3.2 電動變槳距系統(tǒng)
　　電動變槳距系統(tǒng)可以使3 個葉片獨立實現(xiàn)變槳距，圖3 為電動變槳距系統(tǒng)的總體構(gòu)成框圖。主控制器與輪轂內(nèi)的軸控制盒通過現(xiàn)場總線通信，達到獨立控制3 個獨立變槳距裝置的目的。主控制器根據(jù)風速、發(fā)電機功率和轉(zhuǎn)速等，把指令信號發(fā)送至電動變槳距系統(tǒng)；電動變槳距系統(tǒng)把實際值和運行狀況反饋至主控制器。
　　單個葉片的變槳距裝置一般包括控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機、減速機、變距軸承、傳感器、角度限位開關(guān)、蓄電池、變壓器等。其中伺服驅(qū)動器用于驅(qū)動伺服電機，實現(xiàn)變距角度的精確控制。傳感器可以是電機編碼器和葉片編碼器，電機編碼器測量電機的轉(zhuǎn)速，葉片編碼器測量當前的槳距角，與電機編碼器實現(xiàn)冗余控制。蓄電池組是出于系統(tǒng)安全考慮的備用電源。
　　圖4 為變槳系統(tǒng)的電機執(zhí)行機構(gòu)原理圖，圖中只畫出了一個槳葉的變槳距執(zhí)行機構(gòu)，其它兩個槳葉與此完全相同。每個槳葉分別采用一個帶位移反饋的伺服電機進行單獨調(diào)節(jié)。位移傳感器采用光電編碼器，安裝在電動機輸出軸上，采集電機轉(zhuǎn)動角度。由于槳距角的變化速度都很慢，一般不超過每秒15°，而一般的伺服電機額定轉(zhuǎn)速都為每分鐘幾千轉(zhuǎn)，因此需要一個減速機構(gòu)。伺服電機連接行星減速箱，通過主動齒輪與槳葉輪轂內(nèi)齒圈相連，帶動槳葉進行轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對槳葉節(jié)距角的直接控制。在輪轂內(nèi)齒圈的邊上又安裝了一個非接觸式位移傳感器，直接檢測內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動的角度, 即槳葉節(jié)距角變化。當內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)過一個齒，非接觸式位移傳感器輸出一個脈沖信號。變槳距控制依據(jù)光電編碼器所測的位移值進行控制。非接觸傳感器作為冗余控制的參考值，它直接反映槳葉節(jié)距角的變化。當發(fā)電機輸出軸、聯(lián)軸器或光電編碼器出現(xiàn)故障時，即光電編碼器與非接觸位移傳感器所測數(shù)字不一致時，控制器便可知道系統(tǒng)出現(xiàn)故障。在輪轂內(nèi)齒圈邊上還裝有一個接近開關(guān)，起限位作用( 0°和90° )?？刂破靼卜旁陔姎獍迳?，便于散熱。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制電源斷電時，電機由UPS供電， 60 秒內(nèi)將槳葉調(diào)節(jié)為順槳位置。在UPS 電量耗盡時，繼電器斷路，原來由電磁力吸合的制動齒輪彈出，制動槳葉，保持槳葉處于順槳位置。在風電機組正常工作時，繼電器得電，電磁鐵吸合制動齒輪，不起制動作用。

表2 主要變槳控制器廠家產(chǎn)品特點

　　3.3 液壓和電動變槳距系統(tǒng)特點比較
　　在表1 對風電機組液壓變槳和電動變槳方式的特點進行了比較，可見電動變槳比液壓變槳具有更多的優(yōu)點。盡管液壓變槳具有傳動力矩大、重量輕、剛度大、定位精確、執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)響應(yīng)快等特點，能夠保證快速準確地把葉片調(diào)節(jié)到預定節(jié)距；但由于液壓變槳機構(gòu)、控制系統(tǒng)比較復雜，且存在漏油、卡塞等現(xiàn)象，目前電動變槳已成為主流技術(shù)。表2 給出了世界上主要的風電機組變槳控制器生產(chǎn)公司產(chǎn)品特點，可見大部分廠家生產(chǎn)的是電動變槳裝置。另據(jù)最新資料顯示，全球風電機組的幾個大供應(yīng)商均采用了電動變槳機構(gòu)作為變槳距系統(tǒng)的組成。例如：GE WindPower公司的3.6MW 風電機組，Enercon 公司的E-112 型風電機組，Suzlon 公司的2MW 機組，REpower 公司的5MW 機組，Nordex 公司的N90/2500kW 機組，Siemens 公司的3.6MW 機組等都是應(yīng)用了電動變槳距結(jié)構(gòu)。通過上述比較分析可知，電動變槳將會成為變槳技術(shù)的發(fā)展趨勢。