大連重工·起重集團風力發電機組培訓教材變槳部分歷曉杰日期：2006-3-13.1.變槳控制系統簡介

..變槳控制系統包括三個主要部件，驅動安裝－電機，齒輪箱和變槳軸承。從額定功率起，經過控制系統將葉片以精細的變槳角度向順槳方向轉動，實現風機的功率控制。假設一個驅動器發生缺點，另兩個驅動器可以平安地使風機停機。

.變槳控制系統是經過改動葉片迎角，實現功率變化來進展調理的。經過在葉片和輪轂之間安裝的變槳驅動電機帶動回轉軸承轉動從而改動葉片迎角，由此控制葉片的升力，以到達控制造用在風輪葉片上的扭矩和功率的目的。在90度迎角時是葉片的任務位置。在風力發電機組正常運轉時，葉片向小迎角方向變化而到達限制功率。普通變槳角度范圍為0～86度。采用變槳矩調理，風機的啟動性好、剎車機構簡單，葉片順槳后風輪轉速可以逐漸下降、額定點以前的功率輸出豐滿、額定點以的輸出功率平滑、風輪葉根接受的動、靜載荷小。變槳系統作為根本制動系統，可以在額定功率范圍內對風機速度進展控制。.變槳控制系統有四個主要義務：1.經過調整葉片角把風機的電力速度控制在規定風速之上的一個恒定速度。2.當平安鏈被翻開時，運用轉子作為空氣動力制動安裝把葉子轉回到羽狀位置〔平安運轉〕。3.調整葉片角以規定的最低風速從風中獲得適當的電力。4.經過衰減風轉交互作用引起的震動使風機上的機械載荷極小化。.2.變槳軸承..2.1安裝位置變槳軸承安裝在輪轂上，經過外圈螺栓把緊。其內齒圈與變槳驅動安裝嚙合運動，并與葉片聯接。.2.2任務原理當風向發生變化時，經過變槳驅動電機帶動變槳軸承轉動從而改動葉片對風向地迎角，使葉片堅持最正確的迎風形狀，由此控制葉片的升力，以到達控制造用在葉片上的扭矩和功率的目的。.2.3變槳軸承的剖面圖.從剖面圖可以看出，變槳軸承采用深溝球軸承深溝球軸承主要接受純徑向載荷，也可接受軸向載荷。接受純徑向載荷時，接觸角為零。.位置1：變槳軸承外圈螺栓孔，與輪轂聯接。位置2：變槳軸承內圈螺栓孔，與葉片聯接。位置3：S標志，軸承淬硬軌跡的始末點，此區軸承接受力較弱，要防止進入任務區。位置4：位置工藝孔。位置5：定位銷孔，用來定位變槳軸承和輪轂。位置6：進油孔，在此孔打入光滑油，起到光滑軸承作用。位置7：最小滾動圓直徑的標志〔嚙合圓〕。..2.4變槳軸承根本維護1.檢查變槳軸承外表清潔度。2.檢查變槳軸承外表防腐涂層。3.檢查變槳軸承齒面情況。4.變槳軸承螺栓的緊固。5.變槳軸承光滑。.2.5變槳系統任務環境安裝地點

內陸和沿海地區

工作壽命

20年

環境溫度范圍

-35°C到+45°C

機艙內溫度范圍

-35°C到+55°C

工作過程中環境溫度范圍

-35°C到+55°C

露天環境要求

腐蝕性，鹽霧，流砂

相對濕度

在+40°C時為5%到95%，露點

.3.變槳驅動安裝..3.1安裝位置變槳驅動安裝經過螺柱與輪轂配合聯接。變槳齒輪箱前的小齒輪與變槳軸承內圈嚙合，并要保證嚙合間隙應在0.2～0.3mm之間，間隙由加工精度保證，無法調整。.3.2組成部件變槳驅動安裝由變槳電機和變槳齒輪箱兩部分組成。.3.3任務原理變槳齒輪箱必需為小型并且具有高過載才干。齒輪箱不能自鎖定以便小齒輪驅動。為了調整變槳，葉片可以旋轉到參考位置，順槳位置，在該位置葉片以大約雙倍的額定扭矩瞬間壓下止擋。這在一天運轉之中可以發生多次。經過短時間使變頻器和電機過載來到達要求的扭矩。齒輪箱和電機是直聯型。變槳電機是含有位置反響和電熱調理器的伺服電動機。電動機由變頻器銜接到直流母線供應電流。.3.4變槳驅動安裝平面圖..位置1：壓板用螺紋孔，用于安裝小齒輪壓板。位置2：驅動器吊環，用于起吊安裝變槳驅動器。位置3：螺柱。與輪轂聯接用。位置4：電機接線盒。.3.5變槳驅動安裝的根本維護1.檢查變將驅動安裝外表清潔度。2.檢查變將驅動安裝外表防腐層。3.檢查變槳電機能否過熱、有異常噪聲等。4.檢查變槳齒輪箱光滑油。5.檢查變槳驅動安裝螺栓緊固。.3.6變槳電機技術參數電機類型異步電機數量每個葉片一個，總共3個額定功率3kW極數可選擇額定電壓?3相400VAC頻率50Hz防護等級≥IP55齒輪輸入速度取決于極對數旋轉方向雙向，均布溫度等級F,在環境溫度為+55°C時能力為F級.冷卻用一個風扇強制風冷溫度檢測一個內置在定子繞組中的Pt-100工作模式變頻器操作，增加du/dt值,增加鐵心損耗,增加電壓峰值電機連接單傳動,閉合環路工作時間100%，當制動器有飛輪時，電機必須持續保持葉片在工作位置動態工作最大加速度1251rpm/s.扭矩限制最大扭矩限制到65Nm電纜長度≥3.0m使用壽命≥20年,6000小時/年,70%靜態和30%動態位置控制,采用脈動負荷。.3.7變槳齒輪箱技術參數數量每個葉片一個，共3個額定輸出扭矩7500Nm最大輸出扭矩(靜態)9300Nm額定傳動速度取決于電機中的極對數傳動比取決于電機中的極對數額定輸出速度9.091/rpm相對于輸出端（低速軸），電機和齒輪箱的最大慣性矩320kgm2.額定驅動功率3kW優選潤滑劑(脂)MOBILITHSHC460如果使用其它潤滑劑，必須提供與優選潤滑劑的相容證明維護周期(脂)≥20年優選潤滑劑(油)MOBILGEARSHCXMP320如果使用其它潤滑劑，必須提供與優選潤滑劑的相容證明維護周期(油)≥5年.4.雷電維護安裝...4.1安裝位置雷電維護安裝在變槳安裝中的詳細位置見圖1，在大齒圈下方偏左一個螺栓孔的位置裝第一個維護爪，然后120等分安裝另外兩個雷電維護爪。.4.2組成部件雷電維護爪主要由三部分組成,按照安裝順序從上到下依次是墊片壓板，炭纖維刷和集電爪。.4.3任務原理雷電維護安裝可以有效的將作用在輪轂和葉片上的電流經過集電爪導到地面，防止雷擊使風機線路損壞。炭纖維刷是為了補償靜電的不平衡，雷擊經過風機的金屬部分傳導。在旋轉和非旋轉部分的過渡處采用火花放電器。這個系統有額外的電刷來維護軸承和提供靜電平衡的方法。.4.4雷電維護安裝的根本維護1.檢查雷電維護安裝的外表清潔。2.檢查炭刷纖維的能否完好。3.檢查雷電維護安裝螺栓的緊固。.5.順槳接近撞塊和變槳限位撞塊...變槳限位撞塊.5.1安裝位置變槳限位撞塊安裝在變槳軸承內圈內側，與緩沖塊配合運用。.5.2任務原理當葉片變槳趨于最大角度的時候，變槳限位撞塊會運轉到緩沖塊上起到變槳緩沖作用，以維護變槳系統，保證系統正常運轉。位置1：變槳限位撞塊與變槳軸承銜接時定位導向螺釘孔。位置2：順槳接近撞塊安裝螺栓孔，與變槳限位撞塊銜接。位置3：變槳限位撞塊安裝螺栓孔，與變槳軸承銜接。.順槳接近撞塊.5.3安裝位置順槳接近撞塊安裝在變槳限位撞塊上，與順槳感光安裝配合運用。.5.4任務原理當葉片變槳趨于順槳位置時，順槳接近撞塊就會運轉到順槳感光安裝上方，感光安裝接受信號后會傳送給變槳系統，提示葉片曾經處于順槳位置。.5.5

順槳接近撞塊和變槳限位撞塊的根本維護

1.檢查順槳感光安裝的清潔度，以保證可以正常接受感光信號。2.檢查易損件緩沖塊，做到及時改換。3.檢查各撞塊螺栓的緊固。.6.極限任務位置撞塊和限位開關.極限任務位置撞塊...6.1安裝位置極限任務位置撞塊安裝在內圈內側兩個對應的螺栓孔上。.6.2任務原理當變槳軸承趨于極限任務位置時，極限任務位置撞塊就會運轉到限位開關上方，與限位開關撞桿作用，限位開關撞桿安裝在限位開關上，當其遭到撞擊后，限位開關會把信號經過電纜傳送給變頻柜，提示變槳軸承曾經處于極限任務位置。.6.3限位開關的根本維護1.檢查開關靈敏度，能否有松動。2.檢查限位開關接線是正常，手動剎車測試。3.檢查螺栓緊固。.7.變頻柜和電池柜..7.1安裝位置變頻柜和電池柜安裝在柜子支架上，柜子支架安裝在輪轂上。.7.2任務原理電池柜系統的目的是保證變槳系統在外部電源中斷時可以平安操作。電池柜是經過二極管銜接到變頻器共用的直流母線供電安裝，在外部電源中斷時由電池供應電力保證變槳系統的平安任務。每一個變頻器都有一個制動斷路器在制動形狀時防止過高電壓。變頻器應留有與PLC的通訊接口。位置1：柜子支架安裝螺紋孔。位置2：銜接板安裝螺紋孔。.7.3變頻柜和電池柜根本維護1.變漿控制柜/輪轂之間緩沖器能否有磨損。2.變漿控制柜內接線能否有松動。3.柜子支架及柜子的螺栓緊固。.8.輪轂變槳安裝按螺栓分部件統計..1.變槳軸承與輪轂銜接規格M30×290強度10.9數量3×48=144其它HytorcXLT3SW46mm；Ma=1750Nm.2.變槳軸承用螺栓〔包括安裝撞塊〕

規格M30強度10.9數量3×57=162其它HytorcXLT346mm套筒.3.齒輪安裝壓板規格M20x50(全螺紋)強度10.9S數量3×1=3其它1.力矩扳手SW30；Ma=550Nm2.涂Loctite243膠.4.變將驅動器與輪轂支架規格M12（螺母）強度10H數量3×12=36其它1.力矩扳手SW19；Ma=95Nm2.涂Loctite243膠.5.順槳接近撞塊規格M8×15(全螺紋)強度8.8s數量3×2=6其它1.力矩扳手SW13；Ma=23Nm2.涂Loctite243膠.6.限位開關用螺釘規格M4×25強度8.8數量3×2=6其它力矩扳手（2-20Nm）.7.變槳限位撞塊用螺釘規格M10×50強度8.8數量3×2=6其它力矩扳手（2-20Nm）.8.緩沖器用螺釘規格M10×35強度8.8數量3×1=3其它1.內六角扳手SW8；Ma=32Nm2.涂Loctite243膠.9.極限任務位置撞塊用螺栓規格M8×25(全螺紋)強度8.8數量3×2=6其它力矩扳手SW13Ma=23Nm.10.銜接板用螺栓規格M12×30(全螺紋)

強度8.8數量3×6=18其它.11.變槳控制柜支架用螺栓規格M16×150（全螺紋）強度8.8數量3×4=12其它Ma=77Nm.12.控制柜用螺栓規格M10×90（全螺紋）

強度A2-70

數量3×4=12其它.13.輪轂與齒輪箱上用螺柱規格M36強度10.9數量3×16=48其它HydacXLT3,SW55,叉形力矩扳手,SW55;Ma=2700Nm.14.鎖緊作用螺栓規格M20×40(全螺紋)

強度8.8數量3×2=6其它.15.滑環規格材料耐酸不銹鋼數量1其它滑環的作用是使一個靜止的軸連接到一個旋轉的接點上,利用滑環通過RS485總線實現到輪轂的供電和數據傳輸。.附一.輪轂各部件根本屬性統計.部件名稱(圖號)材質重量/件（Kg）數量/臺輪轂罩（1201079）玻璃鋼1353變槳軸承（931685001）42CrMo410873變槳減速電機（570538）2803分隔壁（1201082）玻璃鋼49.43楔形盤（1201067）Q235D1003.部件名稱(圖號)材質重量/件（Kg）數量/臺導流帽（1201087）玻璃鋼124.71變槳電控支架（1201027）焊接件24.33變槳限位撞塊（1200654）Q345D113順槳接近撞塊（1200644）Q235B0.243