值編碼器在風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)中應(yīng)用

變槳系統(tǒng)的所有部件都安裝在輪轂上。風機正常運行時所有部件都隨輪轂以一定的速度旋轉(zhuǎn)。 變槳系統(tǒng)通過控制葉片的角度來控制風輪的轉(zhuǎn)速，進而控制風機的輸出功率，并能夠通過空氣動力制動的方式使風機安全停機。 風機的葉片（根部）通過變槳軸承與輪轂相連，每個葉片都要有自己的相對獨立的電控同步的變槳驅(qū)動系統(tǒng)。變槳驅(qū)動系統(tǒng)通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動。 風機正常運行期間，當風速超過機組額定風速時（風速在12m/s到25m/s之間時），為了控制功率輸出變槳角度限定在0度到30度之間（變槳角度根據(jù)風速的變化進行自動調(diào)整），通過控制葉片的角度使風輪的轉(zhuǎn)速保持恒定。任何情況引起的停機都會使葉片順槳到90度位置（執(zhí)行緊急順槳命令時葉片會順槳到91度限位位置）。 變槳系統(tǒng)有時需要由備用電池供電進行變槳操作（比如變槳系統(tǒng)的主電源供電失效后），因此變槳系統(tǒng)必須配備備用電池以確保機組發(fā)生嚴重故障或重大事故的情況下可以安全停機（葉片順槳到91度限位位置）。此外還需要一個冗余限位開關(guān)（用于95度限位），在主限位開關(guān)（用于91度限位）失效時確保變槳電機的安全制動。 由于機組故障或其他原因而導(dǎo)致備用電源長期沒有使用時，風機主控就需要檢查備用電池的狀態(tài)和備用電池供電變槳操作功能的正常性。 每個變槳驅(qū)動系統(tǒng)都配有一個值編碼器安裝在電機的非驅(qū)動端（電機尾部），還配有一個冗余的值編碼器安裝在葉片根部變槳軸承內(nèi)齒旁，它通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動記錄變槳角度。 風機主控接收所有編碼器的信號，而變槳系統(tǒng)只應(yīng)用電機尾部編碼器的信號，只有當電機尾部編碼器失效時風機主控才會控制變槳系統(tǒng)應(yīng)用冗余編碼器的信號。

     變漿系統(tǒng)的作用根據(jù)風速的大小自動進行調(diào)整葉片與風向之間的夾角實現(xiàn)風輪對風力發(fā)電機有一個恒定轉(zhuǎn)速；利用空氣動力學(xué)原理可以使槳葉順漿90°與風向平行，使風機停機。變槳系統(tǒng)的位置反饋故障保護：為了驗證冗余編碼器的可利用性及測量精度，將每個葉片配置的兩個編碼器采集到的槳距角信號進行實時比較，冗余編碼器完好的條件是兩者之間角度偏差小于2°；所有葉片在91°與95°位置各安裝一個限位開關(guān)，在0°方向均不安裝限位開關(guān)，葉片當前槳距角是否小于0°，由兩個傳感器測量結(jié)果經(jīng)過換算確定。 除系統(tǒng)掉電外，當下列任何一種故障情況發(fā)生時，所有軸柜的硬件系統(tǒng)應(yīng)保證三個葉片以10°/s的速度向90°方向順槳，與風向平行，風機停止轉(zhuǎn)動： 任意軸柜內(nèi)的從站與PLC主站之間的通訊總線出現(xiàn)故障， 由輪轂急停、塔基急停、機艙急停、震動檢測、主軸超速、偏航限位開關(guān)串聯(lián)組成的風機安全鏈以及與安全鏈串聯(lián)的兩個葉輪鎖定信號斷開（24V DC信號）；無論任何一個編碼器出現(xiàn)故障，還是同一葉片的兩個編碼器測量結(jié)果偏差超過規(guī)定的門限值；任何葉片槳距角在變槳過程中兩兩偏差超過2°；構(gòu)成安全鏈、釋放回路中的硬件系統(tǒng)出現(xiàn)故障；任意系統(tǒng)急停指令。變槳調(diào)節(jié)模式時，預(yù)防槳距角超過限位開關(guān)的措施： 91°限位開關(guān)；到達限位開關(guān)時，變槳電機剎車抱閘； 軸柜逆變器的釋放信號及變槳速度命令無效，同樣會使變槳電機靜止。 變槳電機剎車抱閘的條件：軸柜變槳調(diào)節(jié)方式處于自動模式下，槳距角超過91°限位開關(guān)位置；軸柜上控制開關(guān)斷開；電網(wǎng)掉電且后備電電源輸出電壓低于其zui低允許工作電壓；控制電路器件損壞。