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編碼器在風電設備中的應用

瀏覽次數: 日期:2020-11-13 15:54
編碼器,風電設備中的編碼器,旋轉編碼器
作為一種利用風能的清潔能源,風電在環境保護日益重要的今天,發揮著越來越重要的作用。目前國內風力發電裝機的電機一般分為異步雙饋發電機和同步直驅永磁發電機兩類.由于雙饋發電機組變頻器造價較低,所以在目前的風力發電中應用較廣.在雙饋發電機并網運行矢量控制中必不可少的參數就是電機的轉速和轉向,提供這一參數的裝置便是編碼器.
風力發電的控制系統
風力發電系統作為風能發電領域的核心環節,其技術革新至關重要。目前主要采用恒速恒頻和變速恒頻風力發電機系統兩大類。在風力發電中,當風力發電機組與電網并網時,要求風電的頻率與電網的頻率保持一致,即恒頻。恒速恒頻即在風力發電過程中,保持風車的轉速(也即發電機的轉速)不變,從而得到恒頻的電能。在風力發電過程中讓風車的轉速隨風速而變化,而通過其它控制方式來得到恒頻電能的方法稱為變速恒頻。

由于風能與風速的三次方成正比,當風速在一定范圍變化時,如果允許風車做變速運動,則能達到更好利用風能的目的。風車將風能轉換成機械能的效率可用輸出功率系數CP來表示,CP在某一確定的風輪周速比λ(槳葉尖速度與風速之比)下達到最大值。恒速恒頻機組的風車轉速保持不變,而風速又經常在變化,顯然CP不可能保持在最佳值。變速恒頻機組的特點是風車和發電機的轉速可在很大范圍內變化而不影響輸出電能的頻率。由于風車的轉速可變,可以通過適當的控制,使風車的周速比處于或接近最佳值,從而最大限度地利用風能發電。因此變速恒頻風力發電系統以其風能利用系數高,能吸收由風速突變所產生的能量波動以避免主軸及傳動機構承受過大的扭矩和應力,以及可以改善系統的功率因數等突出優勢,在風力發電行業越來越受歡迎。變速恒頻控制的功能是保證上網電能的質量,因此必須對發電機的轉速進行測量并反饋到控制器,實現閉環控制。目前對發電機轉速的檢測主要采用旋轉編碼器。同時由于發電機的功率大,會產生軸電流,如果編碼器與發電機不絕緣,則軸電流會被引入編碼器,進而損壞編碼器。編碼器,多摩川編碼器,旋轉編碼器
風力發電的變槳距控制系統
在風電技術發展方面,風力發電機單機容量朝著大型化發展,兆瓦級風力機已經成為風力發電市場的主流產品。目前大型風力發電機組普遍采用變槳距控制技術。變槳距控制是通過沿槳葉的縱軸控制葉片旋轉,依據風速的變化隨時調節槳距角,控制風輪的能量吸收,保持一定的輸出功率。變槳距控制的優點是能夠確保高風速段的額定功率,額定功率點以上輸出平穩、在額定點具有較高的風能利用系數、提高風力機組起動性能與制動性能、提高風機的整體柔性度、減小整機和槳葉的受力狀況。在并網過程中,變槳距控制還可實現快速無沖擊并網。變槳距控制系統與變速恒頻技術相配合,最終提高了整個風力發電系統的發電效率和電能質量。
變槳距控制系統的執行機構主要有兩種,液壓變槳距執行機構和電動變槳距執行機構。其中,電機變槳執行機構是利用電機對槳葉進行控制,結構緊湊、控制靈活、動作可靠,不存在液壓執行機構中的非線性、漏油、卡塞等現象。電機變槳距控制機構可對每個槳葉采用一個伺服電機進行單獨調節。伺服電機通過主動齒輪與槳葉輪轂內齒圈相嚙合,直接對槳葉的槳距角進行控制。旋轉編碼器將槳距角的變化反饋給控制器,進而對電機進行閉環PID負反饋控制。
 

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