【導(dǎo)讀】窘境，迫切需要一些清潔、無污染、可再生的新能源。在目前眾多可再生能源與。發(fā)領(lǐng)域中占有突出的地位，具有重要的開發(fā)利用價值。據(jù)估計到達(dá)地球的太陽能。中雖然只有大約2％轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)測系統(tǒng)已成為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能否發(fā)揮作用，甚至。成為風(fēng)電場長期安全可靠運行的重大問題。統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)，安全監(jiān)測系統(tǒng)。國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源供需矛盾日益尖銳。與此同時，由于化石能源的燃燒直

　　

【正文】 輸送到風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)，并由主控制系統(tǒng) 軟件計算電機(jī)轉(zhuǎn)速。 如圖 412所示 連接分布圖 圖 412 35 2 機(jī)械傳感測量 機(jī)械傳感測量是使用兩個獨立的接近開關(guān)對同一個安裝在風(fēng)機(jī)主軸上的齒盤的轉(zhuǎn)動數(shù)來進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量 ,之后輸出 24V的脈沖信號到 Overspeed(超速 監(jiān) 測 )模塊 ,Overspeed 模塊將輸出 2 路發(fā)電機(jī)當(dāng)前對應(yīng)轉(zhuǎn)速的電壓模擬量，送至主控制系統(tǒng)，由主控制系統(tǒng)計算機(jī)乘以一個系數(shù)后轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并對比Gspeed 模塊輸出的電機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)對比差值達(dá)到設(shè)定值即報 “ 轉(zhuǎn)速對比錯誤 ” ，從而達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)速相互 監(jiān) 查保證發(fā)電機(jī)可靠、安全運行的目的。 （ 1） 連接分布圖 圖 413 同時由 Overspeed 模塊判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速是否超過設(shè)定保護(hù)值。若電機(jī)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定保護(hù)值，模塊將輸出干結(jié)點信號。該干結(jié)點信號在主控制系統(tǒng)中嵌入在系統(tǒng)安全鏈內(nèi)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)安全鏈動作，從而達(dá)到電機(jī)過速保護(hù)的目的。 如圖 413 所示 1 電機(jī)轉(zhuǎn)速的軟件編程 在電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上安裝一個齒盤在齒盤邊上放兩個接近開關(guān)，當(dāng)齒盤正轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一個 ,當(dāng) =1時， 0變?yōu)?1產(chǎn)生一個正跳轉(zhuǎn) 。在反轉(zhuǎn)時 超前 ，在 =1， 由 1變?yōu)?0，產(chǎn)生一個 負(fù) 跳轉(zhuǎn)。對正跳轉(zhuǎn)（或負(fù)跳轉(zhuǎn)）在一定的采樣周期計數(shù)，就可以計算出旋轉(zhuǎn)速度。設(shè)采樣周期為 T 秒，在采樣周期內(nèi)正跳轉(zhuǎn)（或負(fù)跳轉(zhuǎn)）的計數(shù)值為 M，齒盤齒數(shù)為 n,則旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的正跳轉(zhuǎn)（或負(fù)跳轉(zhuǎn)） N，公式為 n=60M/TN 轉(zhuǎn) /分 36 程序如下 : 37 38 39 監(jiān) 測指標(biāo)的組態(tài) 40 控制系統(tǒng)設(shè)計 1 變槳控制 變槳系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)： 變槳 電控系統(tǒng)主電路采用交流 直流 交流回路，變槳電機(jī)采用交流異步變槳柜 1變槳電機(jī) 1滑環(huán)90 度限位開關(guān)0 度接近開關(guān)動力電源線旋轉(zhuǎn)編碼器電磁剎車連接器變槳柜 190 度限位開關(guān)0 度接近開關(guān)動力電源線旋轉(zhuǎn)編碼器電磁剎車變槳柜 190 度限位開關(guān)0 度接近開關(guān)動力電源線旋轉(zhuǎn)編碼器電磁剎車變槳電機(jī) 2變槳電機(jī) 3 41 電機(jī)，變槳速率通過變槳電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，采用開環(huán)頻率控制。相比采用直流電機(jī)調(diào)速的變槳控制系統(tǒng)，在保證調(diào)速性能的前提下，避免了直流電機(jī)存在碳刷容易磨損，維護(hù)工作量大、成本增加的缺點。 每個葉片的變槳控制柜，都配備一套由超級電容組成的備用電源，超級電容儲備的能量，在保證變槳控制柜內(nèi)部電路正常工作的前提下，足以使葉片以 10176。/s 的速率，從 0176。順槳到 90176。三次。當(dāng)來自滑環(huán)的電網(wǎng)電壓掉電時，備用電源直接給變槳控制系統(tǒng)供電，仍可保證整套變槳電 控系統(tǒng)正常工作。當(dāng)超級電容電壓低于軟件設(shè)定值，主控在控制風(fēng)機(jī)停機(jī)的同時，還會報電網(wǎng)電壓掉電故障。相比密封鉛酸蓄電池作為備用電源的變槳系統(tǒng)，采用超級電容的變槳系統(tǒng)具有下列優(yōu)點： a、充電電流大，充電時間短； b、交流變直流的整流模塊同時作為充電器，無須再單獨配置充放電管理電路； c、超級電容的容量隨使用年限的增加，減小的非常小。 d、壽命長； e、無須維護(hù)； f、體積小，重量輕等優(yōu)點 。 g、充電時發(fā)熱量低。 変 槳原理圖如下： Beckhoff I / O syst em開關(guān)電源 變槳逆變器DC / DC變換A 10 電壓 /電流轉(zhuǎn)換變槳電機(jī)風(fēng)扇自動 / 手動切換向 0 度變槳向 90 度變槳電源開關(guān)Pt 100電機(jī)剎車 旋轉(zhuǎn)編碼器90度限位開關(guān)0度接近開關(guān)狀態(tài)信息控制命令電壓電流信號D C 24 V狀態(tài)手動控制溫度信號葉片槳距角電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋U V WD C 60 VD C 0 V狀態(tài)信號控制命令變槳速度Prof i bus DP電機(jī)溫度 42 2 偏航系統(tǒng) 偏航系統(tǒng)要求簡單而堅固，機(jī)艙的偏航是由電動偏航齒輪自動執(zhí)行的，它是根據(jù)風(fēng)向儀提供的風(fēng)向信號，由控制系統(tǒng)控制，通過傳動機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組葉輪與風(fēng)向保持一致，最大效率地吸收風(fēng)能。 偏航時間的長短，是由計算機(jī)控制的，一旦風(fēng)向儀出現(xiàn)故障，自動偏航操作將中止，僅可以從控制柜或機(jī)艙頂部控制盒上用人工方式操作偏航。 內(nèi)齒型回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)，所有部件都置于內(nèi)部，不會受雨水、砂塵影響，服務(wù)和維護(hù)均可非常容易地進(jìn)行，而不會受天氣的 影響。 偏航的控制：在風(fēng)速低于 3或 ，自動偏航不會工作，風(fēng)電機(jī)組將不會偏航到與風(fēng)向一致。只有風(fēng)速大于該值后，風(fēng)電機(jī)組才自動撲捉風(fēng)向，這樣，可以避免不必要的偏航和電能消耗。 現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組多采用阻尼型偏航系統(tǒng)，偏航剎車系統(tǒng)已經(jīng)很少使用了 基本結(jié)構(gòu)： 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙和塔架分別與回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)外環(huán)聯(lián)接。當(dāng)風(fēng)力機(jī)偏離風(fēng)向時，風(fēng)向風(fēng)速儀發(fā)出信號，經(jīng)計算機(jī)發(fā)出指令，驅(qū)動安裝在機(jī)艙內(nèi)的調(diào)向減速機(jī)構(gòu)，通過安裝在調(diào)向減速機(jī)構(gòu)上的小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的大齒輪嚙合，使機(jī)艙繞塔架軸線旋轉(zhuǎn)，從而使風(fēng)輪對準(zhǔn)風(fēng)向。 調(diào) 向機(jī)構(gòu)主要由以下四個部分組成： (1) 用于接收風(fēng)速、風(fēng)向信號的風(fēng)向風(fēng)速儀； (2) 調(diào)向機(jī)構(gòu)的原動機(jī)，在機(jī)電或電液伺服機(jī)構(gòu)中是電動機(jī)； (3) 調(diào)向機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動裝置（一般起減速作用），在機(jī)電機(jī)構(gòu)中，它是減速箱，在液電機(jī)構(gòu)中，它由油泵和液壓馬達(dá)組成； (4) 齒輪副（調(diào)向機(jī)構(gòu)通過安裝在減速箱輸出軸或液壓馬達(dá)上的回轉(zhuǎn)小齒輪和回轉(zhuǎn)支承裝置上的大齒輪嚙合，以實現(xiàn)風(fēng)輪和機(jī)艙繞塔架軸線的回轉(zhuǎn)）。 機(jī)構(gòu) 設(shè)計 大型風(fēng)力機(jī)調(diào)向機(jī)構(gòu)的工作載荷主要是調(diào)向阻力矩。當(dāng)風(fēng)力機(jī)在運行過程中，起動調(diào)向?qū)︼L(fēng)時，調(diào)向阻 力矩 M一般由下列阻力矩組成： M=Mw+Mp+Mf+Mz （ 1） 式中： Mｆ —— 作用于回轉(zhuǎn)支承裝置上的摩擦阻力矩； Mｗ —— 風(fēng)壓力作用于機(jī)艙上所引起的風(fēng)阻力矩； Mp—— 調(diào)向起動時由慣性力所引起的慣性阻力矩； Mz—— 使風(fēng)力機(jī)運行和調(diào)向平穩(wěn)而由制動器產(chǎn)生的阻尼力矩 43 偏航傳感器 偏航結(jié)構(gòu) 44 總結(jié) 時間轉(zhuǎn)瞬即逝，畢業(yè)設(shè)計也已經(jīng)接近衛(wèi)生了，回想起這幾周的學(xué)習(xí)生活真的感受頗深。 我的題目是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 監(jiān) 測系統(tǒng)設(shè)計，風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，發(fā)展和利用風(fēng)能是國際的大趨勢，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)已成為一個朝陽產(chǎn)業(yè)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 監(jiān) （監(jiān)）測系統(tǒng)是實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有效經(jīng)濟(jì)運行的關(guān)鍵部分，很大程度上決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能。由于受自然環(huán)境及復(fù)雜的發(fā)電機(jī)組和電力電子技術(shù)裝置等因素的影響，風(fēng)力發(fā)電機(jī)很容易損壞，影響正常的運行，要使風(fēng)電場與其他發(fā)電廠相比更有競爭力，必須提高其可靠性、高效性及發(fā)電機(jī)組的壽命。因此，風(fēng)電場要求有可靠的 監(jiān) 測監(jiān)控系統(tǒng)是作為風(fēng)電設(shè)備正常運行及其故障 監(jiān) 測的必要手段。本課題的主要任務(wù)是針對 1500KW 風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組安全 監(jiān) 測系統(tǒng)單元的設(shè)計來實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大范圍的安全可靠運行，來適應(yīng)外界環(huán)境對自身系統(tǒng)的影響，從而最大限度的吸收風(fēng)能，提高效率。 畢業(yè)設(shè)計是理論和時間的結(jié)合體，讓我對以前的知識加深了理解，也讓我進(jìn)一步認(rèn)識到了自己的不足，自己解決問題的思維能力需要加強(qiáng)，同時我對自動化控制的理解和認(rèn)知程度又上了一個層次。使我改變了過去單純片面的傳統(tǒng)的思維模式，通過這段時間，我對自己的專業(yè)更加的感興趣了，理解了專業(yè)就是事業(yè)的生命。我會再接再厲。 45 致謝 回想 起拿到題目最初的迷茫，到現(xiàn)在的論文結(jié)束，真的經(jīng)歷了很多，讓我明白了很多，經(jīng)過自己的一番努力報告終于初見端倪，對自己也算是一種安慰。同時感謝王老師一路孜孜不倦的指導(dǎo)和其他給予幫助的老師同學(xué)，真心的謝謝你們！最美好的祝福給予你們。 在課設(shè)中王老師不光指導(dǎo)我文化知識，同時引領(lǐng)我培養(yǎng)一種獨立解決和思考問題的思維，由衷的感謝他！ 衷心的感謝給予我?guī)椭蠋熀屯瑢W(xué)，希望你們身體健康，工作順心！ 46 參考文獻(xiàn) [1]霍志紅，鄭源，左潞，張德虎 .風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組控制技術(shù)：中國水利水電出版社 .2021 [2]姚興佳，宋俊 .風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用：機(jī)械工業(yè)出版社 .2021 [3]王承煦 ,張源 .風(fēng)力發(fā)電：中國電力出版社 .2021 [4]葉杭冶 .風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)：機(jī)械工業(yè)出版社 .2021 [5]姚興佳 ,風(fēng)力發(fā)電測試技術(shù)；電子工業(yè)出版社 .2021 [6]吳家梁，王廣良，魏振山，風(fēng)力機(jī)可靠性工程；化學(xué)工業(yè)出版社 .2021