畢業(yè)論文大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)的對比分析

1、酒 泉 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)論文 2012 級 風(fēng)能與動力技術(shù) 專業(yè)題 目：大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 變槳系統(tǒng)的對比分析 畢業(yè)時間： 二O一五年六月 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 班 級： 12級風(fēng)電1班 2014年 6月20日目 錄摘要3一、變槳系統(tǒng)的概念3（一）綜述3（二）變槳的作用31、功率調(diào)節(jié)作用32、氣動剎車作用3（三）機(jī)組對變槳系統(tǒng)的要求3二、電動變槳3（一）電動變槳系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)3（二）電動變槳的構(gòu)成元件31、變槳系統(tǒng)及備用電源32、變槳電機(jī)33、伺服驅(qū)動器8（三）電動變槳系統(tǒng)的工作過程9三、液壓變槳10（一）液壓系統(tǒng)變槳的液壓回路結(jié)構(gòu)10（二）液壓變槳系統(tǒng)的工作過程12四、電動變槳與

2、液壓變槳的對比13(一)性能對比13（二）供應(yīng)鏈的比較14五、結(jié)論15參考文獻(xiàn)：16致謝17大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)的對比分析摘要：變槳距已經(jīng)取代定槳距成為風(fēng)力機(jī)組的主流。變槳系統(tǒng)是風(fēng)力機(jī)組功率控制和安全運(yùn)行的重要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中發(fā)揮著重要的作用。變槳系統(tǒng)也是我們研究風(fēng)力發(fā)電的一個重要環(huán)節(jié)。本文將對大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電動變槳系統(tǒng)和液壓變槳系統(tǒng)做一個對比分析。關(guān)鍵詞：變槳系統(tǒng)；電動變槳；液壓變槳；數(shù)據(jù)分析；風(fēng)力發(fā)電一、變槳系統(tǒng)的概念（一）綜述變槳系統(tǒng)的所有部件都安裝在輪轂上。風(fēng)機(jī)正常運(yùn)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(fēng)輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)的輸

3、出功率，并能夠通過空氣動力制動的方式使風(fēng)機(jī)安全停機(jī)。 風(fēng)機(jī)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(dú)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(fēng)機(jī)正常運(yùn)行期間，當(dāng)風(fēng)速超過機(jī)組額定風(fēng)速時（風(fēng)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(fēng)速的變化進(jìn)行自動調(diào)整），通過控制葉片的角度使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速保持恒定。任何情況引起的停機(jī)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(jìn)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

4、備用電池以確保機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重故障或重大事故的情況下可以安全停機(jī)（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(jī)的安全制動。由于機(jī)組故障或其他原因而導(dǎo)致備用電源長期沒有使用時，風(fēng)機(jī)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)都配有一個絕對值編碼器安裝在電機(jī)的非驅(qū)動端（電機(jī)尾部），還配有一個冗余的絕對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(fēng)機(jī)主控接收所有編碼器的信號，而變槳系統(tǒng)只應(yīng)用電機(jī)尾部編碼器的信號，只有當(dāng)電機(jī)尾部編碼器失效時風(fēng)機(jī)主控

5、才會控制變槳系統(tǒng)應(yīng)用冗余編碼器的信號。（二）變槳的作用根據(jù)風(fēng)速的大小自動進(jìn)行調(diào)整葉片與風(fēng)向之間的夾角實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪對風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)向平行，使風(fēng)機(jī)停機(jī)。1、功率調(diào)節(jié)作用變槳距控制是最常見的控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吸收風(fēng)能的方法，變槳目的是通過控制槳距角，調(diào)節(jié)葉輪吸收風(fēng)能的功率。在額定風(fēng)速以下時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)該盡可能的捕捉較多的風(fēng)能，槳距角設(shè)定值設(shè)定在能夠吸收最大功率的最優(yōu)值，所以這時機(jī)組運(yùn)行沒有必要改變槳距角，一般槳距角設(shè)定在0°附近，以便讓葉輪盡可能多的吸收風(fēng)能，此時，空氣動力載荷通常比在額定風(fēng)速小。額定風(fēng)速以上階段時，變速控制器和

6、變槳控制器共同作用，通過變速控制器即控制發(fā)電機(jī)的扭矩使其恒定，從而恒定功率；通過變槳調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使其始終跟蹤發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)定值。改變槳距角充分的吸收風(fēng)能使功率最大化，保證風(fēng)機(jī)的利用率達(dá)到最高。2、氣動剎車作用當(dāng)風(fēng)機(jī)處于維護(hù)狀態(tài)時，提供手動變槳及其它安全維護(hù)及檢修的功能。當(dāng)電網(wǎng)電壓掉電時，由備電電源提供電氣系統(tǒng)工作電壓，主要完成順槳功能。軸柜變槳調(diào)節(jié)方式應(yīng)分為自動/手動兩種模式，自動/手動模式設(shè)置通過兩位置開關(guān)實(shí)現(xiàn)，手動模式正、反向調(diào)節(jié)及停止設(shè)置通過三位置開關(guān)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)風(fēng)機(jī)處于維護(hù)狀態(tài)且變槳調(diào)節(jié)處于手動模式時，可以實(shí)現(xiàn)每個葉片單獨(dú)變槳，但每次只能有一個軸柜可以通過相應(yīng)控制開關(guān)，使變槳電機(jī)在正、

7、反方向旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)槳距角；其它兩個葉片槳距角必須處于90°位置，否則手動變槳功能失效。（三）機(jī)組對變槳系統(tǒng)的要求變槳系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，長期承受振動、高低 溫的影響，維護(hù)困難，故要求其具有較高的可靠性。在一定槳距角下，風(fēng)力機(jī)組俘獲的風(fēng)能與風(fēng)速的三次方成正比，特別是在高風(fēng)速段的變化，引起風(fēng)力機(jī)組俘獲風(fēng)能變化極大。為了保證平穩(wěn)控制功率，風(fēng)力機(jī)組正常運(yùn)行時要求變槳速度達(dá)到5°/s 7°/s。在風(fēng)力機(jī)組出現(xiàn)故障需緊急停機(jī)時，原則上 要求在機(jī)械部件允許的應(yīng)力下，變槳加速度和速度越快越好，在0.8s內(nèi)從靜止加速到最大速度 8°/s10°/s。為保證功率控制的精

8、度和穩(wěn)定性，位置誤差要求在0.1°以內(nèi)。由于槳葉在不同槳距角受到的氣動應(yīng)力不同，風(fēng)力機(jī)組3個槳距角不同步將造成風(fēng)輪的氣動不平衡，嚴(yán)重時會對風(fēng)力機(jī)組的安全運(yùn)行造成影響。因此對3個槳葉位置定位精度及運(yùn)動過程的同步性有一定要求，要求同步誤差小于1.5°。本質(zhì)上講，變槳系統(tǒng)是對同步性能有一定要求的三軸位置隨動系統(tǒng)。二、電動變槳電動變槳是用電動機(jī)作為變槳動力，通過伺服驅(qū)動器控制電動機(jī)帶動減速機(jī)的輸出軸齒輪旋轉(zhuǎn)，輸出軸齒輪與槳葉根部回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)側(cè)的齒輪嚙合，帶動槳葉進(jìn)行變槳。（一）電動變槳系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)電動變槳系統(tǒng)以槳葉驅(qū)動系統(tǒng)（MDS）為例，MDS系統(tǒng)由三套獨(dú)立的變槳裝置組成，變槳系

9、統(tǒng)如圖（1）所示。系統(tǒng)由伺服電動機(jī)驅(qū)動器、蓄電池組、交流伺服電動機(jī)、制動電阻器、變速齒輪箱、旋轉(zhuǎn)光電編碼器、葉片角度編碼器以及限位開關(guān)等部分組成。機(jī)械部分包括回轉(zhuǎn)支承、減速機(jī)和傳動裝置等。減速機(jī)固定在輪轂上，回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)環(huán)安裝在葉片上，葉片軸承的外環(huán)固定在輪轂上。伺服電動機(jī)帶動減速機(jī)的輸出軸小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)環(huán)嚙合，從而帶動回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)環(huán)與葉片，一起旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了改變槳距角的目的。某型電動變槳風(fēng)機(jī)輪轂內(nèi)部如圖（2）所示，可以看到輪轂內(nèi)部結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)環(huán)一圈為槳葉的安裝孔，驅(qū)動齒輪與回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)環(huán)上的齒相嚙合圖1電動變槳系統(tǒng)驅(qū)動示意圖圖2電動變槳風(fēng)機(jī)輪轂內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖伺服電動機(jī)驅(qū)動器

10、位于輪轂內(nèi)，它由控制器和變頻器組成，電源以及通信鏈路通過滑環(huán)與機(jī)艙內(nèi)的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)相連。變槳系統(tǒng)正常工作時由三相230V交流電源為伺服電動機(jī)驅(qū)動器供電，為系統(tǒng)提供變槳動力。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，通過伺服驅(qū)動器內(nèi)置的兩組PID調(diào)節(jié)器對電動機(jī)速度和槳葉角度進(jìn)行控制。一個PID調(diào)節(jié)器利用與電動機(jī)同軸的旋轉(zhuǎn)光電編碼器的反饋值控制伺服電動機(jī)的速度和輸出力矩，對交流伺服電動機(jī)進(jìn)行空間矢量控制，以保證良好的動態(tài)響應(yīng)以及足夠機(jī)械特性硬度，使槳葉角度不受強(qiáng)勁變化的風(fēng)力影響。另一個PID調(diào)節(jié)器利用與槳葉同步旋轉(zhuǎn)的角度編碼器的反饋值來控制槳葉的旋轉(zhuǎn)角度，保證槳葉的定位精度。通過公用通信數(shù)據(jù)鏈，在變槳距主控制器的監(jiān)督下

11、，三組槳葉能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的同步機(jī)制，以保證槳葉角度能夠嚴(yán)格同步.MDS控制器參數(shù)通過公用通信鏈對電動機(jī)溫度、電源情況、限位開關(guān)及電動機(jī)剎車狀態(tài)等多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)故障立即將槳葉轉(zhuǎn)動到安全位置。（二）電動變槳的構(gòu)成元件電動變槳系統(tǒng)主要由變槳控制器、備用電源、 伺服驅(qū)動器和電機(jī)4個部分組成，圖3示出較為常用的一種變槳系統(tǒng)（變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3）圖3電動變槳控制器結(jié)構(gòu)框圖1、變槳系統(tǒng)及備用電源變槳控制器是變槳系統(tǒng)的中樞，負(fù)責(zé)與風(fēng)力 機(jī)組控制器及伺服驅(qū)動器的通訊，以及溫度檢測與控制、集中潤滑、配電管理、監(jiān)控保護(hù)、安全鏈和人機(jī)交互等功能。從安全角度考慮，變槳控制器需在邏輯上保證在維護(hù)或者修理狀態(tài)

12、僅能有1個槳葉離開順槳位置。備用電源由儲能元件和充電器組成。如圖4所示，備用電源需在主電源發(fā)生停電故障時為系統(tǒng)供電，使電動變槳系統(tǒng)將槳葉從零驅(qū)動到90°的順槳位置。絕大多數(shù)時間里備用電源備而不用，故3個儲能元件共用1個充電器，輪換充電，以降低設(shè)備成本。出于對工作環(huán)境的考慮，儲能元件必須免維護(hù)、可倒置、隨槳葉旋轉(zhuǎn)時無漏液，且必須滿足變槳系統(tǒng)對溫度范圍、壽命等方面的要求，通常采用蓄電池或者超級電容作為儲能元件備用電源的容量是變槳系統(tǒng)能否順利順槳的關(guān)鍵，采用閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）作為儲能元件時，其設(shè)計容量應(yīng)滿足35次順槳的需要；采用鋰電池作為儲能元件時，其設(shè)計容量可比 VRLA適

13、當(dāng)減少；采用超級電容作為儲能元件時， 其設(shè)計容量應(yīng)滿足1.52次變槳的需要備用電源的容量是變槳系統(tǒng)能否順利順槳的關(guān)鍵，采用閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）作為儲能元件時，其設(shè)計容量應(yīng)滿足35次順槳的需要；采用鋰電池作為儲能元件時，其設(shè)計容量可比 VRLA適當(dāng)減少；采用超級電容作為儲能元件時， 其設(shè)計容量應(yīng)滿足1.52次變槳的需要圖4風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)后備電源回轉(zhuǎn)支撐變槳電機(jī)及減速器圖5電動變槳系統(tǒng)2、變槳電機(jī)電機(jī)（如圖示6所示）是變槳動作的最終執(zhí)行元件，其特性對變槳系統(tǒng)的性能有著重要影響。在變槳系統(tǒng)中，可采用的電機(jī)主要有4種：有刷直流電機(jī)、感應(yīng)異步電機(jī)、無刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)感應(yīng)異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單

14、、可靠性高、但體積稍大，適用于環(huán)境條件惡劣、不易維護(hù)但控制精度要求稍低的場合；無刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)功率密度高、體積小、控制精度高，非常適用在對安裝空間有嚴(yán)格要求的場合直流電機(jī)控制簡單、控制性能好，在變槳系統(tǒng)上取得了廣泛應(yīng)用。但是直流電機(jī)的電刷和換向器不僅降低了電機(jī)的可靠性，也增加了電機(jī)長度，對在輪轂這種狹小空間內(nèi)的安裝使用造成了不利影響。矢量控制技術(shù)解決了交流電機(jī)在伺服驅(qū)動中的動態(tài)控制問題，使交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的性能可與直流伺服系統(tǒng)相媲美，而且總體成本更低。變槳系統(tǒng)中，有刷直流電機(jī)必定被交流伺服電機(jī)所取代。圖6電動變槳電機(jī)3、伺服驅(qū)動器伺服驅(qū)動器根據(jù)變槳控制器發(fā)過來的指令， 驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)，

15、通過減速器后帶動槳葉旋轉(zhuǎn)，完成對槳葉角度的隨動控制。變槳系統(tǒng)通常采用位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)的三閉環(huán)控制方式。按照位置環(huán)閉環(huán)位置的不同，伺服驅(qū)動器功能可分為位置伺服控制和速度伺服控制兩類圖7速度伺服控制環(huán)框圖圖7示出速度伺服控制環(huán)框圖。由伺服驅(qū)動器完成速度伺服功能時，變槳控制器向伺服驅(qū)動器發(fā)出速度指令，并實(shí)時統(tǒng)一協(xié)調(diào)，以此保證變槳系統(tǒng)的同步。該控制方式下，伺服驅(qū)動器接口少，功能要求較低。圖8位置伺服系統(tǒng)環(huán)框圖圖8示出位置伺服控制環(huán)框圖。由伺服驅(qū)動器完成位置伺服功能時，出于對3個槳葉變槳同步性的考慮，變槳控制器向伺服驅(qū)動器同時發(fā)出位置指令和速度指令，即以指定的速度到達(dá)指定位置。該控制方式下，各部件

16、間功能耦合少，連接簡單，但對伺服驅(qū)動器功能要求較高。與大多數(shù)伺服系統(tǒng)不同，考慮到風(fēng)力機(jī)組的安全，變槳系統(tǒng)伺服電機(jī)的D端均安裝有剎車盤。在風(fēng)力機(jī)組正常運(yùn)行時，剎車盤處于松開狀態(tài)，不對運(yùn)行產(chǎn)生任何影響；當(dāng)由于機(jī)組故障或者電網(wǎng)失電等原因，風(fēng)力機(jī)組停止運(yùn)行、槳葉在順槳位置時，剎車盤處于剎車狀態(tài)，防止槳距角因風(fēng)漂移或其他原因槳葉誤動。（三）電動變槳系統(tǒng)的工作過程風(fēng)機(jī)在運(yùn)行和暫停模式下，槳葉連續(xù)變槳。連續(xù)變槳時伺服驅(qū)動器通過通信總線接收主控制器的變槳命令，輸出一個較低頻率的電壓使伺服電動機(jī)低速轉(zhuǎn)動，通過齒輪箱帶動槳葉緩慢進(jìn)行變槳，變槳速度可低至0.01°/s，只要改變變頻器輸出電壓的相序，就能夠

17、改變伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)向，通過電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)使槳葉向90°或者0°方向連續(xù)變槳。槳葉的極限位置由與回轉(zhuǎn)支承嚙合的位置傳感器內(nèi)部的90°和0°兩個行程開關(guān)來決定，從而保護(hù)槳葉角度不會超過安全范圍。風(fēng)機(jī)在停止和緊急停止模式下，風(fēng)機(jī)將全順槳。全順槳時伺服驅(qū)動器通過通信總線接收主控制器的變槳命令，由變頻器輸出一個較高頻率使伺服電動機(jī)高速轉(zhuǎn)動，通過齒輪箱帶動槳葉快速順槳，一般采用電動變槳的系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)全順槳時槳葉速度可達(dá)15°/s，使槳葉快速轉(zhuǎn)到90°。為了克服槳葉高速轉(zhuǎn)動時慣性的影響，防止變槳速度過快，在變頻器直流母線上設(shè)置了制動電阻，當(dāng)槳葉快速

18、轉(zhuǎn)動時，交流伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將超過同步轉(zhuǎn)速，電動機(jī)處于再生制動狀態(tài)，變頻器直流母線電壓將上升，產(chǎn)生的能量將消耗在制動電阻上，從而為電動機(jī)提供制動力矩，為槳葉提供阻尼作用。風(fēng)機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)時，槳葉在90°位置上的定位則由一組電磁制動器來控制。在風(fēng)機(jī)失電的情況下，緊急變槳的動力由一組蓄電池組來提供的，蓄電池組并聯(lián)在變頻器的直流母線上，平時通過充電器浮充以保持充足的功率，一旦系統(tǒng)失電，蓄電池組立即不間斷的為變頻器的直流回路供電，由變頻器驅(qū)動交流伺服電動機(jī)迅速使槳葉全順槳三、液壓變槳電液伺服變槳又稱液壓變槳，變槳系統(tǒng)由電動液壓泵為工作動力，液壓油為傳遞介質(zhì)，電磁閥（比例電磁閥）作為控制元件，通

19、過將油缸活塞桿的徑向運(yùn)動變?yōu)闃~的圓周運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)槳葉的變槳距。（一）液壓系統(tǒng)變槳的液壓回路結(jié)構(gòu)液壓變槳系統(tǒng)以vcslas公司的v80型風(fēng)機(jī)為例，變漿距伺服控制系統(tǒng)的原理框圖如圖9所示。變漿距控制系統(tǒng)由信號給定、比較器、位置（槳距）控制器、速率控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋回路組成。輪轂控制器與主控制器通過ARCNET總線通信，漿距參考值由主控制器通過通信總線給定，由輪轂控制器進(jìn)行變槳控制運(yùn)算。輪轂控制器根據(jù)起/停機(jī)信號、風(fēng)速以及風(fēng)機(jī)的輸出功率進(jìn)行變槳控制。圖9變漿距伺服控制系統(tǒng)的原理框圖它由油箱、液壓動力泵、動力單元蓄壓器、液壓管路、旋轉(zhuǎn)接頭、變槳系統(tǒng)蓄壓器以及三套獨(dú)立的變槳裝置組成。

20、槳葉與輪轂之間通過一個四點(diǎn)球軸承在整流罩內(nèi)進(jìn)行連接，使槳葉可以進(jìn)行軸向運(yùn)動，液壓油缸一端固定在輪轂支架上，另一端可伸縮的活塞桿連接在槳葉根部軸承的外圓切線上，這樣活塞桿的直線運(yùn)動能夠轉(zhuǎn)化為槳葉的圓周運(yùn)動，風(fēng)機(jī)的變槳角度為-5°-90°。液壓系統(tǒng)由各種液壓元件組成。液壓元件可分為動力元件、控制元件、執(zhí)行元件和輔助元件。動力元件將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能，如液壓泵?？刂圃刂葡到y(tǒng)壓力、流量、方向，以及信號轉(zhuǎn)換和放大。作為控制元件的主要是各類液壓閥。執(zhí)行元件將流體的壓力裝置能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動各類機(jī)構(gòu)，如液壓缸。輔助元件為保證系統(tǒng)正常工作除上述元件外的裝置，如郵箱、過濾器、蓄能器

21、、管件等。（二）液壓變槳系統(tǒng)的工作過程圖10液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡化原理圖風(fēng)機(jī)在運(yùn)行和暫停模式下，槳葉進(jìn)行連續(xù)變槳。葉片向-5°方向旋轉(zhuǎn)時：電磁閥YV1、YV2、YV3和YV4通電，液壓比例閥交叉連接端線圈通電（P與B、A與T連通），液壓油經(jīng)泵P止回閥V1旋轉(zhuǎn)接頭止回閥V3電磁閥YV4比例閥2V3的P_B端止回閥V5到油缸的B端，推動油缸活塞桿右移，液壓油從油缸A端電磁閥YV3比例閥2V3的A_T回到油箱。葉片向90°方向旋轉(zhuǎn)時：電磁閥YV1、YV2、YV3和YV4通電，液壓比例閥直接連接端線圈通電（P與A、T與B連通），液壓油經(jīng)比例閥2V3的P_A端電磁閥YV3到油缸的A端，液壓

22、油從油缸B端止回閥V8電磁閥YV4回到壓力管，由于油缸A端的活塞面積大于B端，因此活塞桿將向左移。風(fēng)機(jī)在停止和緊急停止模式下，風(fēng)機(jī)將全順槳液壓變槳系統(tǒng)在全順槳時槳葉由一組常開型緊急變槳電磁閥YV1、YV2來控制，電磁閥的特征是完全打開或完全關(guān)閉，它使液壓回路中的流量迅速增加，以實(shí)現(xiàn)快速順槳作業(yè)。由于此時液壓泵為停止?fàn)顟B(tài)，液壓系統(tǒng)的備用動力來自于液壓回路中數(shù)個充有氮?dú)獠㈩A(yù)加壓至14.3MPa的蓄壓器。全順槳時，電磁閥YV1、YV2、YV3和YV4均失電，液壓油從蓄壓器Z3壓出經(jīng)流量控制閥V7電磁閥YV2止回閥V6到達(dá)油缸的A端，液壓油從油缸的B端流出，經(jīng)電磁閥YV1帶控制端的流量閥V9回到油箱。

23、V9的設(shè)置是為了控制變槳速度不至于過快，當(dāng)緊急變槳時，槳葉快速向90°變化使活塞桿產(chǎn)生一個向左的外部拉力，導(dǎo)致油缸的A端的壓力下降，使V9的控制端壓力也隨著降低,V9緩慢閉合而逐漸減小變槳回路液壓油的流量，從而限制了變槳速度，緊急順槳的速度被限制在10°/S。四、電動變槳與液壓變槳的對比圖11電動變槳系統(tǒng)圖12液壓變槳系統(tǒng)(一)性能對比由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的使用壽命一般為25年，加之其多安裝在偏遠(yuǎn)荒漠環(huán)境惡劣的地區(qū)，又為風(fēng)電機(jī)組的維護(hù)增加許多困難，所以要求風(fēng)機(jī)的配套組件及系統(tǒng)有穩(wěn)定的質(zhì)量要求。變槳系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中是比較重要的，其性能及質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響整臺風(fēng)機(jī)的性能。下面我將

24、以一個表格的形式來簡單的對比液壓變槳和電動變槳的優(yōu)劣。表1電動變槳與液壓變槳的對比表技術(shù)項(xiàng)目液壓變槳距系統(tǒng)電動變槳距系統(tǒng)槳距調(diào)節(jié)油缸的執(zhí)行（動作）速度比齒輪略快，響應(yīng)頻率1.25HZ，扭矩大。無需調(diào)速機(jī)構(gòu)電路的響應(yīng)速度比油路略快。需要備用電源緊急情況下的保護(hù)在低溫下，蓄能器儲存的能量降較小。蓄能器儲存的能量通過壓力容易實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。在低溫下，蓄電池儲存的能量降較大。蓄電池儲存的能量不容易實(shí)現(xiàn)監(jiān)控使用壽命主要損耗件蓄能器的使用，連續(xù)使用8000小時主要損耗件蓄電池的使用，連續(xù)使用4000小時外部配套需求占用空間小，輪轂及軸承可相對較小。無需對齒輪進(jìn)行潤滑，減少集中潤滑的潤滑點(diǎn)。占用空間相對較大。需對

25、齒輪進(jìn)行集中潤滑環(huán)境清潔容易存在漏油，造成機(jī)艙及輪轂內(nèi)部油污。機(jī)艙及輪轂內(nèi)部清潔維護(hù)定期對液壓油、濾清器進(jìn)行更換蓄電池的更換 從上表可以看出在基本功能上，兩種變槳系統(tǒng)沒有實(shí)質(zhì)性的差距，二者幾乎一致，在細(xì)節(jié)方面，還是各有利弊的。但總體上來說液壓變槳技術(shù)從整體構(gòu)成上來看比電動變槳技術(shù)要略微簡潔一些。液壓變槳技術(shù)可以將液壓剎車功能整合在同一個液壓系統(tǒng)中來實(shí)現(xiàn)這個分支功能。而電動變槳技術(shù)還要配置額外的液壓制動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這一分支功能。（二）供應(yīng)鏈的比較在軟件方面，國內(nèi)的變槳控制（包括液壓變槳及電動變槳）基本被國外廠商壟斷，一些國內(nèi)院校科研機(jī)構(gòu)已開始著手自行研發(fā)軟件系統(tǒng)并已有部分在風(fēng)機(jī)中試運(yùn)行，

26、但由于與國外廠商相比較缺少經(jīng)驗(yàn)，所以差距還是很明顯的。液壓變槳發(fā)面，由于目前我國液壓行業(yè)水平與歐美等發(fā)達(dá)國家還存在明顯的差距，加之風(fēng)電機(jī)組要求較高的可靠性，增加了液壓驅(qū)動變槳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本土化采購的難度。相對于液壓驅(qū)動變槳系統(tǒng)，電動變槳系統(tǒng)在國內(nèi)應(yīng)用較多，國內(nèi)渠道培養(yǎng)及發(fā)展的時間也較長，可選擇度也較大。由于電動行業(yè)在國內(nèi)發(fā)展的較好，各部件的國產(chǎn)化率較高，但在高可靠性、高穩(wěn)定性的部件上進(jìn)口產(chǎn)品仍居主導(dǎo)位置。五、結(jié)論液壓變槳系統(tǒng)與電動變槳系統(tǒng)相比，液壓傳動的單位體積小、重量輕、動態(tài)響應(yīng)好、扭矩大并且無需變速機(jī)構(gòu)，在失電時將蓄壓器作為備用動力源對槳葉進(jìn)行全順槳作業(yè)而無需設(shè)計備用電源。由于槳葉是在不斷旋轉(zhuǎn)

27、的，必須通過一個旋轉(zhuǎn)接頭將機(jī)艙內(nèi)液壓站的液壓油管路引入旋轉(zhuǎn)中的輪轂，液壓油的壓力高達(dá)30MPa左右，因此制造工藝要求較高，難度較大，管路也容易產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。液壓系統(tǒng)由于受液壓油黏溫特性的影響，對環(huán)境溫度的要求比較高，對于在不同緯度地區(qū)使用的風(fēng)機(jī)，液壓油需增加冷卻或加熱裝置。目前世界排名前十的風(fēng)機(jī)制造商只有vcslas、Gamcsa4052-0采用的是液壓變槳技術(shù)，而電動變槳系統(tǒng)因具有造價低廉、適用性廣、結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用和便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，為絕大多數(shù)風(fēng)機(jī)制造商所廣泛采用，電動變槳技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)成為風(fēng)機(jī)變槳技術(shù)的主流。參考文獻(xiàn)：1變槳圖片收集 2電動變槳系統(tǒng) 3變槳系統(tǒng)資料 4變槳距系統(tǒng)研究 5變

28、槳系統(tǒng)性培訓(xùn) 致謝在大學(xué)即將畢業(yè)之際，很幸運(yùn)能遇到治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、博聞強(qiáng)識的指導(dǎo)教師。本次畢業(yè)設(shè)計歷時三周，從選題、開題報告、軟件設(shè)計到完成說明書，其間每一過程都得到程老師的悉心指導(dǎo)。每次見面老師都會了解我們的設(shè)計情況，力求讓我在正確的方向上學(xué)到最多的知識，高效、高質(zhì)量的完成畢業(yè)設(shè)計。每次對于我的疑問，老師總是不耐其煩的解答，并對相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，讓我的知識面得到了極大的豐富。同時，還要感謝所有給過我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，沒有你們的幫助，我不會這么順利的完成設(shè)計，是你們在我遇到困難的時候無私、熱心的幫助我，給我提供了強(qiáng)大的支持。同樣，也要感謝學(xué)校，感謝圖書館，感謝你們提供的豐富的參考資料，正是借助這些

29、資料我才能準(zhǔn)確、順利的完成畢業(yè)設(shè)計。最后，再一次的對所有幫助我的人表示感謝，謝謝你們的支持與幫助！ 為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文參考資料，請您刪除以下內(nèi)容，O(_)O謝謝！A large group of tea merchants on camels and horses from Northwest China's Shaanxi province pass through a stop on the ancient Silk Road, Gansu's Zhangye city during their journey to Kazakhstan, May 5, 2015. T

30、he caravan, consisting of more than 100 camels, three horse-drawn carriages and four support vehicles, started the trip from Jingyang county in Shaanxi on Sept 19, 2014. It will pass through Gansu province and Xinjiang Uygur autonomous region, and finally arrive in Almaty, formerly known as Alma-Ata

31、, the largest city in Kazakhstan, and Dungan in Zhambyl province. The trip will cover about 15,000 kilometers and take the caravan more than one year to complete. The caravan is expected to return to Jingyang in March 2016. Then they will come back, carrying specialty products from Kazakhstan A smal

32、l art troupe founded six decades ago has grown into a household name in the Inner Mongolia autonomous region. In the 1950s, Ulan Muqir Art Troupe was created by nine young musicians, who toured remote villages on horses and performed traditional Mongolian music and dances for nomadic families. The 5

33、4-year-old was born in Tongliao, in eastern Inner Mongolia and joined the troupe in 1975.He says there are 74 branch troupes across Inner Mongolia and actors give around 100 shows every year to local nomadic people. "I can still recall the days when I toured with the troupe in the early '80

34、s. We sat on the back of pickup trucks for hours. The sky was blue, and we couldn't help but sing the folk songs," Nasun says. The vastness of Inner Mongolia and the lack of entertainment options for people living there, made their lives lonely. "The nomadic people were very excited ab

35、out our visits," Nasun recalls. "We didn't have a formal stage. The audience just sat on the grass. Usually, the performances became a big party with local people joining in." For him, the rewarding part about touring isn't just about sharing art with nomadic families but also

36、 about gaining inspiration for the music and dance. Ulan Muqir literally translates as "red burgeon", and today's performers of the troupe still tour the region's villages and entertain nomadic families, but their fame has spread around the world. On May 16 and 17, nearly 100 singe

37、rs and dancers from the troupe performed at Beijing's Poly Theater. Their show, titled Ulan Muqir on the Grassland, depicted the history and development of the art troupe. "Being from the region allowed me to embrace the culture of Inner Mongolia and being a member of the troupe showed me w

38、here I belonged," Nasun, the art troupe's president, who is also a renowned tenor, tells China Daily. During a tour in 1985, he went to a village and met an elderly local man, who told him a story about his friendship with a solider from Shenyang, capital of Northeast China's Liaoning p

39、rovince, decades ago. The solider gave the old man a handmade saddle when they bid farewell. The story inspired Nasun to write Carved Saddle, a song that later became one of his most popular numbers. Now, every year, Nasun recruits young singers and dancers for the troupe. The troupe has also design

40、ed a new repertoire, which is mostly based on the daily lives of Mongolian people, especially the lives of nomadic families, and has combined contemporary musical elements with folk songs of the region. Haimu, a 25-year-old khoomei (a local variant of overtone singing) singer, joined the troupe thre

41、e years ago. Along with a six-member band, he performs fast songs and soft ones that he writesall while playing the horse-head fiddle."Although I learned the piano since childhood and grew up listening to various kinds of music, to me, the folk music of Inner Mongolia is the root," he says

42、. "Performing in remote villages is pleasant. I feel at home on the boundless grasslands, and the warm people there make me feel fulfilled." The first round of spring auction season in Beijing ended last week, but it failed to create much spring in the art market. Although two pieces of Ch

43、inese painting fetched more than 100 million yuan, the decline in trading volume and sale rate showed a downturn this year. In the “Grand View: Chinese Painting Highlight” session at China Guardian 2015 spring auctions, Pan Tianshous representative work Eagle, Rock and Flora hit a record auction pri

44、ce of 279 million yuan, while Li Kerans masterwork Jinggang Mountain fetched 126.5 million yuan, an unexpected high in recent years. However, the trading volume fells to 1.87 billion yuan from 2.22 billion yuan in the same period the year before. The Huangchen 2015 Spring Auctions, which recorded 42

45、.5 million yuan in total sales, experienced the same. The section number went down to 5 from 12 compared to last year. According to expert Shao Jianwu, the art market did not attract much excitement this year due to the booming stock market and the persistent problems of forgery and fake deals. The

46、two pieces of Chinese painting notched up high price this spring due to their own value not due to a revival in the market. "The successful transaction of two works with a hammer price of more than 100 million yuan once again confirms that valuable and rare works of high quality always earn the

47、 long-lasting high price. Chinese painting and calligraphy is still the pillar of the market. However, the overall sales rate has dropped slightly, which reflects the demand for the ordinary auction goods has weakened,” said the president of China Guardians Hu Yanyan. "Besides, the entry of new

48、 buyers also makes certain changes to the direction of purchasing. In a word, the overall market trend is very unpredictable. Although China Guardian 2015 Spring Auctions has achieved remarkable results, it does not mean that the market has walked out of the predicament. We still have to wait for th

49、e big economic boom to invigorate the art market.” Even so, the hot pursuit of some special items appeared this spring. A special session of China Guardian Spring Auctions titled “Fine GiltBronze Buddhist Images” achieved a great deal with total sales volume of 41.89 million yuan and 92 percent sale

50、 rate. The 5th Shamar Rinpoche Statue from 16-17th century of Tibet was sold for 5.06 million yuan. The Beijing Chengxuan Auctions featured almost 2,800 items of coins and stamps in three sessions with good sale rate. The Huachen Auctions also set a special session of photographs under the condition

51、 of large-scale decline of auction sessions. There was a palpable dull thud of disappointment that accompanied the return of the imperial entourage of Zhen Huan to her homeland. It followed a couple years of hushed excitement as Chinese fans were fed tidbits about their proud concubine who was suppo

52、sed to conquer the high ground of the North American market. Zhen Huan is, of course, the title character of The Legend of Zhen Huan, a 2011 television series that swept China off its feet and later took other Asian countries by storm. Two years ago, it was reported that HBO, a premium cable service

53、 headquartered in the United States, was going to air it in North America after some modification. Now, a condensed version that provides English subtitles but no dubbing has finally been made available on Netflix for online streaming. This version, highly anticipated as a milestone in China's c

54、ultural foray overseas, has been widely panned by its home audience. Retitled Empresses in the Palace, the American version has been shortened from its original 76 episodes at 45 minutes each, to six 90-minute episodes. The quick pacing threw off many native viewers, who are accustomed to a more lei

55、surely daytime-soap-style narrative rhythm. (Chinese TV stations would run two or three episodes every day.) I did not finish the full-length version and found the truncated one not difficult to follow. What's lost, I believe, are the interesting setups and pauses that illuminate the Chinese art

56、 of storytelling. Much of the plot is still there. It is the flavor that was sacrificed. The American edition uses the framework of the Empress Dowager in her senior years reminiscing at the beginning and the end of each episode, hinting at what's to come and recapping the key points. This devic

57、e, not used in the original, is culturally understandable but artistically mediocre. What puzzles me is the two new songs for the opening and end credits. They were written in English, but sung by Chinese with an uncomfortable accent. They were obviously designed to appeal to an English-speaking bas

58、e, but do not jibe with the Chinese dialogue. Speaking of the dialogue, the English translation, picked apart by some Chinese, is too literal for my taste. I can imagine a typical American hit by a flurry of royal ranks, addresses and greetings, even multiple names and titles for the same person. The first half hour must be a swamp to wade through, very much like my exper