在风力发电体系中，运用伺服技能调理风机叶片的桨距角，也便是咱们常听到的“伺服变桨”，现已是现在职业界一种十分遍及的做法了。
那么，在风电变桨运用中的伺服会有怎样的特别之处呢？本期，就和大伙简略聊聊这个论题。
首要，已然风电变桨是在调理风机叶片的桨距角，那么，伺服在变桨运用中所起到的效果，就和它在许多其他职业相同，也是为动态、精准的方位操控供给有用的动力输出。相应的，其在体系架构中地点的方位，天然也便是归于面向运用方针实体的传动设备层级，上位与操控器相联，输入侧接动力电源，输出侧经过沟通伺服电机来驱动桨叶的旋转。
不过，考虑到变桨体系本身地点的苛刻、恶劣的运用环境，及其杂乱、特别的作业工况，它所运用的伺服与一般自动化体系中的伺服产品比较，仍是有诸多方面的不同之处的。
咱们知道，风力发电机组一般都是作业在偏僻开阔的平原、高原、滨海和近海大陆架上的，这些当地极为杂乱苛刻的地舆气候条件，如：高海拔、多风沙、高温、低温、高湿度、盐雾、腐蚀…等等，都是风电变桨体系中的伺服产品有必要先要战胜和习惯的。尤其是较大的环境湿度和昼夜温差，或许使桨叶在表面上发生凝露，它们会跟着风轮的滚动倒灌到叶根和轮毂里边，再加上轮毂内电气柜上凝聚的露珠，和轮毂旋转需求运用的润滑油剂，这些都会对其间的伺服产品形成腐蚀和污染。
因而，风电变桨体系中运用的伺服，无论是驱动仍是电机，它们都需求具有习惯极点恶劣作业环境的才干，例如：
能够在海拔高达 3000 乃至 4000 米的作业环境中作业（需恰当降容运用）；
伺服电机应具有 IP65 以上的防护等级，并标配油封，运用防护等级较高的线缆连接器；
防护等级较低（ IP20 ）的伺服驱动器可选用冷板穿墙的办法进行设备，以便在对其进行密闭（无电扇）封装维护时，统筹冷却散热特性；
变桨运用另一个重要的环境特色，便是其各类机电组件都是设备在几十米高的轮毂内的，且在作业时需求和风轮一起旋转。一般来说，轮毂会以每分钟十几转的速度滚动，加优势机塔筒遭到的风力气流影响发生的轰动，这要求变桨体系能够在一个继续振荡的作业环境中长期保持安稳的作业状况。因而，运用于风电变桨的伺服产品，包含：驱动器、电机、线缆、连接器…等等，都需求具有较一般自动化产品更强的耐振抗冲击功用。现在运用于风电变桨范畴的伺服电机，遍及都集成重载连接器，而且大部分都还在运用分辨率较低的旋变 Resolver作为反应，也便是因为这个道理。
风电变桨的意图，是为了依据风速的改动调理风力气流对桨叶的攻角，然后让风轮能够继续获得安稳的气动转矩和功率；而在风力较大时，它需求起到约束叶片力矩、削减发电机出力乃至制动刹车的效果。从某种含义上说，变桨安排其实是风电体系的一个安全设备。因而，变桨运用中运用的伺服体系有必要具有实时、安全、牢靠…等这几个方面的特性。
所谓实时，是指伺服体系驱动风机叶片旋转的变桨动作，有必要依据每次风速的改动而当即作出的，而且是动态接连不停顿的，这与一般自动化设备中有规则的周期性运动是不同的。风机作业时，其叶片桨距角的规划一般在 0 ~ 90°，考虑到叶片在各视点方位所遭到的风阻巨细的差异，伺服体系需依据从主机接收到的桨距角方针指令，结合当时地点的方位，计算出变桨动作所需的速度曲线，并以此为依据完结对风叶视点的调理。
变桨动作时，三个叶片须始终保持同步，之间的视点差错一般应在 2° 以内，这一般是由变桨操控器与驱动器之间的通讯总线和方位反应编码器来供给保证的。
而在桨距角方位丈量上，考虑到伺服电机与轮毂内齿之间几百乃至上千的减速比，光依靠电机内部的伺服反应往往是不行精确的，伺服厂家一般会为用户配备第二编码器输入端口，用于直接读取风叶的桨距角反应。
不过，风电机组的作业并不总是一往无前的，它有或许会遭到来自风力过大、发电机反常、备用电源毛病… 等各类意外状况的要挟。在这种状况下，为了保证机组设备的安全，体系须先发动收桨动作使风机减速停转，然后让叶片的桨距角回到安全方位，消除叶片对轮毂发生的气动转矩，才干断电停机，这个进程一般为几十秒。
值得注意的是，上述这样的安全功用一般是集成在驱动器内部的，其意图在于让“收桨”动作能够不凭仗上位操控器由伺服驱动自主完结；不只如此，为了让风机即便在供电反常的状况下也能够将桨叶收回到安全方位，变桨用伺服产品一般都会配有备用（直流）电源输入端口；别的，上面说到的运用辅佐编码器精确的丈量风叶桨距角，关于安全停机也是至关重要的。
这其实仍是牢靠性的意思。现在干流厂家的产品，如：KEBA+LTI 的 PITCHmaster II+和新款 PitchOne，在这方面都现已具有了 2oo3 的冗余功用和 PL D 乃至 PL E 的安全等级。
从应对苛刻的气候地舆条件和继续振荡的作业环境，到处理实时同步操作、丈量视点方位反应、施行安全操控战略...等，咱们不难看出，在全生命周期都具有极度严厉的牢靠性，是风电变桨伺服差异于通用型伺服产品的要害地点。它不只应保证风机在日常发电进程中长期安稳的无毛病作业，还有必要能在遇到紧急状况时妥善的将桨叶收回到安全方位，然后协助体系做到安全停机。
究竟，风场往往处在偏僻的内陆、滨海地区或海上，而变桨伺服又总是作业在几十乃至上百米高的风机轮毂中，运营维护的难度和本钱都适当之高，且任何小小的意外都有或许会带来不可估量的丢失。
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