金风1.5MW风力机变桨系统详解：机械结构与控制策略

金风1.5MW风力发电机组的变桨系统是风力发电技术中不可或缺的关键组件，它通过精密的机械结构和智能控制实现了功率输出的优化。本文由作者孙伟详细介绍了变桨系统的各个组成部分和工作原理。 首先，变桨系统的机械结构主要包括控制系统，它负责接收指令并驱动叶片进行变桨操作。变桨的目的是为了调节叶片的攻角，即叶片与风向之间的夹角，以适应不同的风速条件。在低风速时，通过变桨调整，可以在风能转换为电能的过程中提高效率，避免了定桨距机组因固定攻角导致的功率波动问题。在额定风速以下，通过控制发电机转速来跟踪风速，最大化风能吸收；而在额定风速以上，扭矩控制器和变桨控制器协同工作，保持功率稳定，确保发电效率。 变桨系统的硬件组成包括变桨控制柜，其内部布局合理，采用了交流-直流-交流的供电回路，利用逆变器为变桨电机提供电力。变桨电机通常采用交流异步电机，转速的调节直接决定了变桨速率。每个叶片都有独立的变桨控制柜，并配备了超级电容作为备用电源，能够在电网故障时保证变桨系统的短暂运行，直到电网恢复。超级电容的优点显著，如充电速度快、无需额外的充电管理电路、容量衰减小、寿命长、无需维护以及体积轻便，这使得它们成为理想的备用电源选择。 通过比较定桨距和变桨距机组的功率曲线，可以看出变桨系统带来的明显优势，特别是在风速变化较大的情况下，变桨能够动态调整叶片角度，提升整体的发电性能。金风1.5MW风力机的变桨系统是实现风能高效转化和适应性发电的关键，其精密设计和高效控制技术对于现代风力发电站的运行至关重要。