风机变桨控制系统简介
FD82B风机变桨系统介绍
●电流互感器： 电流互感器的作用是检测变桨电机的运行电流。
●A、B编码器： 每台变桨电机都要安装一个A编码器，每个桨叶的变桨轴
承内都要安装一个B编码器，因此1套变桨系统共有3个A编 码器和3个B编码器。
●限位开关
保证变桨模 式的准确， 可靠顺浆停 车,确保风 机的可靠运 行及安全 性。
●变桨控制器的主要控制流程 1、蓄电池充电控制流程； 2、超速保护控制流程； 3、桨叶调整控制流程；
●变桨控制器端口图：
E1、E2、E3、E4为数字量输入端口；E5为PT100输入端口；E6为0-20ma 与0-10V输入端口；A1、A2、A3、为数字量与模拟量输出端口；Z1、Z2、 Z3为编码器输入端口。
●变桨控制器的操作面板图
●变桨控制器的面板实现3个蓄电池柜充电功能，输入电压 220VAC、频率50HZ，输出电压244VDC，输出电流1.08A。 充电器外形图如下：
●变桨系统充电回路控制继电器 变桨系统充电器回路共有三个继电器，通过 它们按照控制要求切换来完成变桨系统三个 后备电源的循环充电工作。
4、系统的原理：
●变桨控制系统作为风力发电机组控制系统的重要组成部分， 通过调节叶片角度使风机达到最大的风能利用率，并在各 种风况下控制功率与转速的平衡，同时在大风情况下能及 时回桨，保证风机的安全。
● 变桨控制系统的主要目的是在风机主控制系统的协调控 制下，接收风机主控系统的变桨控制指令。在低于风机额 定风速的情况下使桨叶稳定控制在0°附近，保持风能的最 大可利用率。在风速高于额定风速的情况下，调整叶片角 度大于0°，保持风机功率为额定值，同时保持风机稳定可 靠地运行。当风速超过切出风速时能按照主控系统的指令 及时回桨。
风机控制系统-变桨
1、驱动故障 2、接触器故障 3、编码器溢出 4、通讯故障 5……
4、带照明灯、手机、对讲机
5……
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问题讨论
1、变桨同步误差过大；（机械问题，反馈问题）
2、驱动器超温；（自然环境、电气环境） 3、电机超温；（电机本身、负载？？）
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谢谢！
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工作原理
电动变桨系统
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工作原理
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工作原理
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原理图示意
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各部件介绍
变桨电机（选型、相关计算）
优点 缺点？
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变桨电机
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各部件介绍
驱动器、编码器、限位开关、电池（超级电容）
光电转换
轴承
安装
光栅码盘 16
部件介绍
存放 维护 检测
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变桨常见故障
常见故障以及处理方式： 安全操作： 1、风速一般不超过12米/s 2、主轴锁定销必须锁定 3、系安全带，挂安全绳
液压系统
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变桨的构成-电动变桨
系统组成： 驱动器、电机、编码器、减速机、限位开关。
优点：组合灵活、技术成熟、环境适应能力强、防沙尘、腐蚀
缺点：容量增加时电机体积变大
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工作原理
液压变桨 变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。变桨距控制系统由信 号给定、比较器、位置（桨距）控制器、速率控制器、D/A转换器、 执行机构和反馈回路组成。
者停机时，调节桨叶作为机组第一刹车制动。
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变桨的类型
按照工作方式可分为：统一变桨和独立变桨； 按照动力类型可分为：液压变桨和电动变桨；（上海电气、Vestas、歌美飒、 西门子、北重……DEWIND）
风机变桨系统结构、原理及典型故障处理
当风速低于额定风速时，通过调整叶片角度 从风中吸收更多的风能，得到最佳的发电功率；
当安全链被打开时，叶片转到顺桨位置，可 作为空气动力制动装置使机组安全停机；
利用风和叶轮的相互作用，减小摆动从而将 机械负载最小化。
顺桨位置
采用变桨矩调节，风机的启动性好、刹车机构 简单，叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降、额定点 以前的功率输出饱满、额定点以后的输出功率平滑、 风轮叶根承受的动、静载荷小。变桨系统作为基本 制动系统，可以在额定功率范围内对风机转速进行 控制。
变桨系统的构成
变桨系统包括三个主要部件，变桨轴承、变 桨驱动装置－变桨电机和变桨齿轮箱、变桨控制 柜。如果一个驱动装置发生故障，另两个驱动装 置可以安全地使风机停机。
变桨系统如何实现变桨控制
从站PLC控制操作
电气变桨系统，3 个变桨变频器控 制的变桨电机间 接变速装置（伺 服电机）
机舱内的电池系 统
变桨系统的Leabharlann 点变桨控制系统是通过改变叶片角度，实现功率 变化来进行调节的。通过在叶片和轮毂之间安装的 变桨驱动装置带动变桨轴承转动从而改变叶片角度， 由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片 上的扭矩和功率的目的。
电机连接 工作时间
动态工作
用一个风扇强制风冷
一个内置在定子绕组中的 Pt-100
变频器操作，增加 du/dt 值,增加铁心损耗,增加电 压峰值
单传动, 闭合环路
100 %，当制动器有飞轮 时，电机必须持续保持叶 片在工作位置
最大加速度125 1 rpm/s
扭矩限制 电缆长度 使用寿命
工作位置
变桨系统原理
风电 变桨系统简介
• 独立变桨系统结构示意图
变桨驱动装置
变 桨 轴 承
2014-2-28
• 变桨驱动装置
2014-2-28
2014-2-28
• 定速变桨距调节
2014-2-28
• 变速变桨调节
2014-2-28
2014-2-28谢谢观赏2Fra bibliotek14-2-28
• （2）偏航 偏航的定义是航空器的实际飞行路线（航迹 线）偏离预定航线的现象。 偏航系统是风力发电机组特有的控制系统。 偏航控制系统主要由偏航测量、偏航驱动 传动部分、纽缆保护装置三大部分组成。 主要实现两个功能:一是使机舱跟踪变化稳 定的风向;二是由于偏航的作用导致机舱内 部电缆发生缠绕而自动解除缠绕
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• 轴控箱
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• 电池柜
每个叶片分配一个电池箱。在供电故障或 EFC 信号（紧急顺桨控制信号） 复位的情况下，电池供电控制每个叶片转动到顺桨位置。
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• 轮毂内变桨构成实物图
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• 滑环实物图
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• 编码器
每个变桨驱动系统都配有一个绝对值编码器安装在电机的非驱动端（电 机尾部），还配有一个冗余的绝对值编码器安装在叶片根部变桨轴承 内齿旁，它通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动记录变桨角度。 风机主控接收所有编码器的信号，而变桨系统只应用电机尾部 编码器的信号，只有当电机尾部编码器失效时风机主控才会控制变桨 系统应用冗余编码器的信号。
2014-2-28
• 限位开关：进行变桨调节时，为了预防桨距角超过设定
值，在设定值处安装了限位开关，当齿轮转到限位开关处， 限位开关的撞杆会把信号通过电缆传递给控制柜，提示变 桨轴承已经处于极限工作位置，对变桨电机刹车抱闸。
变桨系统介绍
变桨系统介绍一、变桨系统变桨距是指风力发电机安装在轮毂上的叶片借助控制技术和动力系统改变桨距角的大小改变叶片气动特性，使桨叶在整机受力状况大为改善。
变桨距机构就是在额定风速附近（以上）,依据风速的变化随时调节浆距角，控制吸收的机械能，一方面保证获取最大的能量（与额定功率对应）。
同是减少风力对风力机的冲击。
在并网过程中，还可以实现快速无冲击并网。
变桨距控制与变速恒频技术相配合，最终提高了整个风力发电系统的发电效率和电能质量。
电动变桨距系统就是可以允许3个浆叶独立实现变桨，它提供给风力发电机组功率输出和足够的刹车制动能力。
这样可以避免过载对风机的破坏。
我们都知道我们的每个变桨盘都有一个超级电容和伺服电机放置在轮毂处，每支桨叶一套，当然超级电容放置在变桨控制柜里。
控制柜放置在轮毂与叶片连接处。
整个系统的通信总线和电缆靠滑环与主控连接。
主控与变桨盘通过现场总线通讯，达到控制3个独立的变将装置的目的。
主控根据风速，发电机功率和转速等，把命令值发送到变桨距控制系统，并且电动变桨距系统把实际值和运行状况反馈到主控器。
还有就是电动变桨系统必须能够满足快速响应主控的命令。
有独立工作的变桨距系统，高性能的同步机控制，安全可靠的要求。
下面就从机械和伺服驱动2个部分介绍一下电动变桨距系统。
二、机械部分不同与液压驱动变桨系统。
电动变桨距系统采用3个桨叶分别带有独立的电驱动变桨系统，机械部分包括回转支承，张紧轮齿形带。
回转支承的内环安装在叶片上，叶片轴承的外环固定在轮毂上。
当电驱动变桨距系统上电以后，电动机带动小齿旋转，而小齿带动齿型带，从而带动变桨盘的内环与叶片一起旋转。
实现了改变桨距的目的。
电动变桨距一般包括伺服电动机，伺服驱动器（也就是我们所说的NG5），超级电容，齿型盘，齿型带，传感器等部分组成。
三、伺服驱动部分矢量控制技术解决了交流电动机在伺服驱动中的动态控制问题，使交流伺服驱动系统得性能可与直流驱动系统相媲美。
风机变桨系统的组成
风机变桨系统的组成风机变桨系统是指用于调节风机桨叶角度以控制风机输出功率的一套系统。
它由多个组成部分构成，包括主控制器、传感器、执行器和电源等。
一、主控制器主控制器是风机变桨系统的核心部件，它负责接收传感器的信号，并根据信号来控制风机桨叶的角度。
主控制器通常采用微处理器或者专用的控制芯片，具有高性能和稳定性。
主控制器还可以通过通信接口与上位机或者监控系统进行数据交互，实现远程监控和控制。
二、传感器传感器是风机变桨系统的重要组成部分，用于感知风机的工作状态和环境参数。
常见的传感器包括风速传感器、风向传感器、温度传感器和加速度传感器等。
风速传感器用于测量风机所处的风速，风向传感器用于测量风机所处的风向，温度传感器用于测量风机的工作温度，加速度传感器用于测量风机的振动情况。
传感器将测量到的参数信号传递给主控制器，供其进行处理和控制。
三、执行器执行器是风机变桨系统的另一个重要组成部分，主要用于调节风机桨叶的角度。
常见的执行器包括液压执行器和电动执行器。
液压执行器通过液压系统来控制桨叶的角度，具有调节速度快、承载能力强的优点；电动执行器通过电机和传动装置来控制桨叶的角度，具有结构简单、可靠性高的优点。
执行器接收主控制器发送的控制信号，并将其转化为相应的动作，从而实现对桨叶角度的调节。
四、电源电源是风机变桨系统的能量来源，用于为主控制器、传感器和执行器等提供工作电压。
电源可以采用交流电源或者直流电源，根据实际情况选择合适的电源类型。
在风力发电系统中，通常使用直流电源，可以通过接入风力发电机的输出端来获取电能。
电源还需要具备一定的稳定性和可靠性，以确保整个系统的正常运行。
风机变桨系统的组成部分相互配合，共同完成对风机桨叶角度的控制。
主控制器接收传感器的信号，根据信号来判断风机的工作状态，并生成相应的控制信号。
执行器根据主控制器发送的控制信号来调节桨叶的角度，从而实现对风机输出功率的调节。
电源为整个系统提供工作电压，保证系统的正常运行。
变桨系统介绍范文
变桨系统介绍范文变桨系统是风力发电机组中的重要组成部分，主要用于调节和控制风力发电机的桨叶角度，以实现风力发电机的最佳风能捕捉和发电效率。
本文将详细介绍变桨系统的工作原理、组成部分、类型和应用。
一、工作原理变桨系统的主要工作原理是根据风力发电机的工作状态和风速的变化来调整桨叶角度，从而确保风能的最大化转换和最佳发电效率。
当风速较低时，变桨系统会调整桨叶角度使风能更好地捕捉并转化为机械能；当风速较高时，变桨系统会调整桨叶角度以减小风力对发电机组的影响，保证发电机组的安全运行。
二、组成部分1.桨叶：桨叶是变桨系统的核心部分，主要由复合材料制成，具有轻质、高强度和耐腐蚀的特点。
桨叶的角度调节直接影响到风能捕捉和发电效率。
2.变桨机构：变桨机构是用于调整桨叶角度的装置。
常见的变桨机构有液压变桨机构、电动变桨机构和气动变桨机构等。
液压变桨机构是目前应用最广泛的一种，可以通过液压系统实现桨叶角度的快速调整。
3.桨叶角度传感器：桨叶角度传感器用于测量桨叶的实际角度，并将数据传输给变桨控制系统，以实现对桨叶角度的准确控制。
4.变桨控制系统：变桨控制系统是整个变桨系统的核心，负责接收和处理来自桨叶角度传感器的数据，并根据风速和发电机组的工作状态来调整桨叶角度。
三、类型1.常规变桨系统：常规变桨系统通过调整桨叶角度来响应风速变化，以实现风能捕捉和发电效率的最大化。
常见的常规变桨系统包括液压变桨系统和电动变桨系统。
2.主动变桨系统：主动变桨系统是基于外部风速信息来主动调整桨叶角度的变桨系统。
通过接收来自气象站或其他风速监测设备的风速信息，主动变桨系统可以根据实时风速变化来调整桨叶角度，以实现最佳风能捕捉和发电效率。
3.响应变桨系统：响应变桨系统是基于发电机组内部状态变化来调整桨叶角度的变桨系统。
它通过监测发电机组的负载情况和发电机组的机械振动等指标，调整桨叶角度以保证发电机组的安全稳定运行。
四、应用变桨系统广泛应用于风力发电机组中。
FD82B风机变桨系统介绍
1.3内部检查：大梁、粘合面等（每年） 打开叶片人孔盖板， 进入叶片内部外观检查大梁、粘合面等是否有玻璃钢表面发 白、
分层、粘合面开裂、透光等情况。 若有则做好相关记录，同时拍照存档，并 进行相关 汇报和处理。
注意事项：在对轮毂部分进行维护保养前，首先应注意安全。将主轴前端两侧的轴 锁锁住，然后将主 控 柜 上 的叶片维护开关打到“ 1”位置，此时，机 组刹车程 序200，同时变桨控制柜内 L+B 操作面板即可使用 。在取出盖板时将固定螺钉按顺 序放好，防止掉入轮毂中，进入叶片中必须带口罩。
出油量25mlmin油泵设置为12min6h105加注润滑油脂油脂型号以风场实际为准检查润滑油泵内油脂油位给油缸内加注润滑油脂使用注油枪对油泵注油口进行加注油脂到达缸体上所标注的上限位置即可若油脂消耗量太少则必须检查整个系统查明原因并进行处理注脂时必须从润滑油泵底部的注油口处注油严禁打开上部盖子注油
2、系统的构成： 整个变桨系统的包括：7个柜体（1个中控柜、3个轴控柜、3个
电池柜）、3台直流变桨电机及其它相关的附件。 ●中控柜(BVL) 变桨控制系统的指挥机构,放置变桨控制器。 外部电源进入后通过一系列开关和变压器分配给轴控柜和电池柜。
●轴控柜(BVU) 变桨动作的实际执行机构,按照变桨控制器指令进行变桨动作。 放置一系列变桨控制需要的器件，其中伺服驱动为轴控柜内的主要 部件之一。
任意一支叶片由于故障不能正常变桨的情况下，其它两支叶片也能按系统控制 要求进行变桨，具有冗余保护的效果。
4）变桨控制系统具有冗余电源保护功能，机组在正常运行条件下采用风机系统 提供的外部交流电源进行供电控制。当电网故障或系统电源断电时，系统将自 动切换到后备蓄电池供电模式，直接由蓄电池提供动力和控制电流，保证风机 能及时安全回桨。
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风力发电机组变桨系统介绍一．概述双馈风机风轮：风轮一般由叶片、轮毂、盖板、连接螺栓组件和导流罩组成。
风轮是风力机最关键的部件，是它把空气动力能转变成机械能。
大多数风力机的风轮由三个叶片组成。
叶片材料有木质、铝合金、玻璃钢等。
风轮在出厂前经过试装和静平衡试验，风轮的叶片不能互换，有的厂家叶片与轮毂之间有安装标记，组装时按标记固定叶片。
组装风轮时要注意叶片的旋转方向，一般都是顺时针。
固定扭矩要符合说明书的要求。
风轮的工作原理：风轮产生的功率与空气的密度成正比。
风轮产生的功率与风轮直径的平方成正比；风轮产生的功率与风速的立方成正比；风轮产生的功率与风轮的效率成正比。
风力发电机风轮的效率一般在0.35—0.45之间(理论上最大值为0.593)。
贝兹（Betz）极限风机四种不同的控制方式:1.定速定浆距控制(Fixed speed stall regulated)发电机直接连到恒定频率的电网,在发电时不进行空气动力学控制2.定速变浆距控制(Fixed speed pitch regulated)发电机直接连到恒定频率的电网,在大风时浆距控制用于调节功率3.变速定浆距控制(Variable speed stall regulated)变频器将发电机和电网去耦(decouples),允许转子速度通过控制发电机的反力矩改变.在大风时,减慢转子直到空气动力学失速限制功率到期望的水平.4.变速变浆距控制(Variable speed pitch regulated)变频器将发电机和电网去耦(decouples), 允许通过控制发电机的反力矩改变转子速度.在大风时,保持力矩, 浆距控制用于调节功率.二．基本知识三．变桨系统工程实例3．蓄电池箱轮毂中变桨控制柜实际照片，周边三个兰色的是变桨伺服电机将电池柜、配电柜用支架固定在图中所示的位置编码器变桨角度限位开关带加热装置的超声波矢量风速风向仪，侧面为航空警示灯。
风电设备项目浇铸式滑环系统具有高转速、结构精巧，尤其是可行的执行件和外直径的比例优化以及耐振性强等特性。
浇铸式滑环系统有碳弹簧丝和金弹簧丝两种型号可供选用。
结构精巧基础上的高度集成是带有金弹簧丝刷的滑环系统的显著特点。
通常应用于机床设备、绞线机和风电系统中。
浇铸式滑环系统，30 路- 金弹簧丝型号信号传输滑轨的其中三个是设计用来与接口RS485 进行串行连接。
电缆铺设至滑环系统的插头上。
在滑环系统的定子上特意安有相应的接线端。
滑环系统设计用于-20°C 至+50°C 环境温度下，以及0 至30 转/分钟转速下。
功率部件和信号部件都具有浇铸式滑环系统。
功率部件的传输通过碳滑环系统实现。
而信号部件则通过金弹簧丝型号实现。
碳和金弹簧丝型号的滑环系统组件金弹簧丝型号的浇铸式滑环系统设计用于-20°C 至+50°C 环境温度下。
滑环系统接触元件的使用寿命可达五千万转。
技术规格浇铸式滑环系统，30 路- 金弹簧丝型号2 路400 V 直流电，50 A3 路230 V，10 A2 路24 V 直流电，7.5 A24 路24 V 直流电，1 A碳和金弹簧丝型号的滑环系统组件5 路400 V 交流电，80 A4 路230 V 交流电，16 A6 路24 V 交流电，16 A15 路24 V 交流电，1 A四．“1.5MW变桨伺服控制系统”的开发设计近年来，由于油价一路攀升,发展风能等清洁再生能源越来越受到国家的重视和大力扶持.按照国家规划，未来１５年我国风电设备市场份额将高达１４００亿元至２１００亿元.另一方面,由于我国风电设备制造尚处于起步阶段,国内风电设备的产能偏小,无奈只能化高价购买进口风机和部件,严重影响了我国风电行业的快速发展.就电变浆伺服控制系统而言,目前尚未有国产电变桨控制系统的报道,国内大型风机几乎均采用国外进口产品.由于进口产品价格高(每套变桨系统约需35～40万人民币),订货周期长,同时国家发改委《关于风电建设管理有关要求的通知》中明确规定：风电设备国产化率要达到７０％以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设.因此风电设备的国产化已是大势所趋﹑当务之急,也是风电设备制造厂商责无旁贷的责任.技术分析变桨距风力发电机组的风轮浆叶可以有以下几种工作状态:1.静止状态:变距风轮的浆叶在静止时,节距角为90°,这时气流对浆叶不产生转矩.2.起动状态:当风速达到起动风速时,控制系统控制浆叶向0°方向转动,直到气流对浆叶产生一定的攻角,风轮开始起动(一般先调节桨距角到45°，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).3.并网发电:为确保并网平稳,对电网产生尽可能小的冲击,变浆距系统可以在一定时间内,保持发电机转速在同步转速附近,以便寻找最佳时机并网(例如在同步转速±10 r/min内持续1S, 发电机切入电网).4.额定功率以下运行:传统的控制方法是在运行过程中，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；另一种方法是采用以Vestas为代表的所谓OptitiP技术，即根据风速的大小，按照最佳叶尖速比曲线确定叶片的节距角，优化输出功率。
5.额定功率运行时:当风速达到或超过额定风速后,发电机机组进入额定功率状态，变浆控制系统根据发电机输出功率的变化调整桨距角的大小，浆叶节距朝迎风面积减小或增大的方向转动一个角度,使发电机的输出功率保持在额定功率。
6.脱网:当风力发电机需要脱离电网时, 变浆系统可以先转动叶片,使发电机减小输出功率,当功率减小到0时, 发电机从电网脱开,以避免发电机突甩负载的过程.7.紧急停机:如遇到电网突然断电或其它紧急情况停机,变浆伺服系统可以通过自备的UPS短暂供电,以便变浆系统完成收浆及采取予定的其它安全措施.开发内容:根据以上分析,变浆伺服系统应包括如下内容:伺服电机(带码盘)---------------(外购)伺服驱动系统--------------------(采用通用伺服系统改造)伺服控制系统--------------------(采用PLC控制,自行设计和制作)现场总线接口和通讯协议---- (与主控制器通讯,接收主控制器给出的目标位置﹑定位速度和转动方向等给定值,同时将变浆伺服系统的运行参数和运行状态发送给主控制器)UPS电源--------------------------(UPS电源及电池充电控制﹑电池状态监视,紧急情况下电池供电运行相关的管理.-------------选购或自行设计制作)几种的变桨系统比较变桨系统是现代大型风机的重要组成部分. 变桨伺服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.电变桨伺服控制系统是一个闭环控制的专用伺服系统,根据所用电机可以分为直流伺服和交流伺服两种类型.直流型电变桨伺服控制系统(以SSB生产的直流型变桨伺服控制系统为例) 变桨系统主要由PLC﹑可逆直流调速装置﹑直流电机﹑绝对式位置编码器等组成,并由蓄电池作为后备电源. PLC组成变浆的控制系统,它通过现场总线(例如CAN总线)和主控制系统通信,接受主控制系统的指令(主要是桨叶转动的速度和角度指令),并控制可逆直流调速装置驱动直流电机,带动桨叶朝要求的方向和角度转动,同时PLC还负责蓄电池的充电控制﹑蓄电池电压的监控等辅助控制. SSB的直流型变桨系统主要由以下特点:⑴采用串激直流电机,起动力矩大.对于转动重达数吨﹑直径数十米的叶片有好处;⑵由于采用直流无级调速,低速性能好;⑶不允许空载运行,否则会引起“飞车”;⑷电机有碳刷,维修困难;⑸加后备电池比较方便.交流型电变桨伺服控制系统(以LUST生产的交流型变桨伺服控制系统为例) 变桨系统主要由PLC﹑交流伺服系统﹑交流伺服电机﹑绝对式位置编码器等组成,并由UPS作为后备电源.控制原理与直流型大同小异.LUST的交流型变桨系统主要由以下特点:⑴采用交流永磁同步电机或交流异步电机,结构简单﹑维修工作量小;⑵代表了伺服控制系统的发展方向;⑶必须加UPS;以便在电网突然断电或其它紧急情况停机时,变桨伺服系统可以通过自备的UPS短暂供电,使变桨系统完成收桨及采取予定的其它安全措施.设计方案通过以上分析,我们可以知道,变桨系统主要由用PLC作控制器的变桨控制系统﹑利用编码器构成位置闭环的伺服驱动系统和通过减速齿轮转动浆叶的伺服电机等组成.结构上分成一个控制箱﹑三个轴箱﹑三个蓄电池箱共七个电气箱.在方案设计时我们遵循以下几点:1．尽量利用市场上现有的成熟产品,进行应用性开发(例如变桨伺服系统,我们准备采用通用伺服系统改造的办法,而不是自己来开发一套伺服驱动系统);2．一方面我们要在消化﹑吸收的基础上,参考﹑借鉴国外同类产品的设计,另一方面也不能完全照搬﹑仿造,必须根据我们的实际情况进行电路设计和元器件选型;3．具备与国外同类产品相同的功能,性能满足风力发电机的要求;4．采用与国外同类产品相同的总线接口和通讯协议;5．外形尺寸和安装方式与国外同类产品具有互换性.根据以上几点,我们分别设计了直流和交流两种变桨控制系统的技术方案,现分述如下:㈠直流型电变桨伺服控制系统直流型电变桨伺服控制系统的电气原理图见附图1～图3所示.变桨控制器采用西门子S7—300型PLC,其软件和硬件配置见附图7.其他主要部件及开发方式如下:1.直流伺服电机-------------------(选购.带一个测速发电机和二个绝对值位置编码器,分别用作速度反馈和位置反馈)2. 直流伺服驱动系统------------- (采用通用直流伺服系统改造及设置伺服驱动器参数)3. 伺服控制系统--------------------(采用PLC作控制器,自行进行端口配置和控制程序设计,包括选定现场总线接口类型﹑确定通讯内容和通讯协议)4. 蓄电池-----------------------------(确定电池电压及Ah数并选购)5. 充电机及电池状态监控--------(选购或自行开发)㈡交流型电变桨伺服控制系统交流型电变桨伺服控制系统的电气原理图见附图4～图6所示. 变桨控制器采用西门子S7—300型PLC,其软件和硬件配置见附图7.其他主要部件及开发方如下:1.交流伺服电机--------------------(选购.带二个绝对值位置编码,分别用作速度反馈和位置反馈,同时便于消除例如由机械间隙引起的定位误差.)2. 交流伺服驱动系统------------- (采用通用交流伺服系统改造及设置伺服驱动器参数)3. 伺服控制系统--------------------(采用PLC作控制器,自行进行端口配置和控制程序设计, 包括选定现场总线接口类型﹑确定通讯内容和通讯协议)4.UPS电源--------------------------(选购)5.充电机及电池状态监控--------(选购或自行开发)主要技术性能指标:㈠伺服电机8.额定转速 2000 rpm9.额定输出电流 17A10.额定转矩 16.0 Nm11.电源电压三相AC380V12.绝缘等级 F级13.冷却方式自然冷却14.防护等级 IP6415.环境温度－25℃～＋40℃9.制动装置选件10.编码器绝对值位置编码器㈡伺服驱动系统1.额定输出功率 7.5KW2.额定输出电流 24A3.额定输出电压 3×0---400V(AC)4.输入电压 3×AC380V(－25％～＋10％)5.过载能力 43A/30秒6.冷却方式散热器外置自然冷却7.防护等级 IP24或更高8.环境温度－25℃～＋40℃9.制动电阻外加10.配置现场总线 CAN总线11.保护功能电机三相短路保护﹑过载保护﹑电源过压保护﹑电源欠压保护﹑电机超速保护等.㈢UPS电源电网停电后保持供电1分钟,瞬时切换.注:其中电机转速和输出转矩需总体设计确认或提供准确的数据.开发步骤1.工程化设计(包括分别设计控制箱及轴箱主回路和控制回路的电气原理图﹑元器件排列布置图﹑接线表);2.元器件选型并提出材料清单;3.控制箱结构设计;(该项设计需领导另行安排人员进行)4.编制PLC控制程序和通讯程序;5.伺服系统参数整定及模拟调试;6.现场调试7.改进设计并定型。