【正文】 I 基于 PLC 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 由于化石資源的日益枯竭和人類對全球環(huán)境惡化的倍加關(guān)注，因此清潔綠色的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已深受全世界的重視。本設(shè)計(jì)主要研究的偏航系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分。由于偏航機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)艙底部，通過偏航軸承與機(jī)艙相連。當(dāng)風(fēng)向改變時，風(fēng)向儀將信號傳到控制系統(tǒng)，控制驅(qū)動裝置工作，小齒輪在大齒圈上轉(zhuǎn)動，從而帶動機(jī)艙旋轉(zhuǎn)，是風(fēng)輪對準(zhǔn)風(fēng)向。當(dāng)機(jī)艙的旋轉(zhuǎn)方向有接近開關(guān)進(jìn)行檢測，當(dāng)機(jī)艙向同一方向達(dá)到極限偏航角度時，限位開關(guān)會及時將信號傳到控制裝置內(nèi)，控制裝置會迅速發(fā)出信號使機(jī)組快速 停機(jī)，并反轉(zhuǎn)解纜，經(jīng)過上述過程從而實(shí)現(xiàn)偏航控制使風(fēng)輪始終保持迎風(fēng)狀態(tài)。 根據(jù)邊行系統(tǒng)的工作原理本設(shè)計(jì)所要解決的基本問題有： 實(shí)現(xiàn)自動偏航控制及手動偏航控制的雙控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)偏航系統(tǒng)的制動裝置以及扭纜、解纜保護(hù)裝置的控制方法 了解偏航液壓系統(tǒng)的作用、工作原理和控制方法。 編寫驅(qū)動控制程序、扭纜、解纜保護(hù)程序。 關(guān)鍵詞： 風(fēng)向，自動偏航，風(fēng)向儀，偏航電機(jī) II Design of Yaw Control System for Wind Motor Based on PLC ABSTRACT Clean and green wind power technology has gotten great attention by the world because of the increasingly exhausted fossil resources and the more attention on the global environmental degradation. This design mainly researches the yaw system which is an important ponent of the wind turbine. Because the yaw mechanism installed at the bottom of the engine room and connected to the engine room through the yaw bearing. When the wind changes, wind vane will send the signal to the control system to control the drive work. The pinion rotated on the big gear ring, which can turn the engine room to make the wind wheel turbines on the direction of the wind. When the revolving direction of the engine room is closed to the switch to do detection and the engine room reaches the maximum yaw angle to the same direction, the limited switch will send the signals to the control device in time. Then the control device could quickly send a signal to make the set quick stop and turn over the cast loop. After above the process, it will realize the yaw control and make the wind wheel keep the state of facing the wind. According to the working principle of the edge system, this design should solve the problem as follow. Realizing the double control system of automatic yaw control and manual yaw control。 Designing the brake device of yaw system and the controlling methods of protection device of the button cable and the cast loop。 Understanding the effect of yaw hydraulic pressure system, working principle and the controlling methods。 Writing the controlling program of drive and the protection program of button cable and cast loop. KEY WORDS: Wind Direction, Automatic Yaw, Yaw Angle, Yaw Motor III 目 錄 前 言 ...................................................................................................1 第 1 章 緒 論 .......................................................................................2 風(fēng)力發(fā)電的介紹 ......................................................................2 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史 ..............................................................2 中國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................................4 第 2 章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)及偏航系統(tǒng)的工作原理 ......................................5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本介紹 ......................................................5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分類 ........................................................5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)成及及原理 ................................5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)的介紹 ..................................................6 偏航系統(tǒng)的分類 ............................................................6 偏航系統(tǒng)的組成 ............................................................7 偏航系統(tǒng)的功能及原理 ................................................8 第 3 章 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ......................................................9 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)思路 ..............................................9 設(shè)計(jì)方案選擇 ........................................................................ 10 偏航系統(tǒng)硬件的選型 ............................................................ 10 電動機(jī)選型 ................................................................. 10 限位開關(guān)選型 ............................................................. 11 接近開關(guān)選型 ............................................................. 12 風(fēng)向傳感器的選型 ...................................................... 14 PLC 選型 ...................................................................... 15 第 4 章 風(fēng)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ........................................ 18 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)工作過程 .................................................... 18 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................................................ 18 PLC I/O 地址分配 ........................................................ 18 PLC 端子連接圖 .......................................................... 19 偏航電機(jī)主電路設(shè)計(jì) .................................................. 20 第 5 章 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................... 22 IV 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)整體流程圖 ................................................ 22 風(fēng)電機(jī)手動偏航系統(tǒng)流程圖 ................................................ 24 風(fēng)電機(jī)手動偏航梯形圖 ........................................................ 25 結(jié) 論 ................................................................................................. 27 謝 辭 ................................................................................................. 28 參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 29 附 錄 ................................................................................................. 31 外文資料譯文 ..................................................................................... 35 1 前 言 能源是人類生存所必需的最基本的物質(zhì)，保證國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的主要物資基礎(chǔ)。伴隨著一次資源的儲存量越來越稀少和環(huán)境污染越來越嚴(yán)重導(dǎo)致人類對環(huán)境惡化的倍加關(guān)注，因此開發(fā)新型的清潔型能源也越來越受到全世界的重視。在所有利用清潔能源和二次能源作為發(fā)電的資源的技術(shù)中，利用風(fēng)能資源發(fā)電的技術(shù)是最為成熟、成本最低、對環(huán)境污染程度比較小，還是，最有開發(fā)規(guī)模和商業(yè)開發(fā)前景的能源轉(zhuǎn)變技術(shù)。發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù)對于維護(hù)生態(tài)環(huán)境的平衡和穩(wěn)定、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)、健康、持續(xù)性發(fā)展等許多方面都有十 分重要的意義。 我國的領(lǐng)土面積大，風(fēng)能資源也很豐富?？砷_發(fā)利用的的風(fēng)能豐富。但是我國開始利用風(fēng)力發(fā)電的時間較晚，在 20 世紀(jì) 60 年代才開始研究有使用價(jià)值的新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。七十年代以后才開始漸漸的發(fā)展起來，不僅再裝機(jī)總?cè)萘可嫌兴岣?，而且制造水平也在不斷地提高。風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的意見也逐漸的統(tǒng)一化，統(tǒng)一向著更大規(guī)模、更高質(zhì)量、更高的能源轉(zhuǎn)換率的新平臺發(fā)展 [1]。 風(fēng)力發(fā)電是開發(fā)利用風(fēng)能的主要形式也是可再生能源發(fā)展的重點(diǎn)，市場遼闊、前景光明，將為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更充足的物質(zhì)保證。風(fēng)電機(jī)作為風(fēng)力發(fā)電的重要組成部分，提高 風(fēng)電機(jī)組的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行十分必要。所以，加大對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究，最大程度的利用風(fēng)能和持久性的開發(fā)風(fēng)能是十分有必要的。 由于大自然的人風(fēng)向是不斷變化的，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪與風(fēng)向的