風電變槳一體機

ICS27.180

CCSF11

CASME

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會團體標準

T/CASMEXXXX—2023

風電變槳一體機

Integratedwindturbinewithpropeller

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2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實施

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會??發(fā)布

T/CASMEXXXX—2023

風電變槳一體機

1范圍

本文件規(guī)定了風電變槳一體機的一把要求、結構與參數(shù)、性能測試、測試要求、生產要求、檢驗規(guī)

則、標志、包裝、運輸與貯存。

本文件適用于風電變槳一體機的生產制造。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB191包裝儲運圖示標志

GB/T7345控制電機基本技術要求

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

變槳

控制風力發(fā)電機葉片相對于旋轉平面的位置角度。變槳系統(tǒng)由電機，驅動，控制器等組成。

3.2

風電變槳一體機

由伺服電機與驅動器組成，適用于風力發(fā)電變槳的電機。

4一般要求

4.1整機重不宜超過35kg，方便現(xiàn)場維護人員徒手操作。

4.2驅動器應與電機設計成可分離；驅動器單元為獨立模塊，可以現(xiàn)場更換。

4.3電機宜采用模塊化設計，可通過增減模塊改變長度來適應1.5MW、2.0MW風機變槳的不同轉矩要

求。

4.4電機直流供電電壓應為100V～450V；控制回路直流供電電壓范圍：30V～450V。

4.5驅動單元部分應采用單一配制方案，通過切換開關頻率，適配1.5MW（8KHz）/2.0MW(4kHz)

電機。

4.6電機應能實現(xiàn)-40℃低溫啟動，且能適應3000m高海拔運行。

4.7電機應具備穩(wěn)定性，可適用于振動、沖擊、沙塵、鹽霧等特殊運行工況。

5結構與參數(shù)

5.1基本結構

風電變槳一體機包括伺服電機與驅動器兩部分，伺服電機包括外殼、電機軸、定子、轉子、制動器

基本要求。

5.2技術參數(shù)

5.2.1標稱額定參數(shù)

標稱額定參數(shù)應符合表1要求。

1

T/CASMEXXXX—2023

表1標稱額定參數(shù)

項目參數(shù)單位

額定功率4.7kW

額定扭矩19.0N·m

額定電流9.3A

額定速度2370rpm

額定頻率316.0Hz

反電勢常數(shù)(20℃)132.0Vrms/1000rpm

繞組電阻(相到相,20℃)0.477Ohm

繞線電感(相到相,20℃)6.30mH

極對數(shù)16p

5.2.2電機

電機參數(shù)應符合表2要求。

表2電機參數(shù)

項目參數(shù)單位

堵轉扭矩25.5N·m

堵轉電流12.7A

電機慣量100Kg/cm2

絕緣等級(F)155℃

適應環(huán)境溫度－40～50℃

滿載溫升許可100K

殼體防護等級IP65

最大扭矩70N·m

最大電流38A

5.2.3測量反饋

測量反饋應符合表3要求。

表3測量反饋

項目參數(shù)

編碼器旋轉變壓器

溫度傳感器KTY84

5.2.4抱閘參數(shù)

抱閘參數(shù)應符合表4要求。

表4抱閘參數(shù)

項目參數(shù)單位

抱閘扭矩100N·m

額定電壓180VDC

額定電流0.35A

5.2.5Remarks

Remarks應符合表5要求。

表5Remarks

項目參數(shù)單位

開關頻率2/4/8kHz

變槳電機占空比S6:40%;≤6s;+/-2360rpm

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T/CASMEXXXX—2023

5.3外形尺寸

風電變槳一體機外形尺寸應符合圖1要求。

圖1外形尺寸

6性能測試

6.1外觀檢查

風電變槳一體機外觀應良好，沒有傷痕或其他缺陷。

6.2絕緣電阻

在DC500V測試條件下，風電變槳一體機絕緣電阻應不小于50MΩ。

6.3抗電壓

在AC1800V測試條件下，測試1s后，風電變槳一體機應無擊穿和閃絡現(xiàn)象。

6.4振動

風電變槳一體機最大振動幅度應小于15μm。

6.5噪聲

風電變槳一體機持續(xù)運行1h應無異常噪聲，且噪聲值應不大于65dB(A)。

6.6軸震動

風電變槳一體機軸震動的振幅應小于20μm。

6.7安全要求

安全要求應符合GB/T7345中5.36.1的規(guī)定。

6.8其他測試內容

風電變槳一體機測試內容還應包括機械尺寸測試、電感測試、溫度傳感器測試、扭矩常數(shù)/反電動

勢測試、編碼器調零測試、C4油漆附著力及漆膜厚度測試、電路板測試、絕緣耐壓測試、軟件功能測試、

抱閘控制功能測試、溫度傳感器測試、驅動器老化測試等。

7測試要求

7.1測試場地要求

試驗項目應在不同場地進行，場地應進行分區(qū)，試驗場地宜包括一般性試驗區(qū)、性能試驗區(qū)、環(huán)境

適應性試驗區(qū)、動力總成試驗區(qū)、耐久性試驗區(qū)、專業(yè)試驗區(qū)。

3

T/CASMEXXXX—2023

7.2外觀檢查

采用目測檢驗。

7.3絕緣電阻測試

絕緣電阻測試步驟：

——在電機充電部和非充電部(機架及地線)端子上分別接觸絕緣電阻計的兩端；

——以測試模式確認絕緣電阻計的刻度。

7.4抗電壓測試

抗電壓測試步驟：

——設定抗電壓測試計的電壓值為AC1800V，漏電流小于等于10mA；

——在電機充電部(無論U相、V相、W相)接觸抗電壓測試計的端子；

——將抗電壓測試計的另一端子連上馬達的非充電部（機架及地線)。

7.5振動測試

振動測試步驟：

——環(huán)境暗振動小于3μm，將電機放在氈橡膠上，用專用驅動器達到定額速度使電機旋轉；

——用振動計測量最大振幅。

7.6噪聲測試

噪聲測試步驟：

——將電機放在氈橡膠上，用專用驅動器，在無負荷、定額速度下運行10min；

——噪聲計用聽覺補償電路A特性，在距電機的負荷側500mm的位置測量噪聲。

7.7軸震動測試

軸震動測試步驟：

——將電機放在氈橡膠上，以10r/min的轉速使電機旋轉；

——把無震動固定的測量設備放在距軸端子10cm的位置，測量旋轉電機來發(fā)生的軸震動的振幅。

7.8安全試驗

安全試驗應按GB/T7345中5.36.2規(guī)定的方法進行。

7.9其他測試

其他測試項目應符合相關標準的要求。

8生產要求

8.1生產過程檢測

8.1.1對生產過程中成品以及半成品的性能和電氣安全性進行檢測和測試，確保產品性能以及電氣安

全符合性，檢測覆蓋率100%。

8.1.2檢測內容包括：

——整機靜態(tài)性能以及安全符合性檢測；

——整機動態(tài)性能以及安全符合性檢測；

——轉子動平衡操作與檢測保證；

——轉子模塊磁鋼狀態(tài)以及轉子模塊狀態(tài)監(jiān)控檢查；

——定子組件綜合電性能以及安全符合性檢測。

8.2元器件選用

元器件選用應符合以下要求：

——應選用使用期間無需注脂維護的軸承，溫度適應可低至-40℃；

4

T/CASMEXXXX—2023

——宜配置高環(huán)境適應性旋轉變壓器；

——主控芯片、驅動器、電容溫度適應范圍滿足-40℃～125℃；

——驅動器應耐高壓1200V，輸出電流150A；

——應選用耐高壓，低阻性的薄膜電容。

8.3驅動器要求

8.3.1驅動器應符合以下要求：

——采用高壓直流供電；

——可通過CANOpen或CAN，RS232串口來與驅動器通信、控制；

——驅動器內置可編程PLC功能；

——驅動器含帶個隔離，自供電的4路DI，2路DO。

8.3.2驅動器內置軟件功能應包括：

——速度控制（位置控制），位置反饋，可與風電主流的控制方式，無縫搭配；

——配置故障自主順槳和被控順槳兩種功能；

——自主順槳包含自動返回槳葉90°位置；速度順槳，正向旋轉直至撞限位開關后，立刻停止（編

碼器損壞后，采用無編碼器模式順槳）兩種模式；

——具備內部報警，安全順槳等安全功能。

8.3.3驅動器接口定義應符合表6的要求。

表6驅動器接口定義

編號信號類型符號描述

1強電DC+動力輸入DC+接口；

2強電DC-動力輸入DC-口；

3弱電CAN_H_11#CAN通訊接口CAN_H；內部與4短接

4弱電CAN_L_11#CAN通訊接口CAN_L；內部與5短接

5弱電CAN_GROUND1#CAN參考地接口；內部與6短接

6弱電CAN_H_11#CAN通訊接口CAN_H；內部與1短接

7弱電CAN_L_11#CAN通訊接口CAN_L；內部與2短接

8弱電CAN_GROUND1#CAN參考地接口；內部與3短接

9弱電CAN_H_22#CAN通訊接口CAN_H；

10弱電CAN_L_22#CAN通訊接口CAN_L；

11弱電CAN_GROUND2#CAN參考地接口；

12弱電DI0_REF數(shù)字量輸入0參考接口；

13弱電DI0數(shù)字量輸入0接口；

14弱電DI1_REF數(shù)字量輸入1參考接口；

15弱電DI1數(shù)字量輸入1接口；

16弱電DI2_REF數(shù)字量輸入2參考接口；

17弱電DI2數(shù)字量輸入2接口；

18弱電DI3_REF數(shù)字量輸入3參考接口；

19弱電DI3數(shù)字量輸入3接口；

20弱電DO0數(shù)字量輸出0接口；

21弱電DO0_GROUND數(shù)字量輸出0參考地；

22弱電DO1數(shù)字量輸出1接口；

23弱電DO1_GROUND數(shù)字量輸出1參考地；

24弱電TXD串口通訊RXD接口；

25弱電RXD串口通訊RXD接口；

26弱電GROUND串口通訊參考地；

9檢驗規(guī)則

9.1出廠檢驗

電機應經公司質檢部門檢驗合格并附合格證方能出廠。

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9.2型式檢驗

9.2.1存在下列情況之一時，應進行型式檢驗：

——試制新產品時，包括產品轉廠生產；

——產品結構設計關鍵工藝或選用材料較大變更時；

——客戶要求型式檢驗時；

——國家質量監(jiān)督管理部門提出質量檢驗要求時。

9.2.2型式檢驗樣本從出廠檢驗合格的產品中隨機抽取2臺。

9.2.3檢驗中如有不合格項目，允許加倍抽樣復檢，如仍有不合格項目，則判型式檢驗不合格。

10標志、包裝、運輸與貯存

10.1標志

10.1.1風電變槳一體機應在明顯位置設置標牌，標牌內容應包括：生產單位名稱、產品名稱、產品型

號、輸入電壓、輸入電流、輸入頻率、輸出功率與轉速、編碼器分辨率、產品出廠序列號、合格標示、

防水等級。

10.1.2包裝箱外標志應包括：產品名稱和型號規(guī)格、制造廠名及廠址、毛重與凈重、體積、警示標志、

合格證明。

10.2包裝

10.2.1產品采用塑料袋防潮包裝外加含上下紙板襯墊的紙箱包裝。出廠時根據出貨數(shù)量進行木箱或托

盤再包裝。

10.2.2包裝附件包括使用說明書、檢驗合格證、裝箱單，備件及工具應按類別分別裝入備件、工具箱

內。

10.2.3包裝箱內應有防止產生相互撞擊的措施，包裝箱應符合GB/T191的規(guī)定。

10.3運輸

運輸方式不限，但在運輸過程中防止產品不受潮，軸身不磕碰，零件不損壞等。

10.4貯存

貯存場所應保持清潔、干燥、通風，無腐蝕性氣體，避免環(huán)境溫度的急劇變化等。

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。

本文件由武漢菲仕運動控制系統(tǒng)有限公司提出。

本文件由中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會歸口。

本文件起草單位：武漢菲仕運動控制系統(tǒng)有限公司

本文件主要起草人：×××

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T/CASMEXXXX—2023

風電變槳一體機

1范圍

本文件規(guī)定了風電變槳一體機的一把要求、結構與參數(shù)、性能測試、測試要求、生產要求、檢驗規(guī)

則、標志、包裝、運輸與貯存。

本文件適用于風電變槳一體機的生產制造。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB191包裝儲運圖示標志

GB/T7345控制電機基本技術要求

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

變槳

控制風力發(fā)電機葉片相對于旋轉平面的位置角度。變槳系統(tǒng)由電機，驅動，控制器等組成。

3.2

風電變槳一體機

由伺服電機與驅動器組成，適用于風力發(fā)電變槳的電機。

4一般要求

4.1整機重不宜超過35kg，方便現(xiàn)場維護人員徒手操作。

4.2驅動器應與電機設計成可分離；驅動器單元為獨立模塊，可以現(xiàn)場更換。

4.3電機宜采用模塊化設計，可通過增減模塊改變長度來適應1.5MW、2.0MW風機變槳的不同轉矩要

求。

4.4電機直流供電電壓應為100V～450V；控制回路直流供電電壓范圍：30V～450V。

4.5驅動單元部分應采用單一配制方案，通過切換開關頻率，適配1.5MW（8KHz）/2.0MW(4kHz)

電機。

4.6電機應能實現(xiàn)-40℃低溫啟動，且能適應3000m高海拔運行。

4.7電機應具備穩(wěn)定性，可適用于振動、沖擊、沙塵、鹽霧等特殊運行工況。

5結構與參數(shù)

5.1基本結構

風電變槳一體機包括伺服電機與驅動器兩部分，伺服電機包括外殼、電機軸、定子、轉子、制動器

基本要求。

5.2技術參數(shù)

5.2.1標稱額定參數(shù)

標稱額定參數(shù)應符合表1要求。

1

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表1標稱額定參數(shù)

項目參數(shù)單位

額定功率4.7kW

額定扭矩19.0N·m

額定電流9.3A

額定速度2370rpm

額定頻率316.0Hz

反電勢常數(shù)(20℃)132.0Vrms/1000rpm

繞組電阻(相到相,20℃)0.477Ohm

繞線電感(相到相,20℃)6.30mH

極對數(shù)16p

5.2.2電機

電機參數(shù)應符合表2要求。

表2電機參數(shù)

項目參數(shù)單位

堵轉扭矩25.5N·m

堵轉電流12.7A

電機慣量100Kg/cm2

絕緣等級(F)155℃

適應環(huán)境溫度－40～50℃

滿載溫升許可100K

殼體防護等級IP65

最大扭矩70N·m

最大電流38A

5.2.3測量反饋

測量反饋應符合表3要求。

表3測量反饋

項目參數(shù)

編碼器旋轉變壓器

溫度傳感器KTY84

5.2.4抱閘參數(shù)

抱閘參數(shù)應符合表4要求。

表4抱閘參數(shù)

項目參數(shù)單位

抱閘扭矩100N·m

額定電壓180VDC

額定電流0.35A

5.2.5Remarks

Remarks應符合表5要求。

表5Remarks

項目參數(shù)單位

開關頻率2/4/8kHz

變槳電機占空比S6:40%;≤6s;+/-2360rpm

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5.3外形尺寸

風電變槳一體機外形尺寸應符合圖1要求。

圖1外形尺寸

6性能測試

6.1外觀檢查

風電變槳一體機外觀應良好，沒有傷痕或其他缺陷。

6.2絕緣電阻

在DC500V測試條件下，風電變槳一體機絕緣電阻應不小于50MΩ。

6.3抗電壓

在AC1800V測試條件下，測試1s后，風電變槳一體機應無擊穿和閃絡現(xiàn)象。

6.4振動

風電變槳一體機最大振動幅度應小于15μm。

6.5噪聲

風電變槳一體機持續(xù)運行1h應無異常噪聲，且噪聲值應不大于65dB(A)。

6.6軸震動

風電變槳一體機軸震動的振幅應小于20μm。

6.7安全要求

安全要求應符合GB/T7345中5.36.1的規(guī)定。

6.8其他測試內容

風電變槳一體機測試內容還應包括機械尺寸測試、電感測試、溫度傳感器測試、扭矩常數(shù)/反電動

勢測試、編碼器調零測試、C4油漆附著力及漆膜厚度測試、電路板測試、絕緣耐壓測試、軟件功能測試、

抱閘控制功能測試、溫度傳感器測試、驅動器老化測試等。

7測試要求

7.1測試場地要求

試驗項目應在不同場地進行，場地應進行分區(qū)，試驗場地宜包括一般性試驗區(qū)、性能試驗區(qū)、環(huán)境

適應性試驗區(qū)、動力總成試驗區(qū)、耐久性試驗區(qū)、專業(yè)試驗區(qū)。

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T/CASMEXXXX—2023

7.2外觀檢查

采用目測檢驗。

7.3絕緣電阻測試

絕緣電阻測試步驟：

——在電機充電部和非充電部(機架及地線)端子上分別接觸絕緣電阻計的兩端；

——以測試模式確認絕緣電阻計的刻度。

7.4抗電壓測試

抗電壓測試步驟：

——設定抗電壓測試計的電壓值為AC1800V，漏電流小于等于10mA；

——在電機充電部(無論U相、V相、W相)接觸抗電壓測試計的端子；

——將抗電壓測試計的另一端子連上馬達的非充電部（機架及地線)。

7.5振動測試

振動測試步驟：

——環(huán)境暗振動小于3μm，將電機放在氈橡膠上，用專用驅動器達到定額速度使電機旋轉；

——用振動計測量最大振幅。

7.6噪聲測試

噪聲測試步驟：

——將電機放在氈橡膠上，用專用驅動器，在無負荷、定額速度下運行10min；

——噪聲計用聽覺補償電路A特性，在距電機的負荷側500mm的位置測量噪聲。

7.7軸震動測試

軸震動測試步驟：

——將電機放在氈橡膠上，以10r/min的轉速使電機旋轉；

——把無震動固定的測量設備放在距軸端子10cm的位置，測量旋轉電機來發(fā)生的軸震動的振幅。

7.8安全試驗

安全試驗應按GB/T7345中5.36.2規(guī)定的方法進行。

7.9其他測試

其他測試項目應符合相關標準的要求。

8生產要求

8.1生產過程檢測

8.1.1對生產過程中成品以及半成品的性能和電氣安全性進行檢測和測試，確保產品性能以及電氣安

全符合性，檢測覆蓋率100%。

8.1.2檢測內容包括：

——整機靜態(tài)性能以及安全符合性檢測；

——整機動態(tài)性能以及安全符合性檢測；

——轉子動平衡操作與檢測保證；

——轉子模塊磁鋼狀態(tài)以及轉子模塊狀態(tài)監(jiān)控檢查；

——定子組件綜合電性能以及安全符合性檢測。

8.2元器件選用

元器件選用應符合以下要求：

——應選用使用期間無需注脂維護的軸承，溫度適應可低至-40℃；

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T/CASMEXXXX—2023

——宜配置高環(huán)境適應性旋轉變壓器；

——主控芯片、驅動器、電容溫度適應范圍滿足-40℃～125℃；

——驅動器應耐高壓1200V，輸出電流150A；

——應選用耐高壓，低阻性的薄膜電容。

8.3驅動器要求

8.3.1驅動器應符合以下要求：

——采用高壓直流供電；

——可通過CANOpen或CAN，RS232串口來與驅動器通信、控制；

——驅動器內置可編程PLC功能；

——驅動器含帶個隔離，自供電的4路DI，2路DO。

8.3.2驅動器內置軟件功能應包括：

——速度控制（位置控制），位置反饋，可與風電主流的控制方式，無縫搭配；

——配置故障自主順槳和被控順槳兩種功能；

——自主順槳包含自動返回槳葉90°位置；速度順槳，正向旋轉直至撞限位開關后，立刻停止（編

碼器損壞后，采用無編碼器模式順槳）兩種模式；

——具備內部報警，安全順槳等安全功能。

8.3.3驅動器接口定義應符合表6的要求。

表6驅動器接口定義

編號信號類型符號描述

1強電DC+動力輸入DC+接口；

2強電DC-動力輸入DC-口；

3弱電CAN_H_11#CAN通訊接口CAN_H；內部與4短接

4弱電CAN_L_11#CAN通訊接口CAN_L；內部與5短接

5弱電CAN_GROUND1#CAN參考地接口；內部與6短接

6弱電CAN_H_11#CAN通訊接口CAN_H；內部與1短接

7弱電CAN_L_11#CAN通訊接口CAN_L；內部與2短接

8弱電CAN_GROUND1#CAN參考地接口；內部與3短接

9弱電CAN_H_22#CAN通訊接口CAN_H；

10弱電CAN_L_22#CAN通訊接口CAN_L；

11弱電CAN_GROUND2#CAN參考地接口；

12弱電DI0_REF數(shù)字量輸入0參考接口；

13弱電