在风力机调速方式课件中介绍了变桨距调节转速的原理，还介绍了一种简单的离心力桨距调节装置。现代大中型风力发电机组对叶片的变桨距性能有很高要求，以保证风力机能以最高效率安全的运行，主要有独立变桨距系统与统一变桨距机构。本课件介绍独立变桨距系统。

变桨距系统要保证风轮叶片在起动状态、正常运行状态、停机顺桨状态能有良好的变桨距角功能，也就是：

起动状态：风力机在静止时，桨距角为90度（全顺风）；当风速达到起动风速时，叶片转向45度左右，以获得较大的起动转矩；当风轮转速达到一定速度时，再调节叶片转到0度。

运行状态：在正常运行时，当功率在额定功率以下时，桨距角在0度附近；当功率超过额定功率时，根据计算机命令增大叶片的攻角，并不断调整桨距角使发电机的输出功率保持在额定功率附近，桨距角变化范围在0度到30度之间。

停机顺桨状态：当风机正常停机和快速停机时将叶片顺桨到90度附近，利用叶片的气动阻力将风轮转速降为0。当停电或出现故障时无需计算机命令能自动进入全顺桨状态，使风力机紧急停机，确保风力发电机组的安全。

本课件介绍的变桨距系统的三组叶片的桨距角变化是受各自的驱动装置控制，同一台风力机的各个叶片可根据不同的控制作出不同的桨距角变化，这种变桨系统称为独立变桨系统，有很好的控制性能。主要有液压驱动与电动驱动方式。

图2是液压缸的活塞杆部分推出时的状态，叶片转动了一定的角度。

为了准确控制叶片转动角度，在每个液压缸配有直线位移传感器，根据测量活塞杆移动距离就可知道叶片转动角度。液压管路与信号电缆穿过主轴、齿轮箱的通孔，再通过滑环传输装置传到机舱控制器。图5左图是多路液压传输滑环（旋转接头），图5右图是液压传输与电气传输集成滑环，可同时传输液体与电信号，该图片来自网络。

滑环传输装置安装在齿轮箱后部，转动部分与主轴端来的通管连接。

液压变桨距装置在超出额定风速与低于切出风速时根据计算机命令能很好的执行变桨距操作，保证风力机在额定转速附近运行；在超出切出风速时能进入全顺桨状态，在遇到停电或其他故障时也能自动进入全顺桨状态。

图6是采用外齿轮电动变桨距系统的轮毂，在风力机轮毂安装着3个变桨轴承，轴承的外圈与轮毂固定，轴承外圈集成着变桨大齿轮，齿轮的齿在外圆周上。轴承内圈可在外圈中转动。

变桨驱动电动机安装在叶片根部，电机轴上的小齿轮和变桨齿轮啮合，当电动机转动时推动叶片转动，即可改变桨距角。3个桨叶的变桨距驱动电动机与相关部件相对独立，可单独运作，这就是独立电动变桨系统，3个叶片的桨距角由计算机控制按规律变化。

变桨距电动机的驱动电源与控制装置安装在轮毂内，其电源与控制信号线通过主轴通孔与齿轮箱通孔再通过滑环装置连接到机舱的控制柜。

下面是外齿轮变桨距系统3D动画，动画前段演示风力机叶片变桨距动作，动画后段演示变桨距电机带动叶片进行变桨距动作，为看清叶片转动，叶片采用带线框半透明显示。

3. 内齿轮电动变桨距系统

图10是采用内齿轮的电动变桨距系统轮毂图，在风轮轮毂圆周安装着3个变桨轴承，轴承的外圈与轮毂固定，轴承内圈内周集成着变桨齿轮（大齿轮），叶片将安装在轴承的内圈上。

把3个叶片通过根部螺栓安装在3个轴承的内圈上，见图12，该图是内齿轴承电动变桨距动画的截图。

由于3个桨叶各有一套变桨距电动机与相关部件，可各自独立运行，故称为独立电动变桨系统，尽管3个变桨装置独立，但他们的桨距角由机舱计算机控制按规律同步变化的。

下面是内齿轮变桨距系统3D动画，动画前段演示轮毂轴承大齿轮在变桨电机驱动下转动，动画后段演示变桨距电机带动叶片进行变桨距动作，为看清叶片转动，叶片采用带线框半透明显示。

变桨距电动机的驱动电源与控制装置安装在轮毂内，由于轮毂是在不停旋转，变桨系统的电源电缆，信号电缆、控制电缆不能直接与机舱连接，这些电缆通过主轴通孔与齿轮箱通孔再通过滑环装置连接到机舱的控制柜，图13是一个滑环装置剖开图（图片来自网络）。