变桨系统的作用和原理，变桨系统的作用与工作原理详解

变桨系统的作用包括最大起动力矩的获取、风速变化时的功率控制、机组安全停机等。变桨系统的工作原理为通过改变叶片角度，调整风轮转速，进而控制风机的输出功率；同时，通过空气制动机制，使风电机组在面临极端天气时能够安全停机。

变桨系统的作用：

1. 最大起动力矩的获取：

• 变桨系统确保风力发电机组在启动和低风速阶段能获得最大的起动扭矩，这是实现快速并网的关键。
• 通过变桨距调节，叶片始终与来风保持最佳角度，从而最大化地捕捉风流中的动能。

2. 风速变化时的功率控制：

• 变桨系统根据风速的变化自动调整叶片角度，使得风力发电机可以在不同的风速下维持最优的功率输出。
• 在风速过高或过低的情况下，变桨系统能迅速响应，通过顺桨或立桨操作，减少对风的阻力或增加捕风能力。

3. 机组安全停机：

• 当检测到异常（如超过设定风速）时，变桨系统会执行安全程序，将叶片顺桨至一定位置，实施机械制动，确保机组不会因强风而损坏。
• 此功能在电网要求断电以保护设备时特别有用，防止由于强风造成的损害。

4. 维护与监控：

• 现代变桨系统通常配备有传感器，实时监测叶片的角度和状态，并将数据反馈给控制系统，便于进行故障预测和维护安排。
• 这种智能化的监控系统提高了整个风力发电场的安全性和经济效益。

变桨系统的工作原理：

1. 通过改变叶片角度，调整风轮转速：

• 变桨系统包含电动马达、减速器及相关的传动机构，通过调整这些部件，精确控制叶片的角位移。
• 叶片角度的改变直接影响到风轮的扫掠面积和风力发电机捕获的风能效率。

2. 进而控制风机的输出功率：

• 根据风速的变化，控制系统会调整叶片角度，优化风能的捕获，确保发电机在各种风速下都能高效运行。
• 这一过程是闭环控制的，即实际的功率输出与预设的目标功率进行比较，然后调整叶片角度以适应不同的工况。

3. 同时,通过空气制动机制,使风电机组在面临极端天气时能够安全停机：

• 在强风条件下，变桨系统不仅调整叶片角度以应对风力，还能通过顺桨机制产生制动效果，实现快速安全停机。
• 这种制动方式可以在不牺牲发电量的前提下，最大限度地保护机组免受严重破坏。