【正文】 摘 要隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，人類正面臨著能源利用和環(huán)境保護(hù)兩方面的壓力。風(fēng)能作為一種蘊(yùn)藏量豐富的自然資源因其使用便捷，可再生、成本低、無(wú)污染等特點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了較為廣泛的使用和迅速發(fā)展，發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｌ貏e是隨著風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)和伺服控制技術(shù)的迅猛發(fā)展。風(fēng)能作為清潔的可再生資源受到全世界的重視，同時(shí)各國(guó)對(duì)變槳距風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)、控制和運(yùn)行已有完整的理論和方法，目前兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)已經(jīng)是國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大型化，智能化的發(fā)展，風(fēng)力機(jī)必須具有較高的可靠性、風(fēng)能利用系數(shù)和不斷優(yōu)化的輸出功率曲線，變槳距技術(shù)隨之產(chǎn)生。與定槳距控制技術(shù)相比，變槳距控制的優(yōu)點(diǎn)是槳葉較為輕巧，槳距角可以隨風(fēng)速的大小而自動(dòng)調(diào)節(jié)，因而能夠盡可能更多的吸收風(fēng)能，同時(shí)在高風(fēng)速段保持平穩(wěn)的功率輸出。關(guān)鍵詞:電動(dòng)變槳系統(tǒng)；MotionPLC；交流伺服電機(jī)；CAN總線AbstractWith the global economic development and population growth , humanity is facing pressure on energy utilization and environmental protection in two ways. Wind power as an abundant reserves of natural resources for its ease of use , renewable, low cost , no pollution, in the world has been more widely used and the rapid development and huge development potential. Especially with the rapid development of wind power control technology and servo control technology. Wind energy as a clean and renewable resource attention of the world, while the countries of the variable pitch wind turbine design, control and operation of the existing plete theory and methods currently megawatt wind turbine has been the mainstream products in the international wind power market . With largescale wind turbine , intelligent development , wind turbine must have a high reliability , wind energy utilization factor and the continuous optimization of the output power curve , pitch technology follow. Compared with fixed pitch control technology , the advantages of variable blade pitch control is relatively lightweight, wind speed pitch angle can automatically adjust the size , and thus able to absorb more wind as much as possible , while maintaining high wind segment smooth power output.Keywords : electric pitch system 。 MotionPLC。 AC servo motor 。 CAN bus目 錄第1章 緒論 1 1 1 1 2 2第2章 風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu) 3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理 3 4 6 6 6 9 10 14 15 15第3章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)要求及選型 16 17 18 19 20 20第4章 基于西門子 S7300 PLC 的風(fēng)電機(jī)組專用變槳距控制系統(tǒng)計(jì) 22 22 23 24 25第5章 總結(jié)與展望 26 26 26致 謝 28參考文獻(xiàn) 29IV 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第1章 緒 論 環(huán)境是人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問(wèn)題,常規(guī)能源以煤，石油，天然氣為主它不僅資源有限,而且造成了嚴(yán)重的大氣污染因此,對(duì)可再生能源開發(fā)利用受到世界各國(guó)的高度重視。日前風(fēng)能是具有大規(guī)模開發(fā)利用前景的可再生能源之一。從全球范圍來(lái)看,風(fēng)力發(fā)電己經(jīng)從試驗(yàn)研究迅速發(fā)展為一項(xiàng)成熟技術(shù)。現(xiàn)代風(fēng)電技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)主要包括進(jìn)一步提高效率提高可靠性和降低成本 。變槳距控制系統(tǒng)(variabzeitCheontrolSystem).是提高風(fēng)電系統(tǒng)效率和可靠性的重要手段之一,對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)全可靠運(yùn)行有極其重要的作用。變槳距控制是指安裝在輪轂上的葉片可以借助控制技術(shù)改其槳距角的大小,從而改變?nèi)~片氣動(dòng)特性,使槳葉和整機(jī)的受力得到調(diào)整,從而保證風(fēng)機(jī)恒功率輸出和在特殊情況下安全順槳。 變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有很多的優(yōu)越性,變槳趴風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將會(huì)成為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)展的主流。而變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組核心之一便是變槳距系統(tǒng),其中的變槳距控制器也是非常重要,合理控制槳葉角度,在額定風(fēng)速以下運(yùn)行時(shí)與變速恒頻技術(shù)結(jié)合能夠最大限度的獲取能量,在額定風(fēng)速以上運(yùn)行時(shí)能夠得到穩(wěn)定的功率輸出?？刂破髟O(shè)計(jì)的是否合理直接關(guān)系到變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是否能夠安全的運(yùn)行。 我國(guó)幅員遼闊,蘊(yùn)藏這豐富的風(fēng)力資源為了開發(fā)利用我國(guó)的風(fēng)力資源,進(jìn)一步掌握人型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心技術(shù),擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是必要的。木課題對(duì)變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳距控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,希望對(duì)我國(guó)變槳距控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化提供有益參考,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 人類很早就開始利用風(fēng)能,風(fēng)力機(jī)最早出現(xiàn)在3000年前,人們用來(lái)碾米和提水第1臺(tái)水平式風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生于十二世紀(jì)早期的風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用多槳葉,后來(lái)發(fā)展成了典型的三葉式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)最旱是采川定槳距控制,到后期人們?yōu)榱诉m應(yīng)風(fēng)速的小斷變化和提高風(fēng)能的利川率,研制出了變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)。對(duì)于功率而言,早期的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都是以小功率為主,后來(lái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)逐漸往兆瓦級(jí)發(fā)展,目前國(guó)內(nèi)研制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率可達(dá)5兆瓦。早期風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于安裝的原因,都是建造于陸地上的。隨著科技的進(jìn)步,人們開始把風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架建在了海上,稱之為離岸風(fēng)力發(fā)電機(jī),把儲(chǔ)量豐富的海上風(fēng)能利用起來(lái)。與此同時(shí),離岸風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)于風(fēng)機(jī)的維護(hù)來(lái)講無(wú)疑是增大了難度,所以要求內(nèi)部元件的有高的可靠性和壽命,同時(shí)也在風(fēng)機(jī)中增加了冗余系統(tǒng)。世界上的風(fēng)力發(fā)電發(fā)展情況如下: 世界風(fēng)電廠家VestaS,EnerCon,Gamesa,AeCiona,Dewind,GE,三菱重工等vestas所占份額最大,超過(guò)百分之三十,他連同Gamesa都主要采用液壓變槳系統(tǒng)多采用電動(dòng)變槳系統(tǒng)。我國(guó)早在上個(gè)世紀(jì)七八十年代開始研制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,但直到90年代,風(fēng)力發(fā)電才真正從科研走向市場(chǎng)初期研制成功的主要是額定功率為60OKW以下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,近年來(lái)開始研制兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,并且已經(jīng)取得成功,其制造技術(shù)已基本掌握。雖然我國(guó)近幾年風(fēng)電發(fā)展快,但是相比國(guó)外,我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)上的研究比較落后。主要是工藝技術(shù)落后,零部件以及大容量的風(fēng)力發(fā)電裝置大多數(shù)依靠進(jìn)口,因此我國(guó)風(fēng)電行業(yè)有很長(zhǎng)的路要走。國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要采用變槳系統(tǒng)主要采用電動(dòng)變槳系統(tǒng)。主要有兩力面原因: 國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)主要是引進(jìn)德國(guó)Repower,Nordex等少一家的技術(shù)這些公司主要采用的是電動(dòng)變槳控制系統(tǒng)。 電動(dòng)變槳系統(tǒng)技