随着全球经济的发展和人口的增长,人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源因其使用便捷,可再生、成本低、无污染等特点,在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展,发展潜力巨大。特别是随着风力发电控制技术和伺服控制技术的迅猛发展。风能作为清洁的可再生资源受到全世界的重视,同时各国对变桨距风力机的设计、控制和运行已有完整的理论和方法,目前兆瓦级风力机已经是国际风电市场上的主流产品。随着风力发电机组大型化,智能化的发展,风力机必须具有较高的可靠性、风能利用系数和不断优化的输出功率曲线,变桨距技术随之产生。与定桨距控制技术相比,变桨距控制的优点是桨叶较为轻巧,桨距角可以随风速的大小而自动调节,因而能够尽可能更多的吸收风能,同时在高风速段保持平稳的功率输出。本文从变速变桨距的要求出发,以3MW海上风机发电机组为例,介绍了海上风力发电机组变桨距控制理论。在空气动力学基础上,通过合理的假设,建立了系统的数学模型。依据叶素理论,通过对桨叶的空气动力学模型进行分析和计算,进行变桨距的调节。变桨系统采用BECKHOFF PLC为主控制器,PITCHMASTER伺服驱动器及交流伺服电机作为电动变桨距系统的执行机构。在分析伺服变桨距系统控制原理的基础上,设计了以伺服驱动器为核心的电动变桨距伺服控制系统,并在风场并网发电运行。同时设计了上位机模拟和监控软件及测试设备。