风力机和风力发电技术-控制系统概述.pptx

风力机和风力发电技术

控制系统概述

授课教师：王华彪

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风力发电机组的运行控制中，信号测量的主要

目的是监控机组运行状态、保护设备、控制运行、调整状态。

数据测量

需要监测的数据

2.温度信号：主轴承温度、齿轮箱油温、液压油油温、齿轮箱轴承温度发电机

轴承温度、发电机绕组温度、环境温度等。

3.位置信号：桨距角、叶尖扰流器位置、风轮偏角等。

4.电气特性：电网电流、电压、功率因数、电功率、电网频率、接地故障、

逆变器运行信息等。

5.液流特性：液压或气压、液压油位等。

6.运动和力特性：振动加速度、轴转矩、齿轮箱振动、叶根弯矩等。

7.环境条件：风速、风向、湿度等。

1.速度信号：发电机转速、风轮转速、偏航转速和方向等。

模拟式：利用被测量驱动指针运动，产生位移或偏角

特点：简洁反应被测量，但易引起测量误差。

图6-6数字式仪表的构成

特点：精确度教高。

测量仪表的分类及构成

数字式：

A/D转换

数字显示

传感器

计数器

3.基本电量测量(互感器)

互感器是一种专供测量仪表、控制及保护设

备用的特殊变压器。分为电压互感器和电流互感器。

1)电磁式电压互感器：工作原理和结构与电力

变压器相似，容量较小，通常只有几十伏安或几百伏安。

2)电流互感器：将高压电流和低压大电流变换

成电压较低的小电流提供给仪表使用。

图6-7电压互感器的接线

图6-8电流互感器的接线

4.基本电量测量(电量变送器)

功能：将被测电量变换成标准的直流电信号(一般为4~20mA

的电流信号或0~5V的电压信号)。

目的：对风力发电机发出的电量进行自动检测或对风力发电机

组进行自动控制。

电流、电压变送器：有平均值变送器和有效值变送器(交流电

压电流测量)。

5.基本电量测量(电压与电流的测量)

交流仪表多用有效值标定，直流仪表多用平均值标定。电压和电流测量一般测取线电压和线电流。

1)用指示式仪表测量：进行电压、电流测量时，常选用指示式电工仪表。

2)用数字存储示波器测量：变速恒频控制接入变流器，对电压电流测量

要求提高。

数字存储示波器可显示被测电压或电流波形、信号、频率、周期、幅值、

有效值、平均值等；可对信息和波形进行数字存储。

3)用电量变送器测量：风力发电系统需要对电压和电流进行自动监测、

检测与控制，因此，需要使用电压、电流变送器。

电功率的测量通常是指有功功率的测量。

测量方法：功率表测量，功率变送器测量，用电压电流信号计算

基本电量测量(电功率测量)

6.

1.光电转速传感器

光电式转速传感器可分为投射式和

反射式两种，风力发电机组中主要采用投射式。

转速测量

图6-14投射式光电转速传感器的测速原理

7.转速测量

2.电感式接近开关

图6-17电感式接近开关安装实况

图Q-13审密环斑据壮关签整●家庭培常量

图6-16电感式接近开关工作原理

图Q-10审瓷乡语据社关工非魔通

图6-15电感式接近升关聊-12重窗斗¥

●速度传感器测速盘

8.应力测量

目的：对风力机叶片根部载荷、风轮载荷、塔架载荷以及塔顶弯矩或

扭矩等进行测量。

电阻应变法原理：在外力作用下，物体内部将产生应力，应力表征

了物体的受力情况。常使用应变片测取物体应变。

a)b)

图6-18应变片

a)电阻丝式b)箔式

应力测量

应变片的种类和特点：

电阻丝式应变片：电阻值与应变呈线性变化。

箔式应变片：采用金属箔栅电阻敏感元件制成应变片。

半导体应变片：应用单晶硅半导体的压阻效应制成的应变片。

9.

进行风轮转矩、俯仰力矩测量。

测功机法；

校正过的直流电机法；

转矩仪法；

电阻应变法等。

转矩测量

发电机输入机械转矩，偏航变桨距执行机构输出转矩测量，借助主轴

a)b)

图6-19,转矩测量的电阻应变法a)应变片的粘贴b)桥式测量电路

0.

检温计：热电阻、热电偶和半导体热敏

电阻等。

11.温度测量

图6-20Pt100温度传感器

振动激活传感器的微动开关，改变

内部继电器的状态。

通常用在安全链中。

12.振动开关

图6-21振动开关

监控系统实现对全风场风机状况的监视与启、停操作，它包括大型监控软件及完善的通讯网络。

监控系统

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