（本系统中为

15°）;若风速达到并网风速，桨距角继续减小到 3°（桨距角在 3°左右时具

有最佳风能吸收系数）

;发电机并上电网后，当风速小于额定风速时，使桨距角保持在

3°不变;当风速高于额定风速时，根据功率反馈信号，控制器向比例阀输出-10V-+10V 电
压，控制比例阀输出流量的方向和大小。变桨距液压缸按比例阀输出的流量和方向来操
纵叶片的桨距角，使输出功率维持在额定功率附近。若出现故障或有停机命令时，控制
器将输出迅速顺桨命令，使得风力机能快速停机，顺桨速度可达

20°/s。

　　

3 变桨控制器的设计

　　

3.1 系统的硬件构成

　　本文实验中采用国外某知名风电公司风力发电机组作为实验对象，其额定功率
550KW，采用液压变桨系统，液压变桨系统原理图如图 3 所示。从图 3 中可以看出，通
过改变液压比例阀的电压可以改变进桨或退桨速度，在风力机出现故障或紧急停机时，
可控制电磁阀

J-B 闭合、J-A 和 J-C 打开，使储压罐 1 中的液压油迅速进入变桨缸，推动

桨叶达到顺桨位置（

90°）。

　　图

3. 液压变桨距控制系统原理图

　　本系统中采用

OMRON 公司的 CJ1M 系列 PLC。发电机的功率信号由高速功率变送

器以模拟量的形式（

0～10V 对应功率 0～800KW）输入到 PLC，桨距角反馈信号（0～

10V 对应桨距角 0～90°）以模拟量的形式输入到 PLC 的模拟输入单元;液压传感器 1、2
也要以模拟量的形式输入。在这里选用了

4 路模拟量的输入单元 CJ1W-AD041;模拟量输

出单元选用

CJ1W-DA021，输出信号为-10V～+10V，将信号输出到比例阀来控制进桨

或退桨速度

;为了测量发电机的转速，选用高速计数单元 CJW-CT021，发电机的转速是

通过检测与发电机相连的光电码盘，每转输出

10 个脉冲，输入给计数单元 CJW-

CT021。