精编完整版基于PLC变桨系统的研究毕业论文设计 - 图文(3)

图2-3变桨系统原理图（单桨片）

风力发电变桨系统的工作过程由以下几个阶段组成:

l)起动阶段当风速达到风力发电机的切入风速时（不同家的风机切入风速不同),风机开始起动。起动时,风机桨叶处于顺桨,节距角90度位置变桨控制系统开始工作,变桨控制器通过伺服电机把桨民十节距角调到0度,此时桨叶的受风面积最大,风轮开始转动,并且随之风速的增大,风轮速度逐渐上升.

2)运行阶段当风速不断增大,风轮的速度也随之增大,当发电机转速达到并网要求的转速时,开始并网发电。额定功率运行状态.当风机进入额定风速时,发电机也达到额定功率,此时风机开始并网发电随着风速的进一步增大,风轮的速度也不断增大,风机功率继续增大。此时变桨系统开始动作,变桨控制器控制桨叶向90度节距角方向转动,从而降低风轮转速,使风力发电机的输出功率维持在额定功率。功率状态在风机进入额定发电状态之后,风速也是不断变化的,当风速降低,低十额定风速时,变桨控制系统调小桨距角,直至调到O度此时风机仍然在额足功率以下运行由于此时风机依然在并网发电在发电机侧采用变速恒频技术保证发电机向电网输送恒定频率的电能 。

大风状态，当风速上升到远大于额定风速的状态时,变桨控制器控制风机桨叶安全顺桨。国内外风机制造商都会提供一个切出风速。故障状态。在机组出现故障时,需要紧急停机,一般应先使叶片顺桨,这样机组结构中受力小,可以保证机组运行的安全可靠性变桨控制系统控制风机桨叶安全顺桨。变桨距风机叶

片一般宽小,片轻,机头质量比定桨失速机组小,启动性能好但由于增加了一套变桨距机构,从而增加了故障发生的机率,而且处理变桨距机构叶了轴承故障难度大变桨距机组比较适合于高原空气密度低的地区运行,避免了当定桨距风力发电机安装角确定后,有可能夏季发电低,而冬季又超发电的问题变桨距机组更适合于额定风速以上风速较多的地区,这样发电量的提高相对定桨距风机比较显著。从今后的发展趋势看,在大型风力发电机组中会普遍采用。 变桨控制器系统安装在风机的轮毅之中,伺服电机连接减速机,减速机通过法兰固定在轮毅内侧支持板上,减速机齿轮和桨叶的轴承内齿圈相咬合,如图2-4。

图2-4变桨系统内部结构原理

变桨控制系统有三个主要任务:

1)通过调整叶片节距角把风机的发电速度控制在额定风速之上的一个恒定速度,维持发电机恒功率输出.

2)调整叶片节距角使风力发电机从低速风中获得适当的电力。

3)根据现场情况及时顺桨保证风机的安全。变桨距风机控制系统的优点。 变桨距控制系统的优点主要在于风能的利用效率更高,如图2-5。定桨距风机在风速达到额定风速后,风速增人时,电机输出功率反而下降。而变桨距风机的在

风速达到额定风速后,功率会一直维持在额定功率。特别是在风速频繁变化的地区.风能的利用效率较高。特殊情况下的可以随时顺桨,保证风力发电机的整体安全性。

图2-5变桨距和定将距控制发电机功率比较

2.3风力发电机变桨系统的结构

风力发电变桨系统的组成有:伺服系统,包括伺服驱动器和伺服电机;减速器编码

器变桨控制器备用电源还包括限位开关,温度传感器.低压电器如图

图2-6变桨系统结构图

2.3.1变桨伺服系统

伺服系统包括伺服驱动器和伺服电机.伺服驱动器把来自上位机,也就是变桨控制器的控制信号进行放大控制伺服电机运行,同时伺服电机上的绝对值编码器

(absoluteenCoder)-20把电机运行的实际位置信号反馈给驱动器,形成闭环,准确的控制电机转动的位移伺服系统也可以进行精确的速度和扭矩控制,在变桨控制系统中主要应用的是位置控制。 一、伺服驱动

伺服驱动器是一种控制伺服电机的控制器。它类似于变频器控制普通交流马达,属于伺服系统的一部分伺服驱动器主要有两种功能,一种是控制功能,通过控制单元和的结合控制伺服电机和显示伺服驱动器和电机的状态;另一种是驱动功能,它把上位机也就是变桨控制器的小信号放大在驱动器内部进行配置,之后输出给伺服电机,驱动电机运行。目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)。作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法功能。功率器件普遍

采用以智能功率模块为核心设计的驱动电路,内部集成了驱动电路,同时具有过电压过电流过热欠压等故障检测保护电路和过载保护电路在主回路中还加入软启动电路以减小启动过程对驱动器的冲击功率驱动单元通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或单相电,再通过三相正弦PWM逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程简单的说就是交流一直流一交流的过程。

伺服驱动器可以采用位置速度和力矩三种控制方式,内部有三个环,即位置环,速度环和电流环,如图2-7伺服系统主要应适用高精度定位,目前是传动技术的高端。随着伺服系统的大规模应用,伺服驱动器使用伺服驱动器调试，伺服驱动器维修都是伺服驱动器都是现在比较热门的话题,也有着广阔的市场。以前伺服系统主要依靠进口,现在不少国内企业已经掌握了伺服系统的技术,国产的伺服也有着较好的质量。

图2-7伺服系统的控制系统

伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把从上位机所收到的电信号转换成电动机轴的角位移或角速度输出分为直流和交流伺服电动机两人类,其主要特点是与信号压为零时电机无自转现象,转速随着轴转知(的增加而匀速下降。 二、原理

1、伺服主要靠脉冲来定位,基本下可以这样理解,当伺服电机接收到1个脉

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库精编完整版基于PLC变桨系统的研究毕业论文设计 - 图文(3)在线全文阅读。