風(fēng)力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)的控制 畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 </p><p>　　題 目： 風(fēng)力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)的控制 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對電的需求日益提高。以石油、煤炭、天然氣為的常規(guī)能源，不僅資源有限，而且還會在使用中造成嚴

2、重的環(huán)境污染。在我們進入21世紀的今天，世界能源結(jié)構(gòu)正在孕育著重大的轉(zhuǎn)變，即由礦物能源系統(tǒng)向以可再生能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。風(fēng)能作為取之不盡，用之不竭的綠色清潔能源己受到全世界的重視，而風(fēng)力機的偏航系統(tǒng)能使風(fēng)能得到更好的利用，所以偏航系統(tǒng)的設(shè)計非常的重要。</p><p>　　本設(shè)計首先分析了偏航系統(tǒng)的工作原理，然后以三菱PLC作為控制器，觸摸屏為監(jiān)控器，設(shè)計了硬件系統(tǒng)模塊，整個硬件系統(tǒng)采用了閉環(huán)控制，并

3、說明了開環(huán)控制的缺點。根據(jù)偏航控制要求，設(shè)計了自動對風(fēng)控制算法，自動解纜控制算法，90°背風(fēng)控制算法，不僅提高了風(fēng)能利用率，增大了發(fā)電效率，而且還保證了整個系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性,讓風(fēng)力發(fā)電機更好的運行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：偏航系統(tǒng) 硬件設(shè)計 自動對風(fēng) 自動解纜</p><p><b>　　目 錄</b></p><p&g

4、t;　　摘 要.............................................................1</p><p>　　第一章 概述.......................................................1</p><p>　　1.1 設(shè)計背景...................................

5、...................2</p><p>　　1.2 設(shè)計研究意義..................................................2</p><p>　　1.3 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電概況............................................1</p><p>　　1.3.1 世界風(fēng)電發(fā)展

6、.............................................1</p><p>　　1.3.2 我國風(fēng)電發(fā)展.............................................2</p><p>　　第二章 偏航控制系統(tǒng)功能簡介和原理.................................4</p><p&g

7、t;　　2.1 偏航控制系統(tǒng)的功能............................................4</p><p>　　2.2 風(fēng)力發(fā)電機組偏航控制原理......................................4</p><p>　　第三章 偏航系統(tǒng)的控制過程.........................................9&l

8、t;/p><p>　　3.1 自動偏航控制..................................................9</p><p>　　3.1.1 自動偏航傳感器ASS狀態(tài)...................................9</p><p>　　3.1.2 參數(shù)說明和電機運行狀態(tài).....................

9、..............0</p><p>　　3.1.3 偏航控制流程圖..........................................10</p><p>　　3.1.4 偏航電機電氣連接原理圖..................................10</p><p>　　3.1.5 偏航對風(fēng)控制PLC程序.........

10、...........................10</p><p>　　3.2 90°側(cè)風(fēng)控制................................................11</p><p>　　3.3 人工偏航控制.................................................12</p><p

11、>　　3.4 自動解纜控制.................................................13</p><p>　　第四章 總結(jié)......................................................13</p><p>　　參考文獻.........................................

12、................20</p><p>　　致謝.............................................................22</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計背景</b></p><

13、p>　　電能作為一種應(yīng)用最廣泛和最方便的能源，己經(jīng)成為當今社會發(fā)展和人們生活中必不可少的一部分。它的利用也已經(jīng)滲透到生產(chǎn)中的每一個角落，有力地促進了社會生產(chǎn)力水平和人們生活水平的提高。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對電的需求日益提高，然而，隨著以石油、煤炭、天然氣為主的常規(guī)能源的短缺和環(huán)境污染問題的日益加劇，世界能源結(jié)構(gòu)正在孕育著重大的轉(zhuǎn)變，即由礦物能源系統(tǒng)向以可再生綠色能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。風(fēng)能作為取之不盡，用之不竭的綠色清

14、潔能源,對其開發(fā)利用十分必要。在21世紀的今天，眾多的可再生能源中，目前發(fā)展最快、商業(yè)化范圍最廣、最為經(jīng)濟的，當數(shù)風(fēng)力發(fā)電。</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展也受到世界各國政府的高度重視。自從20世紀80年代現(xiàn)代并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機組問世以來，隨著葉片空氣動力學(xué)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、發(fā)電機技術(shù)和新材料的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展極為迅速，單機容量從最初的數(shù)十千瓦級發(fā)展到如今的

15、兆瓦級機組；功率控制方式從定槳距失速控制向全葉片變距和變速控制發(fā)展；運行可靠性從20世紀80年代初的50％提高到98％以上，并且在風(fēng)電場運行的風(fēng)力發(fā)電機組全部可以實現(xiàn)集中控制和遠程控制；風(fēng)電場發(fā)展空間更加廣闊，已從內(nèi)陸轉(zhuǎn)移到海上。</p><p><b>　　1.2設(shè)計研究意義</b></p><p>　　由于在目前技術(shù)條件下風(fēng)電與火電、水電相比，從造價、電能質(zhì)量、設(shè)

16、備制造和控制技術(shù)等領(lǐng)域存在劣勢，使得風(fēng)電領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究工作與歐洲等發(fā)達國家相比，仍然存在很大差距。國內(nèi)對大型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的各項研究還不是很成熟，致使我國大型風(fēng)力發(fā)電機組兒乎全部為國外進口產(chǎn)品。這樣不僅耗費大量外匯，風(fēng)力發(fā)電機組的后期維護也受制他人。因此，對風(fēng)力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)進行科學(xué)、合理的控制，能夠使得風(fēng)輪最大程度的捕獲風(fēng)能，發(fā)出更多的電量。同時，深入研究風(fēng)力發(fā)電的各項技術(shù)對于持久開發(fā)風(fēng)能和實現(xiàn)大型先進風(fēng)力發(fā)電機組國產(chǎn)化具有重要

17、意義。</p><p>　　1.3國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電概況</p><p>　　1.3.1世界風(fēng)電發(fā)展</p><p>　　近年來，風(fēng)電發(fā)展不斷超越其預(yù)期的發(fā)展速度，而且一直保持著世界增長最快的能源的地位。風(fēng)力發(fā)電機組容量的大型化、重量的輕型化、容量的高可靠性、高效率、低成本將成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。</p><p>　　根據(jù)全球風(fēng)能委員會報告，2

18、005 年全世界新增風(fēng)電裝機容量11769 兆瓦，比上年增加3562 兆瓦，增長43%；新增風(fēng)電總投資達120 億歐元或140 億美元。截至2005 年底，世界風(fēng)電裝機總?cè)萘繛?9322 兆瓦，同比上年增長25%。</p><p>　　目前，已有48 個國家頒布了支持可再生能源發(fā)展的相關(guān)法律法規(guī)，政策法規(guī)對風(fēng)電發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。而歐洲仍是風(fēng)力發(fā)電市場的領(lǐng)導(dǎo)者，其裝機容量逐年增加，占全世界風(fēng)電總裝機的69%

19、，約提供了歐盟近3%的電力消費量。據(jù)預(yù)測，全世界風(fēng)力發(fā)電每年以30%左右的速度增長，到2020 年風(fēng)力發(fā)電將占世界電量的20%。</p><p>　　1.3.2我國風(fēng)電發(fā)展</p><p>　　我國風(fēng)能資源比較豐富，近十幾年來，對風(fēng)能資源狀況作了較深入的勘測調(diào)查，全國可開發(fā)利用的風(fēng)能資源總量約2.5億kw。東南沿海和山東、遼寧沿海及其島嶼，內(nèi)蒙古北部，甘肅、新疆北部以及松花江下游等地區(qū)均屬

20、風(fēng)能資源豐富區(qū)，年平均風(fēng)速≥6m/s ，有很好的開發(fā)利用條件。這些地區(qū)中很多地方常規(guī)能源貧乏，無電或嚴重缺電，尤其是新疆、內(nèi)蒙古的大部分草原牧區(qū)以及沿海幾千個島嶼，人口分散，電網(wǎng)難以通達，或無電力供應(yīng)，或采用很貴的柴油發(fā)電。如果能夠充分開發(fā)地區(qū)的風(fēng)能優(yōu)勢，則風(fēng)力發(fā)電正好可以彌補東南沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)電力短缺的難題，在西北經(jīng)濟落后地區(qū)既可以提高當?shù)厝嗣裆钏剑挚梢栽黾泳蜆I(yè)并向經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)賣電，提高地方經(jīng)濟發(fā)展速度。所以，風(fēng)力發(fā)電作為一種

21、新的、安全可靠的潔凈能源，其優(yōu)越性為越來越多的人所認識。 </p><p>　　可是，由于低電壓穿越現(xiàn)象的存在，使得發(fā)出的電量不能及時并網(wǎng)，從而導(dǎo)致風(fēng)電的發(fā)展目前陷入了一個蕭條期，而低電壓穿越問題至今沒有根本的解決方案。 </p><p>　　第二章 偏航控制系統(tǒng)功能簡介和原理</p><

22、;p>　　偏航系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機組特有的伺服系統(tǒng)，是風(fēng)力發(fā)電機組電控系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。在風(fēng)力發(fā)電中，為了提高風(fēng)能利用率，風(fēng)力發(fā)電機組的偏航系統(tǒng)要具有自動偏航的功能，即偏航系統(tǒng)要自動準確對風(fēng)。風(fēng)力發(fā)電機組的偏航系統(tǒng)一般分為主動偏航系統(tǒng)和被動偏航系統(tǒng)，主動偏航指的是采用電力或液壓拖動來完成對風(fēng)動作的偏航方式；被動偏航指的是依靠風(fēng)力，通過相關(guān)機構(gòu)完成機組風(fēng)輪對風(fēng)動作的偏航方式，除此之外，偏航系統(tǒng)還必須具備故障檢測功能。</

23、p><p>　　2.1偏航控制系統(tǒng)的功能</p><p>　　偏航控制系統(tǒng)主要有三個功能：</p><p>　　（1） 正常運行時自動對風(fēng)：當機艙偏離風(fēng)向一定角度時，控制系統(tǒng)發(fā)出向左或者向右調(diào)向的指令，機艙開始對風(fēng)，知道達到允許的范圍內(nèi)，自動對風(fēng)停止；</p><p>　?。?） 繞纜時自動解纜：當機艙向同一方向累計偏轉(zhuǎn)達到一定的角度時，系統(tǒng)控制

24、停機，或者此時報告扭纜故障，機組自動停機，等待工作人員來手動解纜；</p><p>　?。?）失速保護時偏離風(fēng)向：當有特大強風(fēng)發(fā)生時，機組自動停機，釋放葉尖，背風(fēng)，以達到保護風(fēng)輪免受損壞的目的。 </p><p>　　2.2風(fēng)力發(fā)電機組偏航控制原理</p><p>　　本文風(fēng)力機偏航的工作原理是：通過風(fēng)傳感器檢測風(fēng)向，并將檢測到的風(fēng)向信號送到微處理器三菱PLC中，微

25、處理器PLC計算出風(fēng)向信號與機艙位置的夾角，從而確定是否需要調(diào)整機艙方向以及朝哪個方向調(diào)整能盡快對準風(fēng)向。當需要調(diào)整方向時，微處理器PLC發(fā)出一定的信號給偏航驅(qū)動機構(gòu)，以調(diào)整機艙的方向，從而達到對準風(fēng)向的目的。為了減少偏航時的陀螺力矩，電機轉(zhuǎn)速將通過同軸連接的減速器減速后，將偏航力矩作用在回轉(zhuǎn)體大齒輪上，帶動風(fēng)輪偏航對風(fēng)，當對風(fēng)結(jié)束后，風(fēng)向標失去電信號，偏航電機停止轉(zhuǎn)動，偏航過程結(jié)束。其具體偏航過程控制原理如下圖2-2-1所示：<

26、/p><p>　　圖2-2-1 偏航控制原理框圖</p><p>　　本系統(tǒng)采用三菱PLC作為控制器，實行閉環(huán)控制，用觸摸屏作為人機界面設(shè)備，對整個系統(tǒng)有監(jiān)督控制功能。</p><p>　　本系統(tǒng)還可將風(fēng)力發(fā)電機組中的普通三相交流偏航電機換成步進電機，相對普通電機來說，它可以實現(xiàn)開環(huán)控制，提高偏航控制的精度，即通過驅(qū)動器信號輸入端輸入的脈沖數(shù)量和頻率實現(xiàn)步進電機的角度和

27、位移控制，無需反饋信號。但是步進電機不適合使用在長時間同方向運轉(zhuǎn)的情況，容易燒壞產(chǎn)品，即使用時通常都是短距離頻繁動作較佳，工作效率較低。開環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，比較經(jīng)濟。 缺點是它無法消除干擾所帶來的誤差。而在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因（外部擾動或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，信息就能及時反饋給微處理器，產(chǎn)生相應(yīng)的控制指令去消除偏差。因此，它具有抑制干擾的能力，能夠更好的檢測執(zhí)行器的過程，對元件特性變化不敏感，并能

28、改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。但反饋回路的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且增益選擇不當時會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。為提高控制精度，在擾動變量可以測量時，也常同時采用按擾動的控制（即前饋控制）作為反饋控制的補充而構(gòu)成復(fù)合控制系統(tǒng)。</p><p>　　除此之外，系統(tǒng)的主要硬件還包括：風(fēng)向傳感器，偏航驅(qū)動電機等。它們的外觀分別如下圖2-2-3和2-2-4所示：</p><p>　　圖2-2-3 帶有避雷裝置的風(fēng)向

29、傳感器 圖2-2-4 偏航驅(qū)動裝置</p><p>　　其中，風(fēng)向傳感器采用絕對式傳感器，絕對式風(fēng)向傳感器一般由風(fēng)向標和旋轉(zhuǎn)編碼盤組成，風(fēng)向標可隨風(fēng)自由轉(zhuǎn)動，其方向與風(fēng)向一致，旋轉(zhuǎn)編碼盤安裝在風(fēng)向標的轉(zhuǎn)軸上，風(fēng)向標轉(zhuǎn)動帶動旋轉(zhuǎn)編碼盤軸轉(zhuǎn)動，當編碼盤處于不同的位置時，就會輸出不同的風(fēng)向。</p><p>　　第三章 偏航系統(tǒng)的控制過程</p>

30、<p>　　為了實現(xiàn)這樣的伺服控制，首先要對整個偏航系統(tǒng)的控制過程進行分析。偏航系統(tǒng)的控制過程可以分為：風(fēng)向標控制的自動偏航，人工偏航，風(fēng)向標控制的90 度側(cè)風(fēng)，自動解纜。</p><p>　　3.1 自動偏航控制</p><p>　　該過程是通過風(fēng)向傳感器輸出信號，由PLC判斷偏航情況，并給出偏航控制。風(fēng)向是隨機的，為了使風(fēng)力發(fā)電機吸收的功率最大，發(fā)揮最大效能，機艙必須準確對風(fēng)

31、；因此必須使葉輪法線方向與風(fēng)向基本一致。當風(fēng)向改變，超過允許誤差范圍時，系統(tǒng)PLC發(fā)出自動偏航指令，傳感器和偏航電機組成的對風(fēng)系統(tǒng)執(zhí)行校正動作，使機艙準確對風(fēng)。</p><p>　　在實際的偏航控制中，帶有解纜傳感器的自動偏航控制過程分析：連續(xù)一段時間檢測風(fēng)向情況；根據(jù)自動偏航風(fēng)向標傳感器ASS 信號給出偏航控制指令。當ASS=00 時，表明機艙己處于對風(fēng)位置；若ASS=11，則表明進行的是鈍角偏航，為了有效地防

32、止電纜纏繞，讀上次鈍角偏航方向并取其反方向，記錄此次偏航方向；若ASS=01， 設(shè)置偏航電機正轉(zhuǎn)，若ASS＝10，設(shè)置偏航電機反轉(zhuǎn)；偏航電機工作后啟動偏航計時器計時，控制偏航電機運轉(zhuǎn)一定時間，再判斷ASS 是否為00，若ASS=00，表明機艙已對風(fēng)，否則判斷計時時間是否超過偏轉(zhuǎn)360 °所需時間，若計時時間超過偏轉(zhuǎn)360 度所需時間偏航電機仍未停止工作，則停止偏航，向中心控制器發(fā)出安全停機信號和風(fēng)向標故障信號。若ASS＝00，

33、偏航計時時間不超過偏轉(zhuǎn)360 度所需時間時，控制偏航電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，直到ASS=00，向中心控制器PLC發(fā)出自動偏航完成信號并復(fù)位自動偏航標志位。</p><p>　　3.1.1 自動偏航傳感器ASS 狀態(tài)：</p><p>　　圖3-1-1自動偏航傳感器狀態(tài)示意圖（虛線表示風(fēng)向標0度位置）</p><p>　　3.1.2 參數(shù)說明和電機運行狀態(tài)</p>

34、<p>　　ASS 設(shè)置 電機狀態(tài)</p><p>　　00 已對風(fēng)（在偏航精度內(nèi)） 停止</p><p>　　01 銳角偏航偏航 電機正轉(zhuǎn)</p><p>　　10

35、 銳角偏航偏航 電機反轉(zhuǎn)</p><p>　　11 鈍角偏航 視上次偏航情況</p><p>　　表3-1-2自動偏航傳感器ASS 參數(shù)說明和電機運行狀態(tài)</p><p>　　3.1.3 偏航控制流程圖</p><p>　

36、　圖3-1-3 自動偏航控制程序流程圖</p><p>　　3.1.4 偏航電機電氣連接原理圖</p><p>　　3.1.5偏航對風(fēng)控制PLC程序</p><p>　　圖 3-1-5 自動偏航控制梯形圖</p><p>　　3.2 90°側(cè)風(fēng)控制</p><p>　　在出現(xiàn)特大強風(fēng)，遭遇切出風(fēng)速以上的大風(fēng)

37、暴時，控制系統(tǒng)對機艙作90°側(cè)風(fēng)處理。由于90°側(cè)風(fēng)是在外界環(huán)境對風(fēng)電機組有較大影響的情況下（例如出現(xiàn)特大強風(fēng)），為了保證風(fēng)電機組的安全所實施的措施，所以在90°側(cè)風(fēng)時，應(yīng)當使機艙走最短路徑，且屏蔽自動偏航指令；在側(cè)風(fēng)結(jié)束后應(yīng)當抱緊偏航閘，同時當風(fēng)向變化時，繼續(xù)追蹤風(fēng)向的變化，確保風(fēng)力發(fā)電機組的安全。控制過程如下：</p><p>　　根據(jù)90°側(cè)風(fēng)風(fēng)向標傳感器DSS的信號

38、，當DSS=00時，表明機艙已處于90°側(cè)風(fēng)位置；再判斷DSS是否為10，若DSS=10，為了使機艙走最短路徑，設(shè)置偏航電機反轉(zhuǎn)；若DSS=11，設(shè)置偏航電機正轉(zhuǎn)；此時啟動偏航計時器開始計時?？刂破诫姍C運轉(zhuǎn)一定時間，再判斷DSS是否為00，若DSS=0，表明機艙已90°側(cè)風(fēng)，否則判斷計時時間是否超過偏轉(zhuǎn)360°所需時間，若計時時間超過偏轉(zhuǎn)360°所需時間且偏航電機仍未停止工作，則停止偏航，向中心

39、控制器PLC發(fā)出安全停機信號和風(fēng)向標故障信號。若DSS≠0，偏航計時時間不超過偏轉(zhuǎn)360°所需時間時，控制偏航電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，直到DSS=00，向中心控制器PLC發(fā)出90°側(cè)風(fēng)完成信號并復(fù)位90°側(cè)風(fēng)標志位。DSS的參數(shù)說明如圖3-2-1所示： </p><p>　　圖3-2-1度側(cè)風(fēng)風(fēng)向標傳感器DSS參數(shù)說明</p><p><b>　　。</

40、b></p><p>　　3.3 人工偏航控制</p><p>　　人工偏航是指在自動偏航失敗、人工解纜或者是在需要維修時，通過人工指令來進行的風(fēng)力發(fā)電機偏航措施。</p><p>　　人工偏航控制過程如下:首先檢測人工偏航起停信號。若此時有人工偏航信號，再檢測此時系統(tǒng)是否正在進行偏航操作。若此時系統(tǒng)無偏航操作，封鎖自動偏航操作，若系統(tǒng)此時正在進行偏航，清除自

41、動偏航控制標志；然后讀取人工偏航方向信號，判斷與上次人工偏航方向是否一致，若一致，松偏航閘，控制偏航電機運轉(zhuǎn)，執(zhí)行人工偏航；若不一致，停止偏航電機工作，保持偏航閘為松閘狀態(tài)，向相反方向進行運轉(zhuǎn)并記錄轉(zhuǎn)向，直到檢測到相應(yīng)的人工偏航停止信號出現(xiàn)，停止偏航電機工作，抱閘，清除人工偏航標志。</p><p>　　3.4 自動解纜控制</p><p>　　自然界中的風(fēng)是一種不穩(wěn)定的資源，它的速度與風(fēng)

42、向是不定的。由于風(fēng)向的不確定性，風(fēng)力發(fā)電機就需要經(jīng)常偏航對風(fēng)，而且偏航的方向也是不確定的，由此引起的后果是電纜會隨風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)動而扭轉(zhuǎn)。如果風(fēng)力發(fā)電機多次向同一方向轉(zhuǎn)動，就會造成電纜纏繞，絞死，甚至絞斷，因此必須設(shè)法解纜。不同的風(fēng)力發(fā)電機需要解纜時的纏繞圈數(shù)都有其規(guī)定。當達到其規(guī)定的解纜圈數(shù)時，系統(tǒng)應(yīng)自動解纜，此時啟動偏航電機向相反方向轉(zhuǎn)動纏繞圈數(shù)解纜，將機艙返回電纜無纏繞位置。若因故障， 自動解纜未起作用，風(fēng)力發(fā)電機也規(guī)定了一個極值

43、圈數(shù)，在紐纜達到極值圈數(shù)左右時，紐纜開關(guān)動作，報紐纜故障，停機等待人工解纜。在自動解纜過程中，必須屏蔽自動偏航動作。</p><p>　　自動解纜包括PLC控制的凸輪自動解纜和紐纜開關(guān)控制的安全鏈動作PLC報警兩部分，以保證風(fēng)電機組安全。凸輪控制的自動解纜過程如下:</p><p>　　圖3-4-1 凸輪位置微調(diào)</p><p>　　根據(jù)角度傳感器CW 和CCW 所

44、記錄的偏轉(zhuǎn)角度情況，確定順時針解纜還是逆時針解纜。首先松偏航閘，封鎖傳感器故障的報告，當需要解纜且記錄CW 為1 時，控制偏轉(zhuǎn)電機正轉(zhuǎn)，當需要解纜且記錄CCW 為1 時，控制偏轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)。在此過程中同時檢測偏航中心傳感器信號，直到偏航傳感器中心信號為0，則結(jié)束解纜；此時停止偏航電機工作，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，向中心控制器發(fā)出自動解纜完成信號。紐纜開關(guān)控制的安全鏈保護；若凸輪控制的自動解纜未能執(zhí)行，則紐纜情況可能會更加嚴重，當紐纜達到極值圈數(shù)

45、時（比如設(shè)定3 圈），紐纜開關(guān)將動作，此開關(guān)動作將會觸發(fā)安全鏈動作，向中心控制器發(fā)出緊急停機信號和不可自復(fù)故障信號，等待進行人工解纜操作。自動解纜控制梯形圖如圖3-4-1所示：</p><p>　　圖 3-4-1 自動解纜控制梯形圖</p><p><b>　　第四章 總結(jié)</b></p><p>　　能源、環(huán)境是當今人類生存和發(fā)展所要解決的緊

46、迫問題。風(fēng)力發(fā)電作為一種可持續(xù)發(fā)展的新能源，己經(jīng)成為當今社會發(fā)展必不可少的條件。它不僅可以節(jié)約常規(guī)能源，而且減少環(huán)境污染。因此，控制技術(shù)是機組安全高效運行的關(guān)鍵。</p><p>　　偏航控制系統(tǒng)作為水平軸風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的重要組成部分，由于在目前技術(shù)條件下風(fēng)電與火電、水電相比，從造價、電能質(zhì)量、設(shè)備制造和控制技術(shù)等領(lǐng)域存在劣勢，使得風(fēng)電領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究工作與西方發(fā)達國家存在很大差距。國內(nèi)對大型風(fēng)力發(fā)電技

47、術(shù)的各項研究還十分薄弱。偏航系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機組特有的伺服系統(tǒng)，它能使風(fēng)能得到更好的利用，所以偏航系統(tǒng)的設(shè)計非常的重要。</p><p>　　本課題的主要目的是對風(fēng)力機偏航系統(tǒng)的設(shè)計與控制。首先對風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)的基本組成分別做了簡要的介紹，并對系統(tǒng)的主要部分進行了功能分析。然后給出了偏航控制系統(tǒng)的控制機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)的組成以及各部分的功能、工作原理。最后為了實現(xiàn)偏航系統(tǒng)的伺服控制，分析了偏航控制的幾個過程：風(fēng)向標

48、控制的自動偏航，人工偏航，風(fēng)向標控制的90°側(cè)風(fēng)，自動解纜；同時給出了部分控制過程的流程圖及梯形圖。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李勇東．中國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和前景[J]．電氣時代，2007(3)：16～20．</p><p>　　[2] 岑海堂，薛正福．大型風(fēng)電機組發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技

49、術(shù)[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008 </p><p>　　5(24)：78～81．</p><p>　　[3] 徐德，諸靜.風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)向隨動控制系統(tǒng)[J].太陽能學(xué)報，2000，21（2）：</p><p><b>　　187-188.</b></p><p>　　[4] 李本立．風(fēng)力機結(jié)構(gòu)動力學(xué)[M]．北京:北京航

50、空航天大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　[5] 蔡曉明，長征電器介入風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域，證券時報，2006.</p><p>　　[6] 寧夏日報，首批寧夏生產(chǎn)制造的風(fēng)力發(fā)電機組問世，寧夏日報，2006.</p><p>　　[7] 馬洪飛，徐殿國，苗立杰. 幾種變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制方案對比分析[J]. </p><p>　

51、　電工技術(shù)雜志，2000，（10）：1-4.</p><p>　　[8] 倪受元. 風(fēng)力發(fā)電講座第六講風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀和展望[J]. 太陽能,2001.</p><p>　　[9] 張照煌,劉衍平,李林. 關(guān)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的幾點思考[J]. 電力情報,1998.</p><p>　　[10] 曹建，丁家峰.LEM 電流傳感器在電力設(shè)備介電特性在線監(jiān)測眾的應(yīng)用.元器

52、件 </p><p>　　與應(yīng)用.2001, (4):31-33. </p><p>　　[11] 秦繼榮，沈安俊.現(xiàn)代直流伺服控制技術(shù)及其系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出 </p><p><b>　　版社，1993.</b></p><p>　　[12] 陳云程．風(fēng)力機設(shè)計與應(yīng)用[M],北京:機械工業(yè)出版社

53、2005，02: 027-027.</p><p>　　[13] 倪受元. 風(fēng)力發(fā)電講座第三講 風(fēng)力發(fā)電用的發(fā)電機及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[J].太陽 </p><p>　　能，2000，（4）：12-17.</p><p>　　[14] 葉杭冶.風(fēng)力發(fā)電機組的控制技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　[15] 季田，田德.

54、基于單片機的濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機調(diào)向控制系統(tǒng)[J].中國機械</p><p>　　工程，2003，14（18）：157-157.</p><p>　　[16] 王承煦，張源.風(fēng)力發(fā)電[M]. 北京：中國電力出版社，2003.</p><p>　　[17] Roskilde. European Wind Turbine Testing Procedure Develo

55、pments, [PhD. </p><p>　　DegreePaper], Danmark: Risø National Laboratory, 2001.</p><p>　　[18] 徐德，諸靜.風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)向隨動控制系統(tǒng)[J].太陽能學(xué)報，2000，21（2）：</p><p><b>　　187-188.</b></p

56、><p>　　[19] 李守好.風(fēng)力發(fā)電裝置剎車系統(tǒng)及偏航系統(tǒng)智能控制研究,[碩士學(xué)位論文]，西</p><p>　　安：西安電子科技大學(xué)，2005.</p><p>　　[20] 陳實.MW 級風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)單機電氣控制技術(shù)研究――無功補償和偏航控制系</p><p>　　統(tǒng)，[碩士學(xué)位論文]，南京：南京航空航天大學(xué)，2004.</p>

57、;<p>　　[21] 張新房.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展及若干問題[J].現(xiàn)代電力 ，2003，20（5）：29-34.</p><p>　　[22] 鄧重一. 利用霍爾傳感器芯片設(shè)計直流電流檢測電路. 傳感器技術(shù),2003,22</p><p>　　(6)：50-52.</p><p>　　[23] 李靖，黃紹平，張深基. LEM 傳感器在電氣參數(shù)測試中的

58、應(yīng)用.湖南工程學(xué)院</p><p>　　學(xué)報，2004，14（2）：12-15.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在大學(xué)即將畢業(yè)之際，很幸運能遇到治學(xué)嚴謹、博聞強識的指導(dǎo)教師趙玉麗。本次畢業(yè)設(shè)計歷時一個多月，從選題、開題報告到軟件設(shè)計、最終完成整個設(shè)計，其間每一過程都得到趙老師的悉心指導(dǎo)。每次見面老師都會了解我的設(shè)

59、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)知識點進行擴展，讓我的知識面得到了極大的豐富。</p><p>　　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