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风机变桨系统结构、原理及典型故障处理

变桨系统变桨系统是安装在轮毂内作为气动刹车系统或在额定功率范围内通过改变叶片角度从而对风力发电机运行功率进行控制，维持机组工作在最佳状态。变桨系统是风力发电机组中的重要组成部分，变桨系统包括三个驱动装置，每个驱动装置都有单独的变桨电机、变桨减速机和变桨轴承，既可同时调整三个叶片的变桨角度，也可单独对每个叶片的变桨角度进行调整。

缓冲器变桨接近开关变桨驱动装置轮毂轮毂变桨控制柜变桨系统轮毂罩分隔壁极限工作位置开关极限工作位置撞块变桨限位撞块导流帽

变桨系统的功能1.变桨功能：从额定功率起，通过控制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动，实现风力发电机的功率控制。2.制动功能：理论上三个叶片中的一个动作转动到顺桨位置，就可以实现气动刹车，可以安全地使风力发电机停机。变桨系统采用了独立同步的三套控制系统，具有很高的可靠性。

变桨系统的作用当风速超过额定风速时，通过控制叶片角度来控制风机的转速和功率维持在一个最优的水平；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。

顺桨位置工作位置

变桨系统原理变桨电机为变桨系统提供动力，电机输出轴与减速齿轮箱同轴相连，减速器将电机的扭矩增大到适当的倍数后，将减速器输出轴上的力矩通过一定方式传动到叶根变桨轴承的旋转部分，从而带动叶片旋转，实现变桨。变桨机构采用电机——减速器——齿轮啮合传动形式，三个叶片的变桨机构完全相同。每个叶片采用一个带位移反馈的伺服电机进行单独调节，实时监测电机的转动角度。伺服电机通过减速器增大力矩，减速器输出侧齿轮与轮毂内叶片根部的内齿圈相啮合，电机旋转带动叶片进行旋转，从而实现对叶片角度的控制。

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如何实现变桨控制3-400VAC供电单元360VDC到偏航变频器景变频器2号变桨变频器螺变频器赣机舱机柜CANopen鼋粪鼋赣轮毂电池550VDCPLC

变桨系统的优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。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、变桨驱动装置一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。

变桨机构变桨轴承变桨电机极限工作位置撞块变桨限位撞块变桨齿轮箱

操块装置变桨驱动器变桨轴承限位开关装置雷电保护装置变桨控制柜轮毂

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变桨轴承

安装位置变桨轴承安装在轮毂上，通过外圈螺栓把紧。其内齿圈与变桨驱动装置啮合运动，并与叶片连接。

工作原理当风向发生变化时，通过变桨驱动装置带动变桨轴承转动从而改变叶片对风向地迎角，使叶片保持最佳的迎风状态，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在叶片上的扭矩和功率的目的。

7从剖面图可以看出，变桨轴承采用双排深沟球轴承。深沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受轴向载荷。

位置1:变桨轴承外圈螺栓孔，与轮毂联接。位置2:变桨轴承内圈螺栓孔，与叶片联接。位置3:S标记，轴承淬硬轨迹的始末点，此区轴承承受力较弱，要避免进入工作区。位置4:位置工艺孔。位置5:定位销孔，用来定位变桨轴承和轮毂。位置6:进油孔，在此孔打入润滑油，起到润滑轴承作用。位置7:最小滚动圆直径的标记(啮合圆)。

变桨轴承日常检查1.检查变桨轴承表面清洁度。2.检查变桨轴承表面防腐涂层。3.检查变桨轴承齿面情况。(点蚀、断齿、锈蚀、磨损)4.检查变桨轴承螺栓的紧固。5.检查变桨轴承润滑。6.检查变桨轴承密封性。

变桨驱动装置

安装位置变桨驱动装置通过螺柱与轮毂配合联接。变桨齿轮箱前的小齿轮与变桨轴承内圈啮合，并要保证啮合间隙应在0.3～0.9mm之间，间隙由加工精度保证。

变桨驱动装置由变桨电机和变桨齿轮箱两部分组成。组成部件

工作原理变桨齿轮箱必须为小型并且具有高过载能力。变桨齿轮箱和变桨电机是直联型。变桨电机是含有位置反馈的伺服电