/4亚同步2023/10/4亚同步2023/8/42.变速恒频直驱型永磁同步风力发电机组的并网在传统的变速恒频风力发电系统里，机械系统结构通常包含三个主要部分：风轮，增速箱和发电机。风力机转速在20-200r/min,而传统风力发电机转速为1000-1500r/min,就意味着风力机和发电机之间必须用增速箱连接。2023/10/42.变速恒频直驱型永磁同步风力发电机组的并网2023/8/4增速箱不仅增加了机组的重量，而且会产生噪音，需要定期维护以及增加损耗等缺点，因此增加了风机的维护成本。在新型的变速恒频风力发电系统里，采用永磁同步发电机直接联接风力机，能使风力机与发电机之间取消增速箱，成为无增速箱的直接驱动型。2023/10/4增速箱不仅增加了机组的重量，而且会产生这种系统与电网并联运行的特点如下：由于采用频率变换装置进行输出控制，因此并网时没有电流冲击，对系统几乎没有影响。为采用交/直/交转换方式，同步发电机组工作频率与电网频率是彼此独立的，风轮及发电机的转速可以变化，不必担心发生同步发电机直接并网运行可能出现的失步问题。2023/10/4这种系统与电网并联运行的特点如下：2023/8/4由于频率变换装置采用静态自励式逆变器，虽然可以调节无功功率，但是有高频电流流向电网。在风电系统中使用阻抗匹配和功率跟踪反馈来调节输出负荷，可使风力发电机组按最佳效率运行，向电网输送更多的电能。2023/10/42023/8/42023/10/42023/8/4无励磁绕组，节省了铜的用量结构简单，无滑环，无电刷，消除了转子损耗省去了变速箱，提高可靠性，减少系统噪声，降低了维护成本永磁直驱同步的优点：2023/10/4无励磁绕组，节省了铜的用量永磁直驱同步的优点：2023/8/传感器风速仪、风向标PT100接近开关编码器位移传感器扭缆开关2023/10/4传感器风速仪、风向标2023/8/4风机设备的测量部分主要由各类传感器组成。传感器负责监测对象状态数据，如风速、风向、温度、转速、角度、振动及部分开关位置等信号，他们是控制系统输入信号的重要组成部分。2023/10/4风机设备的测量部分主要由各类传感器组成风速仪

风向标2023/10/4风速仪

风向标2023/8/4机械式风速仪与风向仪是两者分离的，结构简单、价格低廉是其最大优点。最大缺点是有旋转件，存在磨损损耗，易被风沙损耗，易受冰冻、雨雪干扰，需定期维护。

2023/10/4机械式风速仪与风向仪是两者分离的，结构简单、价格低廉是其最大传统超声波式最大优点是无机械式的摩擦损耗带来的系列缺点。与身俱来的缺点是尺寸大、不易加热、易结冰，同时易受雨、雪、雹、霜、雾、沙尘等障碍物影响。2023/10/4传统超声波式最大优点是无机械式的摩擦损耗带来的系列缺点。20声波共振式集风速风向传感器于一体，具有结构紧凑、小巧，易于实现加热补偿，适用于低温、潮湿、沙石环境，并具有先进的EMC和防雷保护性，高可靠性。是世界上唯一一款专为风力发电机组设计开发的风传感器。2023/10/4声波共振式集风速风向传感器于一体，具有结构紧凑、小巧，易于实机械式风速传感器的感应元件是三风杯组件，由三个碳纤维风杯和杯架组成。转换器为多齿转杯和狭缝光耦。当风杯受水平风力作用而旋转时，通过活轴转杯在狭缝光耦中的转动，输出频率的信号。

2023/10/4机械式风速传感器的感应元件是三风杯组风向传感器的变换器为码盘和光电组件。当风标随风向变化而转动时，通过轴带动码盘在光电组件缝隙中转动。产生的光电信号对应当时风向的二进制编码输出。2023/10/4风向传感器的变换器为码盘和光电组件。2023/10/42023/8/4风向标和风速仪安装在风力发电机组的机舱罩上的固定支架上，可随风力发电机组同步旋转。两个光敏传感器安装在风向标里，OPT1为0度传感器，OPT2为90度传感器。风向标工作原理：一个半圆形筒罩由风向标驱动，当传感器没有被半圆形筒罩挡住时，传感器输出信号是高点位，反之，传感器输出先好为低电位。2023/10/4风向标和风速仪安装在风力发电机组的机当传感器遮挡百分比为0时，风力发电机组将沿逆时针调向至风力发电机组处于上风向；当传感器遮挡百分比为100%时，风力发电机组将沿顺时针调向至风力发电机组处于上风向。风向标在风中自由摆动，当风力发电机组处于上风向时，0度角传感器处于高电位与低电位的时间比例各为50%，结果是传感器遮挡百分比为50%，此时90度角传感器始终处在高电位状态，遮挡百分比为0。2023/10/4当传感器遮挡百分比为0时，风力发电机注意事项：（1）风速和风向传感器应垂直的安装在相距1米以上的横臂上。（2）风向传感器已调好零，不许随意松动风向帽与主轴间的制动螺钉。（3）测风传感器应每年给轴承注油一次，注油时应拆下风速架或风向帽，将仪表油从传感器的上轴承处注入。（4）传感器风速、风向帽上各不动的制动螺钉均用软质密封胶密封，不要随便拆卸，拆卸后再装配时最好重新涂上胶密封。2023/10/4注意事项：2023/8/4风速计和风向标加热元件风向标和风速计都有加热系统，以防它们的电子元件受冻。加热系统包括两个串联的外部加热元件。一个元件连接到风向标的底座，另一个元件连接到风速计的底座，加热系统还有一位于桅杆内并与之直接接触的外部PT。2023/10/4风速计和风向标加热元件2023/8/4温度传感器PT100

2023/10/4温度传感器PT1002023/8/4PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻，随着温度的增加电阻器的阻值增加，可以工作在-200-650℃。Pt100传感器是利用铂电阻的阻值随温度变化而变化、并呈一定函数关系的特性来进行测温。如表1所示：2023/10/4PT100是一种稳定性和线性都比较2023/10/42023/8/4接近式开关传感器

2023/10/4接近式开关传感器2023/8/4接近式开关转速传感器分为电感式与电容式，其工作原理是金属物体与传感器间的距离变化，改变了其电感或电容值；安装在风力机组的低速轴和高速轴附近，感受金属物体的距离，发出相应的脉冲数。2023/10/4接近式开关转速传感器分为电感式与电容一般测频的方法有两种：一种通过计量单位时间内的脉冲个数获得；一种测量相邻脉冲的时间间隔，通过求倒数获得频率。对于频率较高的信号采用前一种方法可以获得较高精度，对于频率较低的信号采用后一种方法可以节省系统资源，获得较高精度。模块类型与测量风速的相同。由PLC把频率信号转换成对应的转速。频率与转速的对应关系为线性的。2023/10/4一般测频的方法有两种：2023/8/4接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。根据操作原理，接近传感器大致可以分为以下三类：利用电磁感应的高频振荡型，使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。2023/10/4接近传感器可以在不与目标物实际接触的非接触检测，避免了对传感器自身和目标物的损坏无触点输出，操作寿命长即使在有水或油喷溅的苛刻环境中也能稳定检测反应速度快小型感测头，安装灵活特性：2023/10/4非接触检测，避免了对传感器自身和目标物的损坏特性：202类型独立型内置放大/分离型特性连接电源后即可操作接线简单灵活的电缆线接头小感测头长感测距离高精度易改变检测距离（通过改变引线长短）内部原理图外观图感测头放大器3线2线电源直流直流/交流直流直流输出NPN/PNPNPN/PNPNPN/PNPNPN/PNP配置类型2023/10/4类型独立型内置放大/分离型特性连接电源后即可操作小感测头内部通用型：主要检测黑色金属（铁）。所有金属型：在相同的检测距离内检测任何金属。有色金属型：主要检测铝一类的有色金属。检测类型：2023/10/4通用型：主要检测黑色金属（铁）。检测类型：2023/8/4电感式接近传感器由高频振荡，检波，放大，触发及输出电路组成。振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物体接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以至停振。振荡器的振荡及停振这二种状态，转换为电信号通过整形放大转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。工作原理2023/10/4电感式接近传感器由高频振荡，检波，放2023/10/42023/8/42023/10/42023/8/4一般接近开关有两种安装方式：

齐平安装与非齐平安装齐平安装：接近开关头部可以和金属安装支架相平非齐平安装：接近开关头部不能和金属安装支架相平2023/10/4一般接近开关有两种安装方式：2023/8/4一般，可以齐平安装的接近开关也可以非齐平安装，但非齐平安装的接近开关不能齐平安装。这是因为：可以齐平安装的接近开关头部带有屏蔽，齐平安装时，其检测不到金属安装支架；而非齐平安装的接近开关不带屏蔽，当齐平安装时，其可以检测到金属安装。2023/10/4一般，可以齐平安装的接近开关也可以非光电编码器光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，这是目前应用最多的传感器。2023/10/4光电编码器光电编码器是一种通过光电转换由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如下图所示。通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号。2023/10/4由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转2023/10/42023/8/4根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对值式以及混合式三种，其中增量式与绝对值式编码器适用比较普遍。2023/10/4根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量型编码器(旋转型)工作原理：为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。2023/10/4增量型编码器(旋转型)工作原理：2023/8/42023/10/42023/8/42023/10/42023/8/4通过输出波形图可知每个运动周期的时序为：顺时针信号逆时针信号ABAB111101100000