變槳距系統(tǒng)培訓(xùn)綜述

1、風(fēng)電控制領(lǐng)域的卓越解決方案成都阜特科技有限公司變槳系統(tǒng)介紹變槳系統(tǒng)介紹主講人：Shakar日 期：2012-02-以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存變槳系統(tǒng)1、概述、概述2、變槳原理、變槳原理3、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)功能4、與其它產(chǎn)品比較、與其它產(chǎn)品比較5、變槳系統(tǒng)故障判斷、變槳系統(tǒng)故障判斷以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1、概述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)1.1變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.2變槳系統(tǒng)分類1.3以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動(dòng)能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉

2、片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是3m/s的速度，便可以開(kāi)始發(fā)電。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 18 7 2 4 6 9 10 35變槳系統(tǒng)所在位置1.葉片2. 輪轂3.變槳系統(tǒng)4.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子5.發(fā)電機(jī)定子6.偏航電機(jī)7.風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)8.基座9.塔筒10 .提升機(jī)Vensys直驅(qū)風(fēng)機(jī)以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)雙饋風(fēng)機(jī)以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力

3、以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.2 變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變槳系統(tǒng)變槳系統(tǒng)的的工作模式：工作模式：u A) 正常工作模式u B) 正常停機(jī)模式 u C)緊急模式 以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.2 變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 變槳是指讓風(fēng)機(jī)的槳葉自動(dòng)旋轉(zhuǎn)到主控制器設(shè)定的角度，以控制葉片的迎風(fēng)角始終保持在最佳位置，從而更好地利用風(fēng)能。 變槳距系統(tǒng)接收主控發(fā)來(lái)的控制指令，通過(guò)控制算法輸出一個(gè)電壓形式的速度值，這個(gè)值通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以帶動(dòng)槳葉。同時(shí)，變槳控制器對(duì)備用電源進(jìn)行管理，以保證緊急情況下能快速收槳。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.2 變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 變槳控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)

4、電機(jī)組的變槳控制，在額定功率以上通過(guò)控制葉片槳距角使輸出功率保持在額定狀態(tài)。 每個(gè)葉片的變槳控制柜，都配備一套備用電源，儲(chǔ)備的能量，在保證變槳控制柜內(nèi)部電路正常工作的前提下，足以使葉片從0順槳到90。當(dāng)來(lái)自滑環(huán)的電網(wǎng)電壓掉電時(shí)，備用電源直接給變槳控制系統(tǒng)供電，仍可保證短期內(nèi)整套變槳電控系統(tǒng)正常工作，實(shí)現(xiàn)低電壓穿越（LVRT）功能。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.3 變槳系統(tǒng)分類按柜體數(shù)量分類按執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力形式分類按驅(qū)動(dòng)器輸出電壓類型分類以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.3.1 按柜體數(shù)量分類變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有很多種，有7柜式、6柜式、 4柜式、3柜式。但都包括

5、：1、驅(qū)動(dòng)柜（7柜式多一個(gè)中控柜）2、電池柜3、變槳電機(jī)4、編碼器5、限位開(kāi)關(guān)6、減速機(jī)7、潤(rùn)滑泵以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.3.1 按柜體數(shù)量分類以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.3.1 按柜體數(shù)量分類以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.3.2 按執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力形式分類電動(dòng)變槳液壓變槳以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存 電動(dòng)變槳 電動(dòng)變槳距系統(tǒng)（Electric Pitch Control System）一般包括變槳距伺服電機(jī)、控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、UPS、減速箱、傳感器等。圖中只畫出了一個(gè)槳葉的變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)

6、，其它兩個(gè)槳葉與此完全相同。每個(gè)槳葉分別采用一個(gè)帶位移反饋的伺服電機(jī)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，位移傳感器采用光電編碼器，安裝在電動(dòng)機(jī)輸出軸上，采集電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。 電動(dòng)變槳距系統(tǒng)電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理圖：以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存 液壓變槳 液壓變槳距系統(tǒng)（Hydraulic Pitch Control System）主要由推動(dòng)桿、支撐桿、導(dǎo)套、防轉(zhuǎn)裝置、同步盤、短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、偏心盤、槳葉法蘭等部件組成。 各部分作用如下:推動(dòng)桿: 傳遞動(dòng)力，把機(jī)艙內(nèi)液壓缸的推力傳遞到同步盤上;支撐桿: 是推動(dòng)桿輪毅端徑向支撐部件;導(dǎo)套: 與支撐桿形成軸向運(yùn)動(dòng)副，限制支撐桿的徑向運(yùn)動(dòng);同

7、步盤: 把推動(dòng)桿的軸向力進(jìn)行分解，形成推動(dòng)三片槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力;防轉(zhuǎn)裝置: 防止同步盤在周向分力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，使其與輪毅同步轉(zhuǎn)動(dòng)。 其中同步盤、短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、偏心盤組成了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將推動(dòng)桿的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成偏心盤的圓周運(yùn)動(dòng)。 該機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程如下: 控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速，以一定的算法給出槳葉的槳距角信號(hào)，液壓系統(tǒng)根據(jù)控制指令驅(qū)動(dòng)液壓缸，液壓缸帶動(dòng)推動(dòng)桿、同步盤運(yùn)動(dòng)，同步盤通過(guò)短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸推動(dòng)偏心盤轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心盤帶動(dòng)槳葉進(jìn)行變距。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存 液壓變槳 國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)的方式，液壓站和液壓油缸

8、放在機(jī)艙內(nèi)，通過(guò)一套曲柄連桿機(jī)構(gòu)同步推動(dòng)三片槳葉旋轉(zhuǎn)，這種方案的變距力有限，而且不能對(duì)槳葉獨(dú)立控制，已不能滿足兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的要求。在對(duì)國(guó)內(nèi)進(jìn)口風(fēng)電機(jī)組液壓變槳距機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了獨(dú)立液壓變槳距機(jī)構(gòu)。 國(guó)外先進(jìn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般都采用獨(dú)立液壓變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方式，如圖所示。槳葉由油缸驅(qū)動(dòng)，油缸安裝于輪轂內(nèi)，液壓油通過(guò)液壓滑環(huán)進(jìn)入輪轂。圖中，1為輪轂殼，2為偏心塊，3為活塞桿，4為槳葉，5為回轉(zhuǎn)支撐，6為油缸，7為油缸座，8為閥塊，9為內(nèi)壓板。 該機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程如下：主控系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的功率，以一定的算法給出槳距角參考信號(hào)，通過(guò)電滑環(huán)送給輪轂控制器，輪轂控制器根據(jù)主控指令驅(qū)動(dòng)伺服比例閥

9、使油缸活塞桿達(dá)到指定位置，偏心塊將液壓缸活塞桿的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成使槳葉旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)槳距角的控制。由于風(fēng)電機(jī)組的每個(gè)槳葉都由一套獨(dú)立的液壓伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，一個(gè)槳葉出現(xiàn)故障時(shí)，其他兩個(gè)槳葉仍能正常工作，增加了系統(tǒng)的安全性。這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)尤其適用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存 液壓變槳項(xiàng)目項(xiàng)目電動(dòng)變槳電動(dòng)變槳液壓變槳液壓變槳結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，冗余性好。由電動(dòng)機(jī)、控制模塊、蓄電池與執(zhí)行機(jī)構(gòu)減速器、齒輪等組成。液壓變槳結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由動(dòng)力源液壓泵站、控制模塊、蓄能器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)油缸等組成。槳距調(diào)節(jié)槳距調(diào)節(jié)基本無(wú)差別。電路的響應(yīng)速度比油路略快。電動(dòng)變槳

10、技術(shù)成熟，數(shù)控驅(qū)動(dòng)容易，控制簡(jiǎn)單?；緹o(wú)差別。油缸的執(zhí)行（動(dòng)作）速度比齒輪略快，響應(yīng)頻率快扭距大。液壓控制較為困難，因?yàn)楦魑恢玫牡乃俣群图铀俣榷疾煌＞o急情況緊急情況下的保護(hù)下的保護(hù)功能基本無(wú)差別。功能基本無(wú)差別。低溫下，蓄電池儲(chǔ)存的能量降較大。低溫下，蓄能器儲(chǔ)存的能量降較小。蓄電池儲(chǔ)存的能量不容易實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。蓄能器儲(chǔ)存的能量通過(guò)壓力容易實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。使用壽命使用壽命主要損耗件蓄電池的使用使命大約3年液壓變槳結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件壽命較長(zhǎng)。主要損耗件蓄能器的使用使命大約6年外部配外部配套需求套需求占用空間相對(duì)較大。輪轂、軸承可相對(duì)較小。需對(duì)齒輪進(jìn)行集中潤(rùn)滑。無(wú)需對(duì)齒輪進(jìn)行潤(rùn)滑，減少集中潤(rùn)滑的潤(rùn)滑點(diǎn)。環(huán)境清

11、潔環(huán)境清潔機(jī)艙及輪轂內(nèi)部清潔。容易存在漏油，造成機(jī)艙及輪轂內(nèi)部油污。維護(hù)維護(hù)電動(dòng)變槳漏電，需漏電保護(hù)。電機(jī)碳刷（永磁無(wú)刷直流電機(jī)除外）、蓄電池需定期維護(hù)。液壓變槳漏油，液壓油要求清潔度高。需定期對(duì)液壓油、濾清器進(jìn)行更換。代表廠商代表廠商GE、Nordex、Suzlon、Repower和金風(fēng)、華銳、東汽等。Vestas、Gamesa、Acciona和Dewind、三菱重工、上海電氣等。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存1.3.3 按驅(qū)動(dòng)器輸出電流類型分項(xiàng)目項(xiàng)目直流變槳直流變槳交流變槳交流變槳電機(jī)電機(jī)直流電機(jī)的價(jià)格貴，而且有電刷，維護(hù)不方便。交流電機(jī)體積小，效率高，價(jià)格也比直流電機(jī)便

12、宜。維護(hù)維護(hù)3MW機(jī)組的變槳電機(jī)功率約在8kW10kW，若用直流電機(jī)，體積龐大，安裝非常不變，如果電機(jī)燒了，要換電機(jī)，一個(gè)人是抱不動(dòng)了，輪轂空間又小，維護(hù)工作量很大。大型機(jī)組采用異步電機(jī)，又輕又苗條，問(wèn)題相對(duì)要小了。安全性安全性直流伺服壞了，直流電機(jī)能實(shí)現(xiàn)順槳。最后一個(gè)安全環(huán)節(jié)，直流更勝一籌。在國(guó)外5MW機(jī)組上，電動(dòng)變槳多采用直流方案。交流伺服如果壞了，機(jī)組就無(wú)法順槳了。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存2 變槳原理原理簡(jiǎn)介原理簡(jiǎn)介2.1智能變槳智能變槳2.2以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存2.1 原理簡(jiǎn)介以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存2.2 智

13、能變槳 目前全球僅有美國(guó)的Moog和西班牙MLS兩家系統(tǒng)集成商提供智能變槳距控制系統(tǒng)的解決方案。 智能變槳距技術(shù)對(duì)大功率、海上型風(fēng)機(jī)實(shí)施控制是未智能變槳距技術(shù)對(duì)大功率、海上型風(fēng)機(jī)實(shí)施控制是未來(lái)風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求十分迫切：來(lái)風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求十分迫切：1、大型風(fēng)機(jī)疲勞載荷是傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的幾十倍，特別是海上型大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要通過(guò)控制系統(tǒng)補(bǔ)償才能獲得較長(zhǎng)的有效生命周期； 2、大型風(fēng)力機(jī)組只能通過(guò)智能控制補(bǔ)償達(dá)到機(jī)組設(shè)計(jì)目標(biāo)，并通過(guò)有效保護(hù)來(lái)彌補(bǔ)由此帶來(lái)的安全隱患。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存2.2 智能變槳1、葉片上的載荷，主要是葉根處的載荷情況；

14、2、輪轂上的載荷；3、塔架上的載荷，主要是塔頂和塔基的載荷情況等。 作用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的載荷按照載荷的來(lái)源可以大致作用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的載荷按照載荷的來(lái)源可以大致分為：分為：1、空氣動(dòng)力載荷：這是與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，平均風(fēng)速，湍流強(qiáng)度，葉片輪廓和空氣 密度等有關(guān)的載荷；2、重力載荷：這是由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相關(guān)的重力引起的載荷；3、慣性載荷：包括離心力和科氏力等；4、工作載荷：這是來(lái)源于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的操作和控制的載荷；5、其他載荷：安裝位置的特殊條件等帶來(lái)的載荷，如波浪載荷和結(jié)冰載荷。 按照風(fēng)力發(fā)電機(jī)的部位來(lái)分，一般關(guān)注以下載荷：按照風(fēng)力發(fā)電機(jī)的部位來(lái)分，一般關(guān)注以下載荷： 以上三部位的載荷是設(shè)計(jì)階段和風(fēng)機(jī)

15、運(yùn)行過(guò)程中所要關(guān)注的基本載荷，其他部位的載荷可以由這些基本載荷推算出來(lái)。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3、系統(tǒng)功能以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.1 通信 根據(jù)客戶需求，可為客戶提供多種通訊方式和現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案: RS485、TCP/IP、PROFI-BUS、CANopen、DivceNet、Modbus等。公司變槳產(chǎn)品中已使用2種通信方式。RS485CANOpen以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.2 槳葉定位 本部分用于實(shí)現(xiàn)主控的控制指令，即槳葉位置。有2種控制方式：速度環(huán)控制、位置環(huán)控制。 L+BL+B控制器定位精度可達(dá)控制器定位精

16、度可達(dá)0.030.03，BachmannBachmann控制器定位精度可達(dá)控制器定位精度可達(dá)0.0050.005。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.3 備用電源管理 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，備用電源起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)安全鏈斷開(kāi)、通信異常、風(fēng)速過(guò)大或電網(wǎng)掉電等緊急情況下，備用電源用于將槳葉收回92，直至撞限位開(kāi)關(guān)，以避免風(fēng)機(jī)倒塌，保證風(fēng)機(jī)安全。 備用電源管理主要有2大功能：1 1、充電測(cè)試：、充電測(cè)試：當(dāng)調(diào)試變槳時(shí)，可手動(dòng)按下充電測(cè)試按鈕，變槳控制器將對(duì)3支槳葉的備用電源進(jìn)行一次充電，從第一個(gè)備用電源開(kāi)始到第三個(gè)備用電源結(jié)束，時(shí)間間隔1s。當(dāng)?shù)谌齻€(gè)電源充電完成后回到第一

17、個(gè)電源進(jìn)行正常充電。2 2、正常充電：、正常充電：對(duì)變槳備用電源進(jìn)行循環(huán)充電，時(shí)間間隔15m。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.4 保護(hù) 安全鏈上包含如下信號(hào)： 1、軸控柜1 230VAC供電 （1F4）； 2、軸控柜2 230VAC供電（1F5） ； 3、軸控柜3 230VAC供電（1F6） ； 4、油泵 230VAC供電（1F7） ； 5、200VDC 剎車電源1 （3F4） ； 6、200VDC 剎車電源2 （3F5） ； 7、200VDC 剎車電源3 （3F6）； 8、充電器 230VAC供電 （5F1、5F2）； 9、驅(qū)動(dòng)器1 故障信號(hào) （驅(qū)動(dòng)器1 X2：23、24

18、；軸控柜1：1F2、2F5）； 10、驅(qū)動(dòng)器2 故障信號(hào) （驅(qū)動(dòng)器2 X2：23、24；軸控柜2：1F2、2F5）； 11、驅(qū)動(dòng)器3 故障信號(hào) （驅(qū)動(dòng)器3 X2：23、24；軸控柜3：1F2、2F5）；以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.4 保護(hù)超速收槳超速收槳 當(dāng)變槳控制器收到超速信號(hào)后，已設(shè)定的最大速度收槳至90。緊急收槳緊急收槳 安全鏈斷開(kāi)、通信失敗或電網(wǎng)掉電等緊急情況下，用備用電源收槳至92。狀態(tài)監(jiān)測(cè)狀態(tài)監(jiān)測(cè) 主要用于監(jiān)測(cè)變槳系統(tǒng)各個(gè)部分運(yùn)行狀態(tài)，并將狀態(tài)信息發(fā)送給主控系統(tǒng)。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.5 變槳調(diào)試3.5.1 參數(shù)管理參數(shù)管理3.

19、5.2 編碼器管理編碼器管理3.5.3 手動(dòng)變槳手動(dòng)變槳3.5.4 槳葉校準(zhǔn)槳葉校準(zhǔn) 3.5.5 低電壓穿越（低電壓穿越（LVRT）以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.5.1 參數(shù)管理 通過(guò)上位機(jī)調(diào)試軟件，客戶可以對(duì)變槳系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)和槳葉參數(shù)進(jìn)行讀寫操作。比如修改電機(jī)正反轉(zhuǎn)最大速度、編碼器參數(shù)、齒輪箱變比、大小齒輪齒數(shù)、槳葉最大誤差范圍、最大加速度、通信波特率及其校準(zhǔn)方式、數(shù)據(jù)位、停止位等信息。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.5.2 編碼器管理 在調(diào)試情況下，完成A、B編碼器切換功能。在變槳系統(tǒng)自主運(yùn)行情況下，系統(tǒng)默認(rèn)激活A(yù)編碼器，當(dāng)A編碼器出現(xiàn)故障時(shí)，將

20、自動(dòng)切換成B編碼器進(jìn)行控制，以完成槳葉順槳，保證風(fēng)機(jī)安全。同時(shí)，A、B編碼器所測(cè)得的風(fēng)機(jī)槳葉角度應(yīng)保持一致。若二者相差一定角度，主控上將報(bào)“槳角不一致錯(cuò)誤”。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.5.3 手動(dòng)變槳正向慢轉(zhuǎn)正向慢轉(zhuǎn)循環(huán)變槳循環(huán)變槳正向快轉(zhuǎn)正向快轉(zhuǎn)反向慢轉(zhuǎn)反向慢轉(zhuǎn)單向變槳單向變槳反向快轉(zhuǎn)反向快轉(zhuǎn)手動(dòng)變槳以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.5.4 槳葉校準(zhǔn) 當(dāng)風(fēng)機(jī)吊裝完成后，要對(duì)槳葉角度進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后風(fēng)機(jī)方能運(yùn)行發(fā)電。校準(zhǔn)有0或92校準(zhǔn)2種。可通過(guò)上位機(jī)調(diào)試軟件或控制器自帶的屏來(lái)完成校準(zhǔn)功能。 若通過(guò)程序進(jìn)行校準(zhǔn)，則可將槳葉校準(zhǔn)為任意角度值。以以創(chuàng)創(chuàng)新

21、新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.5.5 低電壓穿越（LVRT） 低電壓穿越（LVRT）：當(dāng)電網(wǎng)故障或擾動(dòng)引起風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓跌落時(shí)，在電壓跌落的范圍內(nèi)，風(fēng)電機(jī)組能夠不間斷并網(wǎng)運(yùn)行?；疽螅夯疽螅簩?duì)于風(fēng)電裝機(jī)容量占其他電源總?cè)萘勘壤笥?%的?。▍^(qū)域）級(jí)電網(wǎng)，該電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具有低電壓穿越能力。a) 風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組具有在并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至20%額定電壓時(shí)能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行625ms的能力；b) 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90%時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.5.5 低電壓

22、穿越（LVRT） 實(shí)驗(yàn)室中EON測(cè)試：將400V電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)間低于3秒鐘，此時(shí)變槳系統(tǒng)繼續(xù)變槳不受影響；如果400V電源斷開(kāi)時(shí)間超過(guò)3秒鐘，系統(tǒng)會(huì)停止變槳。斷開(kāi)400V電源開(kāi)關(guān)時(shí)間變槳運(yùn)行情況993 ms保持原狀1986 ms保持原狀2780 ms保持原狀2995 ms保持原狀3000 ms保持原狀3008 ms電機(jī)減速至停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不抱閘3600 ms電機(jī)減速至停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不抱閘以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6 部分關(guān)鍵器件介紹 充電器充電器 電壓監(jiān)測(cè)器電壓監(jiān)測(cè)器 電池收槳部分串講電池收槳部分串講 溫度傳感器溫度傳感器 加熱器加熱器 風(fēng)扇風(fēng)扇 變壓器變壓器 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器

23、編碼器編碼器 浪涌保護(hù)器浪涌保護(hù)器 變槳電機(jī)變槳電機(jī) 控制器控制器 備用電源備用電源 其他部分其他部分以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.1 充電器 風(fēng)場(chǎng)經(jīng)常使用的充電器有雷奧、北京亞安及LUST的充電器AC500。3個(gè)品牌的充電器功能大同小異。 充電器內(nèi)部有2個(gè)繼電器個(gè)繼電器。充電器用于給備用電源充電，以保證備用電源在任何情況下皆有足夠的電壓來(lái)完成快速收槳。同時(shí)，充電器還可監(jiān)視電池柜內(nèi)的溫度。 充電功能： 1、充電測(cè)試； 2、循環(huán)充電。亞安充電器部分參數(shù)：亞安充電器部分參數(shù)： 輸入額定電壓：230VAC； 輸入電壓范圍：184276VAC； 輸入電流： 4.5A； 橫流充

24、電電流：1.08A2%；以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.2 電壓監(jiān)測(cè)器1、1A2：用于監(jiān)視電池電壓（216VDC）是否正常；2、4U1：用于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓（400VAC）是否正常。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.3 電池收槳部分1、3K3、3K4互鎖，正常情況下3K4線包有電，電池收槳時(shí)3K3線包有電，撞限位開(kāi)關(guān)后3K3、3K4均不帶電；2、G3是主控控制電池收槳；3、G5是主控給出的旁路極限開(kāi)關(guān)；4、3K2由變槳控制器程序控制電機(jī)剎車；5、4K2（斷電延時(shí)繼電器）用于低電壓穿越（E-ON）功能。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.

25、6.4 溫度傳感器1、輪轂溫度傳感器；2、電池柜溫度傳感器；3、電機(jī)自帶溫度傳感器；以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.5 加熱器1、電池柜中的加熱器；2、電機(jī)自帶加熱器；3、中控柜中的加熱器。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.6 風(fēng)扇 主要是電機(jī)自帶風(fēng)扇。一般情況下電機(jī)溫度超過(guò)75時(shí)風(fēng)扇啟動(dòng)，溫度低于55時(shí)風(fēng)扇停止。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.7 變壓器1、中控柜中的變壓器（、中控柜中的變壓器（3G2）：）： 主要將400VAC轉(zhuǎn)換為200VDC作為剎車電源。2、軸控柜中的變壓器（、軸控柜中的變壓器（1T1）：）： 主要是

26、將400VAC 轉(zhuǎn)換為275VAC供給驅(qū)動(dòng)器完成正 常的控制功能。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.8 驅(qū)動(dòng)器v 輸入電源： 3400VAC15%，50/60Hzv 額定電流：40Av 額定溫升： 20K v 最大電流： 90Av 超載時(shí)間： 10sv 連續(xù)工作時(shí)間： 5000 hour v 控制電源：24VDC10% v 輸入差分信號(hào)：-10V10Vv 反饋方式：旋轉(zhuǎn)變壓器和測(cè)速發(fā)電機(jī)v 故障保護(hù)：過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)載保護(hù)，電源緩沖保護(hù)，電機(jī)超溫報(bào)警v 通信方式：RS485、CanOpen以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.8 驅(qū)動(dòng)器1、X2：3、4腳(

27、10V信號(hào))，用于接受變槳PLC速度指令；2、X2：10腳，是驅(qū)動(dòng)器使能信號(hào)，由變槳PLC控制；3、2R1：泄放電阻。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行剎車制動(dòng)時(shí)，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，會(huì)向驅(qū)動(dòng)器直流功率母線上并接的電容回饋電能。如果回饋的電能導(dǎo)致電容上的電壓超過(guò)設(shè)計(jì)的門檻值時(shí)，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的泄放保護(hù)電路將動(dòng)作，通過(guò)泄放電阻將電容上的能量放掉。注：當(dāng)泄放功能動(dòng)作時(shí)，必須斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)器所有電源，直注：當(dāng)泄放功能動(dòng)作時(shí)，必須斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)器所有電源，直到到15min后才能進(jìn)行接線操作！后才能進(jìn)行接線操作！以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.9 編碼器1、A編碼器： 安裝在變槳電機(jī)尾部，用于反饋槳葉角度給控制器。2、

28、B編碼器： 安裝與輪轂大齒輪胖。用于反饋槳葉角度給控制器。若A、B編碼器反饋的角度相差過(guò)大（一般大于1），主控會(huì)報(bào)錯(cuò)。A、B編碼器均可控制槳葉，一般默認(rèn)用A編碼器。當(dāng)A編碼器故障時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)切換為B編碼器，繼續(xù)完成槳葉控制。也可人為選擇編碼器。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.10 浪涌保護(hù)器1、1R1：并接于400VAC；2、2R1：并接于230VAC。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.11 變槳電機(jī)v 額定功率：6.3kWv 額定轉(zhuǎn)矩：30Nmv 額定轉(zhuǎn)速： 2000rpmv 最大轉(zhuǎn)矩：90Nmv 額定電壓：250Vv 額定電流：31Av 制動(dòng)

29、轉(zhuǎn)矩：100Nmv 絕緣等級(jí)：Fv 防護(hù)等級(jí)：IP54v 散熱方式：風(fēng)冷變槳電機(jī)采用直流電機(jī)或永磁電機(jī)，變槳速率由變槳電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。采用直流電機(jī)調(diào)速的變槳控制系統(tǒng)，有啟動(dòng)力矩大，調(diào)速平滑，過(guò)載力矩大,控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.12 控制器目前東汽1.5MW變槳中控制器上輸入輸出信號(hào)有：DI：充電狀態(tài)、電池電壓OK、限位開(kāi)關(guān)、電機(jī)風(fēng)扇、驅(qū)動(dòng)器OK、充電器狀態(tài)、電機(jī)超溫過(guò)流、充電回路故障等信號(hào)；DO：電機(jī)松閘、驅(qū)動(dòng)器使能、充電 信號(hào)；AI：電機(jī)電流、電機(jī)溫度、輪轂溫度；AO：變槳速度。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.13 備用電

30、源風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)專用電池浮充期待壽命：25時(shí)6年；20時(shí)10年以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存3.6.13 備用電源額定容量 9.6 F 6個(gè)16V標(biāo)準(zhǔn)模組串聯(lián)成額定電壓 90V 浮沖電壓 97.2V 2.7V/單體 過(guò)壓保護(hù)范圍 15.6V-16.2V之間 16V標(biāo)準(zhǔn)模組 等效串聯(lián)內(nèi)阻(DC) 120 (Max.) m額定電流 30 A靜態(tài)電流 5597.2V mA充電電流 35 A環(huán)境溫度 -40 65 存儲(chǔ)于-40 70 環(huán)境濕度 0 95 %存儲(chǔ)于0 100 %重量 8 kg長(zhǎng) 290 mm寬 105 mm高 270 mm 以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生

31、存存3.6.14 其他部分1、開(kāi)關(guān)電源：230VAC轉(zhuǎn)換為24VDC；2、輪轂照明：滑環(huán)給的230VAC直接供電；3、1F2：熔斷器，防止電池電流過(guò)大燒毀電機(jī)；4、1P1：檢測(cè)電機(jī)電流；5、1F1：熱繼電器，電流大于22A斷開(kāi)，保護(hù)電機(jī)；6、1G1：整流橋，運(yùn)用橋式逆變電路，將交流轉(zhuǎn)化為直流；7、3V2：二極管，防止反向電壓；8、壓敏電阻：暫定為泄能功能；9、電解電容：沈鼓變槳中與整流橋一起替代原東汽變槳軸控柜中的變壓器。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存4、與其它產(chǎn)品比較定位精度4.1變槳振動(dòng)情況4.2響應(yīng)速度4.3系統(tǒng)兼容性4.4以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存

32、存4.1 定位精度 經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，本項(xiàng)目能達(dá)到0.005的角度定位和控制精度，而現(xiàn)有技術(shù)只能達(dá)到0.02的定位和控制精度，本項(xiàng)目在該項(xiàng)指標(biāo)方面大大優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)。 以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存4.2 變槳振動(dòng)情況 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的變槳距控制系統(tǒng)，其電機(jī)設(shè)定速度在-3/s 7/s的情況下，電機(jī)空載時(shí)振動(dòng)比較大，控制曲線不夠平滑。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，采用本項(xiàng)目的變槳距控制系統(tǒng)的電機(jī)振動(dòng)較小，控制曲線比較平滑。在設(shè)定速度正轉(zhuǎn)大于8/s ，反轉(zhuǎn)大于3/s情況下兩者控制相差不大，電機(jī)都無(wú)明顯振動(dòng)且控制曲線非常平滑。 以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存4.3 響應(yīng)速度 本項(xiàng)目設(shè)

33、計(jì)了更科學(xué)的算法，其算法決定了不需在軟件上進(jìn)行延遲處理，有效減小了系統(tǒng)的延遲時(shí)間，提高了響應(yīng)速度。同時(shí)，結(jié)合模糊PID控制技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)算法進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)測(cè)算，本項(xiàng)目比國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)在響應(yīng)速度方面提高了2-3倍。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存4.4 系統(tǒng)兼容性本項(xiàng)目：1）支持多種通訊協(xié)議和現(xiàn)場(chǎng)總線: RS485、TCP/IP、PROFI-BUS、CANopen、 DeviceNet、Modbus等；2）支持多種語(yǔ)言及混合語(yǔ)言編程：IEC61131-3、C/C+、JAVA；3）支持全面的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：HTTP、SMTP、POP3、FTP等。而國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)僅能支持少量的通訊協(xié)議和一、兩種語(yǔ)言編程，本項(xiàng)目在系統(tǒng)兼容性方面明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)。國(guó)外： 國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)需要定制，貨期長(zhǎng)，服務(wù)不便。以以創(chuàng)創(chuàng)新新為為動(dòng)動(dòng)力力以以質(zhì)質(zhì)量量求求生生存存5 變槳系統(tǒng)故障判斷變槳系統(tǒng)故障可分為以下幾種:1 變槳電機(jī)故障 2 變槳電池故障 3 驅(qū)動(dòng)器故障4 變槳通信故障 5 葉片位置比較故障6 主電源故障7 變槳位置傳感器故障 8 收槳超時(shí)故障 注意：一旦發(fā)現(xiàn)變槳故障，請(qǐng)注意收集保存故障現(xiàn)象，注意：一旦發(fā)現(xiàn)變槳故障，請(qǐng)注意收集保存故障現(xiàn)象，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。比如主控上報(bào)警信息，變槳部件燒毀后的保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。比如主控上報(bào)警信息，變槳部件燒毀后的現(xiàn)