验证设计结果，确保设计的可用性，为日后的产品批量制造、装配和可靠运行奠定基础。
研制的样机通常需要一段时间的实际运行，参照有关的产品认证标准进行必要的测
试。测试项目主要包括功率特性、关键部件的动特性、实际载荷和温升等。
基于样机的试验测试数据，应进一步完善和修改原设计，形成批量生产的工程竣工设计。还应注意，批量生产的风电机组与原型样机的工程设计与制造方法通常会有差别，某些部分可能需要改进；有些情况下，为降低批量生产的成本，风电机组的某些部分可能需要基于原形设计原理，对设计结构作出较大的调整，但其前提是确保设计的可靠性。
3.5 小结
风电机组的设计在不同条件下对它的设计要求是不同的，本章详细的介绍了在设计风电机组时可能遇到的情况以及如何设计。
4. 风电机组变桨距与偏航系统
作为一种无污染的可再生能源，风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发展前景。随着社会对能源的急剧需求，我国风力发电的单机容量已发展到兆瓦级机组，控制方式从基本的定桨距失速型控制转向变桨距控制，但与国际水平还有一定差距。风力发电机设置偏航调向系统，可以使风轮最大程度地保持迎风状态，从而高效地利用风能，进一步降低发电成本，有效地保护风力发电机，是风力发电机组电控系统必不可少的重要组成部分。
随着风电技术的不断成熟，变距控制型风电机组以其优越的性能越来越受到人们的青睐。采用变桨距机构的风力机可使叶轮重量减轻，并使整机的受力状况大为改善。从今后的发展趋势来看，在大型风力发电机组中将会普遍采用变桨距技术。目前投入使用的风电机组变桨距机构主要有2种方案：液压控制方案和电机控制方案。液压执行机构以其响应频率快、转矩大、便于集中布置等优点占有主要的地位，总的来说其技术已较成熟，但由于其液压驱动本身存在油泄露问题，且受温度变化影响大，所以精度受到限制。电机执行机构结构简单、紧凑，能对桨叶进行单独控制，精度高，受到许多厂家的青睐，但其动态特性相对较差，有较大的惯性，且如连续频繁的进行变桨调节，容易产生过量的热负荷而损坏训。我们基于一种新型的变距驱动一电作动筒变桨的传动机构，进行了分析与设计。
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4.1 变桨距系统
4.1.1 变桨距系统基本工作原理
变桨距系统的硬件框图如图4-1所示。所有机舱的信号，如电源线、Canopen总线、安全链信号等，都从机舱经过滑环进入轮毂内的变桨控制柜内，实现机舱与轮毂动力和信号的传输。每个桨叶在减速齿轮箱的输入端和输出端分别配有一个旋转变压器（resolver）和绝对值编码器，用于测量变桨的速度和位置，并将其作为速度闭环和位置闭环的反馈信号，用于实时的动态调节。备用电源是在电网或滑环故障，外部电源无法直接为变桨距系统供电时，通过电源切换电路，将备用电源接入到变桨控制柜，使其能够为变桨距系统提供动力和控制用电，保证叶片能够安全、快速的回到顺桨位。位置开关1和位置开关2作为一个硬件开关，用于保证变桨距系统能够在设定的范围内运行，避免超出工作范围。
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sinI其中，I为倾角，?为攻角，?为桨距角，?为相对风速，?为叶尖速比。
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图4-2 叶片微元的受力情况分析 图4-3 C1与Cl/Cd随i的
变化曲线 因此，对于一个在一定转速?下运转的风力机，当风速和风向一定时，?和I一定，如果增大桨距角?，攻角i便减小，在失速点以前的工作区内，Cl和升阻比将减小，由表达式(4)知，其转矩系数CT也要减小，所以CP减小，最终导致风轮输出的机械功率P减小，从而限制了风功率的吸收。为了提高风功率的吸收率，需要变桨距调节。
4.2 变桨距机构设计与实体建模
4.2.1 变桨距机构分析
机械执行机构采用的是曲柄滑块机构，驱动系统采用的是电作动筒控制系统。电作动筒工作行程：(625~645)mm；作动筒作用力(持续载荷)：(69950~79720)N；作动筒重量(包括电机)不大于50kg，有专用的控制柜，重复定位精度：小于?0.1mm；作动筒活塞杆位移从
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(0~180)mm，响应时间：3.6s。根据机构运动学原理，考虑到作动筒的工作行程及1.5MW风机组桨叶实际尺寸，拟选择曲柄450mm，连杆840ram，变距机构设计如图4-4所示。
图4-4 动变桨距机构设计图
4.2.2 变桨距三维实体模型的构建
参数化设计是CAD中最为重要的研究技术之一，参数化技术使得设计者可以通过设计参数来驱动产品零件的几何模型。本论文中风力机变桨距机构采用CAXA软件来进行零件的建模，由于其参数化驱动的设计功能，可以方便的对各个部件根据实际需要进行修改。整体装配后的三维实体模型如图4-5所示，单一桨叶变距传动的造型示意如图4-6所示，传动部分局部放大如图4-7所示。在生成的分解视图4-7中，作动筒伸缩杆与推力轴承外圈连接，内圈随风轮回转轴同步运转，通过与内圈相连的的推杆将轴向运动传递给连杆，从而推动桨叶圆盘曲柄在变桨范围内摆动，完成变桨动作。其中，推力轴承内圈相连接的杆件(2个导向杆和1个推杆)与空心轴上对应的导向孔相配合，导向杆主要起固定轴承内圈的作用。
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