全球投入商業執行的兆瓦級以上風力發電機均採用了變槳距技術,變槳距控制與變頻技術相配合,提高了風力發電機的發電效率和電能質量,使風力發電機在各種工況下都能夠獲得最佳的效能,減少風力對風機的衝擊,它與變頻控制一起構成了兆瓦級變速恆頻風力發電機的核心技術。
全球投入商業執行的兆瓦級以上風力發電機均採用了變槳距技術,變槳距控制與變頻技術相配合,提高了風力發電機的發電效率和電能質量,使風力發電機在各種工況下都能夠獲得最佳的效能,減少風力對風機的衝擊,它與變頻控制一起構成了兆瓦級變速恆頻風力發電機的核心技術。
液壓變槳系統具有單位體積小、重量輕、動態響應好、轉矩大、無需變速機構且技術成熟等優點。本文將對液壓變槳系統進行簡要的介紹。風機變槳調節的兩種工況 風機的變槳作業大致可分為兩種工況,即正常執行時的連續變槳和停止(緊急停止)狀態下的全順槳。風機開始啟動時槳葉由90°向0°方向轉動以及併網發電時槳葉在0°附近的調節都屬於連續變槳。液壓變槳系統的連續變槳過程是由液壓比例閥控制液壓油的流量大小來進行位置和速度控制的。當風機停機或緊急情況時,為了迅速停止風機,槳葉將快速轉動到90°,一是讓風向與槳葉平行,使槳葉失去迎風面;二是利用槳葉橫向拍打空氣來進行制動,以達到迅速停機的目的,這個過程叫做全順槳。液壓系統的全順槳是由電磁閥全導通液壓油迴路進行快速順槳控制的。液壓變槳系統 液壓變槳系統由電動液壓泵作為工作動力,液壓油作為傳遞介質,電磁閥作為控制單元,透過將油缸活塞桿的徑向運動變為槳葉的圓周運動來實現槳葉的變槳距。先來了解一下液壓變槳系統的結構。變槳距伺服控制系統的原理圖如圖1所示。變槳距控制系統由訊號給定、比較器、位置(槳距)控制器、速率控制器、D/A轉換器、執行機構和反饋迴路組成。圖1控制原理圖 液壓變槳執行機構的簡化原理圖如圖2所示,它由油箱、液壓動力泵、動力單元蓄壓器、液壓管路、旋轉接頭、變槳系統蓄壓器以及三套獨立的變槳裝置組成,圖中僅畫出其中的一套變槳裝置。圖2液壓原理圖 結束語 液壓變槳系統與電動變槳系統相比,液壓傳動的單位體積小、重量輕、動態響應好、扭矩大並且無需變速機構,在失電時將蓄壓器作為備用動力源對槳葉進行全順槳作業而無需設計備用電源。由於槳葉是在不斷旋轉的,必須透過一個旋轉接頭將機艙內液壓站的液壓油管路引入旋轉中的輪轂,液壓油的壓力在20MPa左右,因此製造工藝要求較高,難度較大,管路也容易產生洩漏現象。液壓系統由於受液壓油黏溫特性的影響,對環境溫度的要求比較高,對於在不同緯度使用的風機,液壓油需增加加熱或冷卻裝置。