一、变桨电机系统介绍

变桨系统所有部件均安装在轮毂上，风力发电机组正常运行时变桨系统随轮毂以10转/分以上的速度旋转。叶片通过变桨轴承与轮毂相连，风电机组每个叶片都要有自己的相对独立的变桨驱动系统。变桨系统的作用是根据风速的大小自动进行调整叶片与风向之间的夹角来实现风轮对风力发电机的功率恒定输出，利用空气动力学原理可以使桨叶顺浆90°附近与风向平行，使风机停机。

二、定桨失速风机与变桨变速风机之比较

1.定桨失速型风电机组

发电量随着风速的提高而增长，在额定风速下达到满发，但风速若再增加，机组出力反而下降很快，叶片呈现失速特性。

优点：

①机械结构简单，易于制造。

②控制原理简单，运行可靠性高。

缺点：①额定风速高，风轮转换效率低。

②电能质量差，对电网影响大。

③叶片复杂，重量大，不适合制造大风机。

2.变桨变速型风电机组

风机的每个叶片可跟随风速变化独立同步的变化桨距角，控制机组在任何转速下始终工作在最佳状态，额定风速得以有效降低，提高低风速下机组的发电能力，当风速继续提高时，功率曲线能够维持恒定，有效的提高了风轮的转换效率。

优点：

①发电效率高，超出定桨机组10%以上，电能质量提高，电网兼容性好。

②高风速时停机并顺桨，降低载荷，保护机组安全。

③叶片相对简单，重量轻，利于制造大兆瓦级风机。

缺点：变桨机械、电气和控制系统复杂，运行维护难度大。

三、变桨系统分类

叶轮三支叶片均配置一套独立变桨系统，厂家设计的形式不同，柜体结构不同，一般变桨系统由三至七个变桨柜体（箱体）组成。主要分为以下三种。

1．三个柜体组成

变桨系统只有三个变桨柜体，其柜体大小、柜内布局、器件组成和功能均相同，控制方式上无主从之分。三个变桨柜均由主控PLC控制器控制，同时变桨。

2．六个柜体组成

三支叶片由三套独立的变桨系统组成，每支叶片都有一个柜体，为一柜两箱的结构。分为一个控制箱和一个备用电源箱组成。备用电源存放在柜体的另一机箱内，与控制柜机箱分离。

3．七个柜体组成

六个柜体的基础上，再增加一个中央控制柜，组成了七个柜体。将变桨控制器放置于变桨中央控制柜内。其主要作用是负责与主控系统通信，同时控制其它两个柜体的运行，控制叶片的位置。另外中央充电单元安装在中央控制柜内，可控制备用电源的充电过程。

四、变桨系统深度维护内容

1.变桨柜体检查

变桨柜体外观检查，是否存在变形开裂。

柜门锁检查，是否存在无法拧紧、松动、脱落等现象。

变桨柜密封性检查，密封条有无损坏或老化。

变桨柜减震垫检查，是否开裂，变形。

柜体进线的防水堵头是否存在松动或脱落。

柜内杂物检查。

2.限位开关

检查限位开关、位置传感器等信号是否正常，如不正常进行重新调整。

油污等杂物检查。

3.重载线缆检查

检查重载电缆是否存在破损、老化、破损、油污等情。

检查并紧固外部重载电缆HARTING头和内芯，是否存在松动。

检查变桨柜内线缆，查看是否存在破损、老化或虚接。

检查外部重载电缆固定情况，扎带固定是否牢固。

4.变桨电机的检测与维护

外观检查，壳体以及法兰是否有破损。

机械检查，检查电机螺栓以及电机法兰和减速机是否。

连接紧密，减速机是否漏油。

Harting连接器检查，卡扣等是否完好。

5.伺服控制器的检查与维护

检查驱动器接线是否有松动情况，进出线是否破损，虚接及松动。

风扇运行检测，是否有杂物堵转。

制动电阻检查测量。

6.电池检查与维护

电池组外观检查，电池组有鼓胀、龟裂、变形、漏液、连接端子腐蚀或生锈等情况，建议更换电池组。

检查电池组接线是否破损，松动。

7.元器件检查

检查过压保护模块是否失效。

检查柜内接触器工作是否正常，是否存在触头氧化、卡涩情况。

检查柜内空开、继电器、熔丝等低压电器是否正常。

柜内加热器风扇，有无卡涩，运转是否正常。

检查并紧固冗余编码器用安装支架和小齿轮。

8.充电器检测

充电器线缆输入端线缆检查，安装螺丝是否松动。

充电器输入输出电压是否正常，故障继电器检测。

充电器充电检测，查看是否有异常现象。

9.其他检查

柜内加热器功能是否正常，风扇有无卡住，风量是否正常，如异常进行更换处理。

柜内温度检测检查，温度反馈是否正常，有无大幅度的温度跳变情况。

柜内元器件以及线缆紧固螺栓检查。

清理轮毂内油污、异物等杂物。

10.变桨系统功能测试

校零功能测试：手动运行变桨系统叶片机械零点校零，运行变桨系统，查看电机和叶片角度是否一致。

电池性能测试：在小风情况下将单轴叶片手动变桨至0度，启动电池顺桨回路，检测电池启动运行和停止电压值。

11.紧急收桨功能测试

电池顺桨功能以及相关回路元器件功能是否正常。

通讯功能测试：断开通讯模块或电缆模拟变桨通讯断开情况，查看变桨系统紧急收桨。

安全链功能测试：断开安全链或急停按钮进行测试功能测试。

目的：

通过变桨深度维护消除变桨系统在长期运行中可能存在的故障隐患，保证风机的后续安全稳定运行，降低变桨的故障率，降低风机发电的度电成本，提高风机的利用率。

来源：北京合信锐风新能源发展有限公司

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