【文章內(nèi)容簡介】 接減速機,減速機通過法蘭固定在輪毅內(nèi)側(cè)支持板上,減速機齒輪和槳葉的軸承內(nèi)齒圈相咬合,如圖24。 圖24變槳系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理變槳控制系統(tǒng)有三個主要任務(wù): 1)通過調(diào)整葉片節(jié)距角把風(fēng)機的發(fā)電速度控制在額定風(fēng)速之上的一個恒定速度,維持發(fā)電機恒功率輸出. 2)調(diào)整葉片節(jié)距角使風(fēng)力發(fā)電機從低速風(fēng)中獲得適當(dāng)?shù)碾娏Α? 3)根據(jù)現(xiàn)場情況及時順槳保證風(fēng)機的安全。變槳距風(fēng)機控制系統(tǒng)的優(yōu)點。 變槳距控制系統(tǒng)的優(yōu)點主要在于風(fēng)能的利用效率更高,如圖25。定槳距風(fēng)機在風(fēng)速達(dá)到額定風(fēng)速后,風(fēng)速增人時,電機輸出功率反而下降。而變槳距風(fēng)機的在風(fēng)速達(dá)到額定風(fēng)速后,功率會一直維持在額定功率。特殊情況下的可以隨時順槳,保證風(fēng)力發(fā)電機的整體安全性。圖25變槳距和定將距控制發(fā)電機功率比較風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)的組成有:伺服系統(tǒng),包括伺服驅(qū)動器和伺服電機。減速器編碼器變槳控制器備用電源還包括限位開關(guān), 圖26變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ,也就是變槳控制器的控制信號進(jìn)行放大控制伺服電機運行,同時伺服電機上的絕對值編碼器(absoluteenCoder)20把電機運行的實際位置信號反饋給驅(qū)動器,形成閉環(huán),準(zhǔn)確的控制電機轉(zhuǎn)動的位移伺服系統(tǒng)也可以進(jìn)行精確的速度和扭矩控制,在變槳控制系統(tǒng)中主要應(yīng)用的是位置控制。一、伺服驅(qū)動 伺服驅(qū)動器是一種控制伺服電機的控制器。它類似于變頻器控制普通交流馬達(dá),屬于伺服系統(tǒng)的一部分伺服驅(qū)動器主要有兩種功能,一種是控制功能,通過控制單元和的結(jié)合控制伺服電機和顯示伺服驅(qū)動器和電機的狀態(tài)。另一種是驅(qū)動功能,它把上位機也就是變槳控制器的小信號放大在驅(qū)動器內(nèi)部進(jìn)行配置,之后輸出給伺服電機,驅(qū)動電機運行。目前主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)。作為控制核心,可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法功能。功率器件普遍采用以智能功率模塊為核心設(shè)計的驅(qū)動電路,內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓過電流過熱欠壓等故障檢測保護(hù)電路和過載保護(hù)電路在主回路中還加入軟啟動電路以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊功率驅(qū)動單元通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或單相電,再通過三相正弦PWM逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅(qū)動單元的整個過程簡單的說就是交流一直流一交流的過程。 伺服驅(qū)動器可以采用位置速度和力矩三種控制方式,內(nèi)部有三個環(huán),即位置環(huán),速度環(huán)和電流環(huán),如圖27伺服系統(tǒng)主要應(yīng)適用高精度定位,目前是傳動技術(shù)的高端。隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用,伺服驅(qū)動器使用伺服驅(qū)動器調(diào)試，伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器都是現(xiàn)在比較熱門的話題,也有著廣闊的市場。以前伺服系統(tǒng)主要依靠進(jìn)口,現(xiàn)在不少國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)掌握了伺服系統(tǒng)的技術(shù),國產(chǎn)的伺服也有著較好的質(zhì)量。圖27伺服系統(tǒng)的控制系統(tǒng) 伺服電動機又稱執(zhí)行電動機,在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,把從上位機所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸的角位移或角速度輸出分為直流和交流伺服電動機兩人類,其主要特點是與信號壓為零時電機無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著軸轉(zhuǎn)知(的增加而勻速下降。二、原理 伺服主要靠脈沖來定位,基本下可以這樣理解,當(dāng)伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉(zhuǎn)l個脈沖對應(yīng)的角度,從而實現(xiàn)定位。同時,伺服電機尾部的編碼器本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度,編碼器都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,伺服驅(qū)動器接收了伺服電機編碼器的脈沖信號形成閉環(huán),如此一來,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,兩者相互比較,就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)維護(hù),要換碳刷,容易產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有一定的要求。因此，它動,從而實現(xiàn)精確的定位. ,結(jié)構(gòu)相對簡單,啟動轉(zhuǎn)矩較大,調(diào)速范圍寬,控制容易,但需要可以用于對比較在意成木的民用工業(yè)。無刷電機體積小,重量較輕,出力大,響應(yīng)較快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,力矩穩(wěn)定但是控制復(fù)雜,容易實現(xiàn)智能化,采用電子換相方式,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護(hù),使用效率很高,運行溫度相對較低低,電磁輻射很小,壽命一長,適用于各種環(huán)境。 交流伺服電機也是無刷電機,分為同步電機和異步電機,目前運動控制中般都用同步電機,它的功率范圍大,而且可以做到很大的功率大慣量的電機,額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)動速度較低,且電機隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的場合。永磁伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動器控制的三相電形成定子電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機末端的編碼器把電機的位移信號給驅(qū)動器,驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的位移，因此伺服電機的精度決定于編碼器的精度. 伺服電機的PID控制伺服電機的一個顯著的特點在于它的PID控制,如圖27例(P),當(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady一Stateerror).積分(1)在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系在一個自動控制系統(tǒng)中,如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)(SystemwithSteady一stateError)。目前,為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入積分項，積分項取決于誤差對時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大這樣一來,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小,直到等于零。因此,比例積分(Pl)控制器,可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差PI控制器是較為常用的一種控制器。圖27伺服系統(tǒng)的控制系統(tǒng) 在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān)系通常,自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)其原因是由于存在有較大慣性環(huán)節(jié)或有滯后環(huán)節(jié)。在控制器中加入微分項,能預(yù)測誤差變化的趨勢,比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。但是微分控制通常和上兩種控制器配合使用,不能單獨使用。 5)PID控制器的參數(shù)整定，PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)積分時間和微分時間的大小PID控制器參數(shù)整定的方法很多,概括起來有兩大類:一是理論計算整定法主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)但是這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用,還必須通過工程實際進(jìn)行調(diào)整和修改二是工程整定方法,它主要依賴工程經(jīng)驗,直接在控制系統(tǒng)的試驗中進(jìn)行,不斷調(diào)試,這個方式方法簡單，易于掌握,。反應(yīng)曲線法和衰減法三種三種方法各有其特點,其共同點都是通過試驗,然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進(jìn)行整定。但是無論我們采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù),都需要在實際運行中進(jìn)行最后試與完善?，F(xiàn)在,一般采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下:(l)首先預(yù)選擇個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)上科:(2)僅加入比例控制環(huán)自到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩,:(3)通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。變槳交流伺服和直流伺服的優(yōu)缺點：變槳伺服電機可分為直流伺服和交流伺服,又可細(xì)分為直流串勵同步電機和直流永磁同步電機,。目前在風(fēng)電場變槳系統(tǒng)上主要使用的是直流永磁同步伺服電機和交流永磁同步伺服電機。直流永磁同步伺服電機。體積大,重量大,有換向器和電刷,安裝和維護(hù)較為不便,但是在外部電源掉電的情況和變槳驅(qū)動器故障時可以直接使用后備電源供電及時順槳保證風(fēng)機的安全。交流永磁同步電機,體積較小,功率較大,重量輕,無電刷,安裝維護(hù)方便。但是在外部掉電的情況下,后備電源要通過驅(qū)動器逆變之后才能驅(qū)動電機順槳,有可能由幾種區(qū)動器故障而不能及時順槳導(dǎo)致風(fēng)機事故。減速機通常也齒輪箱,是一種傳動機構(gòu),利用不同大小齒輪的嚙合,將電機的轉(zhuǎn)速減到所要的轉(zhuǎn)速,并得到較大轉(zhuǎn)矩的機械裝置在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中,減速機的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛,幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都能用到從交通工具的船舶汽車機車,建筑用的重型機具到機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備其應(yīng)用從大動力的傳輸工作,到小負(fù)荷,精確的角度傳輸都可以見到減速機的應(yīng)用,目前在工業(yè)應(yīng)用上,減速機具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能,因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換場合。減速機的作用 l)降速同時提高輸出扭矩,扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比,但要注意不能超出減速機額定扭矩。 2)減速同時降低了負(fù)