華銳風機技術(shù)資料

1、CONTENTS目 錄電控部分主要由以下幾個方面組成：Training 1500 ControlTraining 1500 YawTraining 1500 Brake Training 1500 OilTraining 1500 WaterTraining 1500 ConverterTraining 1500 pitchTraining 1500 BatteryTraining 1500 Safety ChainTraining 1500 Other 控制系統(tǒng)主要分為三部分： 控制面板 遠程WPM遠程WPM軟件的操作方法和現(xiàn)場的控制面板基本一致，建議在掌握控制面板的使用方法后，再學習WPM

2、軟件的使用 Control Control通訊回路 Control控制面板 優(yōu)點 只有一個接口位于控制柜NCC310柜門連接到PLC位于控制柜TBC100柜門連接到塔基主PLC 不需要額外的操作軟件 簡單、使用、可靠 Control控制面板 可以操作的對象： 風機的啟動、停止 變槳的啟動、停止 剎車的啟動、停止 變頻器的相關(guān)操作 偏航的操作 油冷系統(tǒng)的操作 水冷系統(tǒng)的操作 加熱系統(tǒng)的操作 Control控制面板 可以查看的參數(shù)信息 風機所處的狀態(tài) 例如：運行、停機、故障 查看即時的故障信息 例如：故障代碼、簡單描述 各個設(shè)備的即時參數(shù) 例如：溫度、電壓、角度 各個設(shè)備所處的狀態(tài) 例如：啟動、停

3、止 信息的記錄 例如：發(fā)電量、發(fā)電時間、耗電量 Control控制面板 登陸操作面板，先按“登陸”按鈕，然后在數(shù)字小鍵盤處輸入密碼0-8-1-5。 機艙面板操作的優(yōu)先級要比塔基面板操作的優(yōu)先級高，因此當?shù)顷憴C艙面板操 作時，在塔基則不能登陸。 退出登陸時，先按“登陸”按鈕，然后按方向?qū)Ш芥I中的確定按鈕 ControlWPM 遠程的WPM操作有Server、Local組成 Server用于整個風場的管理 Local用于單個風機的管理 其操作方法和使用控制面板基本一致 ControlWPM 主程序界面風機狀態(tài)風機狀態(tài)風機狀態(tài)風機狀態(tài)不在線狀態(tài)不在線狀態(tài)故障狀態(tài)故障狀態(tài)查看某臺風機的詳細信息單擊主界

4、面內(nèi)某臺風機即可某臺風機主界面某臺風機主界面命令欄詳細信息實時數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)輪轂輪轂溫度溫度變頻器變頻器電網(wǎng)電網(wǎng)偏航控制偏航控制綜合服務(wù)綜合服務(wù)變頻器的服務(wù)變頻器的服務(wù)變壓器變壓器歷史數(shù)據(jù)主界面歷史數(shù)據(jù)主界面歷史數(shù)據(jù)-故障 歷史數(shù)據(jù)-日計數(shù)器歷史數(shù)據(jù)-十分鐘記錄歷史數(shù)據(jù)-功率曲線 主要內(nèi)容 電控部分主要由以下幾個方面組成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pi

5、tch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other 偏航 偏航系統(tǒng)偏航系統(tǒng)的功能是什么?- 在安裝時配合葉輪吊裝- 調(diào)整機艙方向，最大限度的吸收風能組成- 風速風向儀- 偏航變頻器- 偏航電機- 旋轉(zhuǎn)編碼器 風速風向儀 工作概況 工作原理 工作概況 SL1500風力發(fā)電機組目前使用的是超聲波風速風向測試儀。 風速儀可以測量風速、風向、和外界溫度。 通過防雷模塊、串行通訊數(shù)據(jù)線傳給PLC。 通過對風向的測試，確定風力發(fā)電機組與正風向之間的夾角。 通過對風速的檢測，從而限制風力發(fā)電機組的工作狀態(tài) 工作概況

6、 風速 范圍065m/s 風向 范圍0360 溫度 范圍-40+70C 加熱功能 風速風向儀 工作概況 工作原理 工作原理 工作原理風速和風向的測量測量結(jié)果處理為瞬時風速、5min的平均風速 工作原理安裝位置、溫度測量安裝位置、溫度測量*42偏航系統(tǒng)的功能是什么?- 在安裝時配合葉輪吊裝- 調(diào)整機艙方向，最大限度的吸收風能組成- 風速風向儀- 偏航變頻器- 偏航電機- 旋轉(zhuǎn)編碼器 偏航系統(tǒng)*43 偏航變頻器 偏航變頻器與PLC連接，PLC通過CAN總線與偏航變頻器通訊。 偏航變頻器內(nèi)部有獨立的程序。PLC內(nèi)對偏航變頻器有設(shè)置程序。 偏航變頻器需要380VAC，經(jīng)過PLC的程序要求，控制偏航電機

7、動作。*44 偏航用變頻器為開環(huán)系統(tǒng)。 硬件上，偏航用變頻器采用了一拖多的控制拓撲結(jié)構(gòu)：即一臺變頻器控制四臺電機。 軟件上，偏航用變頻器采用開環(huán)控制，由PLC接受凸輪的位置反饋信號，并向變頻器發(fā)出速度控制指令、啟動時間等信息，從而調(diào)節(jié)了偏航角度。偏航變頻器*45 偏航變頻器偏航變頻器存在以下兩種操作模式：PLC模式偏航變頻器在PLC模式下工作，由PLC經(jīng)過CANopen將相關(guān)頻率和啟動/停止命令傳送給偏航變頻器。命令信號也決定了偏航的方向。手動模式手動模式通過連接手動控制盒連接完成。在手動模式下，偏航變頻器通過手動操作盒上的兩個按鈕控制。輸入信號F（手動偏航）：向左偏航輸入信號R（手動偏航）：

8、向右偏航*46 手動偏航 利用三相380V交流電源和手動控制盒即可實現(xiàn)。*47偏航系統(tǒng)的功能是什么?- 在安裝時配合葉輪吊裝- 調(diào)整機艙方向，最大限度的吸收風能組成- 風速風向儀- 偏航變頻器- 偏航電機- 旋轉(zhuǎn)編碼器 偏航系統(tǒng)*48偏航電機 偏航電機的額定工作電壓是380VAC，額定功率2.2kW 偏航電機通過偏航齒輪箱與偏航大齒圈咬合。 偏航電機有溫度控制開關(guān)保護電機在正常溫度范圍內(nèi)工作。*49 偏航電機 剎車反饋 溫度控制開關(guān)*50偏航系統(tǒng)的功能是什么?- 在安裝時配合葉輪吊裝- 調(diào)整機艙方向，最大限度的吸收風能組成- 風速風向儀- 偏航變頻器- 偏航電機- 旋轉(zhuǎn)編碼器 偏航系統(tǒng)*51

9、旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器主要執(zhí)行兩個任務(wù)第一，檢測機艙偏航超出工作位置。第二，計算偏航旋轉(zhuǎn)角度。*52偏航系統(tǒng)的功能是什么?- 在安裝時配合葉輪吊裝- 調(diào)整機艙方向，最大限度的吸收風能組成- 風速風向儀- 偏航變頻器- 偏航電機- 旋轉(zhuǎn)編碼器工作情況- 偏航變頻器與PLC連接，控制偏航電機的動作- 四個偏航電機統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，達到偏航目的- 偏航計數(shù)器對偏航角度進行計算，反饋報警信號- 左右方向偏航極限限制報警 偏航系統(tǒng)*53 主要內(nèi)容 電控部分主要由以下幾個方面組成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Train

10、ing 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other*54 Brake*55為什么我們需要制動器?應(yīng)用于以下情況： - 過速 - 緊急停機- 風機進行維護時- 為了鎖上葉輪鎖Brake主要功能*56Brake傳感器 剎車壓力傳感器 剎車調(diào)整傳感器 剎車打開反饋 剎車調(diào)整反饋 剎車警告?zhèn)鞲衅?剎車片磨損報警*57Brake*58 主要內(nèi)容 電控部分主要由以下幾個

11、方面組成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other*59Oil Cooling*60Oil原則油冷的目的是什么油冷的目的是什么?- 為齒輪箱潤滑為齒輪箱潤滑- 冷卻齒輪油冷卻齒輪油組成組成- 齒輪箱齒輪箱- 油冷泵、過

12、濾器、溫度傳感器油冷泵、過濾器、溫度傳感器- 油冷風扇油冷風扇工作情況工作情況- 到齒輪箱的潤滑和冷卻系統(tǒng)分兩套回路到齒輪箱的潤滑和冷卻系統(tǒng)分兩套回路- 由參數(shù)的設(shè)定而決定油路由參數(shù)的設(shè)定而決定油路*61Oil Pictures*62Oil Pictures*63Oil Pictures*64主要內(nèi)容 電控部分主要由以下幾個方面組成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training

13、1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other*65 Water*66 Water 為什么要有水冷系統(tǒng)？ 對發(fā)電機、變頻器、機柜進行冷卻。 組成 水泵、溫度感應(yīng)模塊 沒有風扇的冷卻器 沒有過濾器 傳感器：冷水溫度、熱水溫度、水壓力 狀況 溫度感應(yīng)模塊在軟件中不起作用*67*68水管分布*69主要內(nèi)容 電控部分主要由以下幾個方面組成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oi

14、l Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other*70Converter*71SL1500中變頻器功能介紹 變頻器具有以下特點： 系統(tǒng)元件按20年使用壽命設(shè)計。系統(tǒng)可在恒定的轉(zhuǎn)矩下工作，突變轉(zhuǎn)矩和作用在機械部件上的合力被有效地減到最小，因此使用壽命更長。 變頻器可以通過控制柜上的按鈕、PC機或者自動控制系統(tǒng)來操作。 緊湊、體積小。 功率變頻器內(nèi)部通過位于柜側(cè)的空氣水換熱器進行冷

15、卻。此外在功率變頻器內(nèi)有一套專門冷卻功率半導體的空氣水換熱器。有效散熱、防止變頻器溫度過高，保護器件和系統(tǒng)。*72SL1500中變頻器功能介紹 發(fā)電機用變頻器。 硬件上，發(fā)電機用變頻器為IGBT整流變頻器，SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制 )技術(shù)。*73SL1500中變頻器功能介紹 功率變頻器 發(fā)電機力矩控制 功率因數(shù)調(diào)節(jié) 發(fā)電機同步 速度監(jiān)視 Crowbar觸發(fā) 控制DC母線 預(yù)充電 線路濾波同步處理 電網(wǎng)監(jiān)視*74 變速恒頻發(fā)電機組具有以下優(yōu)點： 雙饋異步發(fā)電機只處理轉(zhuǎn)差能量就可以控制電機的力矩和無功功率，變頻器的最大容量僅為總機組容量的1/3左右,降低了變頻器的造價。 在最大輸出功率時，轉(zhuǎn)子

16、和定子共發(fā)出1.5MW的電能。降低控制系統(tǒng)成本、減少系統(tǒng)損耗，提高效率。 功率因數(shù)可調(diào)，發(fā)電機組具有無功功率控制能力，功率因數(shù)可恒為1。根據(jù)需要，在額定電壓下，功率因數(shù)在容性0.95，感性0.95可調(diào)。 低風速時能夠根據(jù)風速變化，在運行中保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；高風速時儲存或釋放風能量，提高傳動系統(tǒng)的柔性，使功率輸出更加平穩(wěn)。 先進的雙PWM變頻器，實現(xiàn)四象限運行。 變速恒頻技術(shù)大幅延長了核心部件的使用壽命，同時顯著提高發(fā)電量。 安裝位置 通過聯(lián)軸器與齒輪箱高速端相連。從驅(qū)動端往發(fā)電機看控制柜位于右側(cè)。 葉片吸收風能中的動能，將其轉(zhuǎn)化為機械能傳給齒輪箱。發(fā)電機將齒輪箱傳輸?shù)桨l(fā)電機主軸的

17、機械能轉(zhuǎn)化為電能，通過發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子傳送給電網(wǎng)。 發(fā)電機分為同步發(fā)電機（傳統(tǒng)發(fā)電機模式）和異步發(fā)電機。傳統(tǒng)風力發(fā)電機組模式效率可達93.2%,而雙饋異步發(fā)電機模式可達96.4%。 *77傳統(tǒng)的發(fā)電機能量流圖傳統(tǒng)的發(fā)電機能量流圖93.2% 電網(wǎng)電網(wǎng)100%變頻器變頻器發(fā)電機發(fā)電機4.0%2.8%功率損耗功率損耗 功率損耗功率損耗*78雙饋感應(yīng)電機能量流圖雙饋感應(yīng)電機能量流圖77.8% 100%19.4%0.8% 能量損耗能量損耗變頻器變頻器18.6%96.4% 電網(wǎng)電網(wǎng)2.8%發(fā)電機發(fā)電機采用雙饋異步發(fā)電機（采用雙饋異步發(fā)電機（DFIGDFIG）只在發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)使用相當于發(fā)電機容量只在發(fā)電機轉(zhuǎn)

18、子側(cè)使用相當于發(fā)電機容量1/31/3的變頻器的變頻器風機轉(zhuǎn)速隨風速變化得到最優(yōu)控制風機轉(zhuǎn)速隨風速變化得到最優(yōu)控制消除紊流對機器和設(shè)備的影響，大幅提高關(guān)鍵部件壽命消除紊流對機器和設(shè)備的影響，大幅提高關(guān)鍵部件壽命采用采用IGBTIGBT變頻器，可調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出功率因數(shù)變頻器，可調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出功率因數(shù)系統(tǒng)損耗小，發(fā)電量高系統(tǒng)損耗小，發(fā)電量高并網(wǎng)時沖擊小，適合弱電網(wǎng)并網(wǎng)時沖擊小，適合弱電網(wǎng)GO: 光纜光纜 IG: 增量編碼器增量編碼器DFIG: 雙饋異步發(fā)電機雙饋異步發(fā)電機0.690 V0.17 Hz濾波器濾波器3=690 V50 HzGOPCCPCIG3690 V50 HzDFIG數(shù)字數(shù)字 / 模擬

19、模擬輸入輸入 / 輸出輸出CrowBardU/dtFilter控制控制dU/dt 濾波器濾波器Crow BarGO 加熱器加熱器 為了使風力發(fā)電機組在低溫環(huán)境下正常運行，發(fā)電機內(nèi)置了600W的加熱器。在低溫啟動風機時，首先啟動加熱器，通過排水孔排出冷凝水。加熱器的啟停由PLC控制。 PT100PT100溫度傳感器溫度傳感器 每個定子繞組、軸承都用2個PT100溫度傳感器來檢測和監(jiān)控溫度，防止發(fā)電機過熱。如果繞組、軸承溫度過高，監(jiān)控系統(tǒng)就發(fā)出警報，并降低功率，如果溫度過高變頻器系統(tǒng)關(guān)斷。 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 編碼器編碼器 變頻器系統(tǒng)需要實時監(jiān)測發(fā)電機的轉(zhuǎn)速進行控制。編碼器是一種精確的測

20、量設(shè)備，記錄與其相連的設(shè)備的角度位置和轉(zhuǎn)速。因而速度檢測采用分辨率高、性能穩(wěn)定、安裝方便、抗干擾能力強、體積小、重量輕的增量型編碼器。發(fā)電機主軸和編碼器主軸的連接用R+W, MK1 020 / 40 XX的彈性聯(lián)軸器。編碼器軸和驅(qū)動軸不能用任何的剛性連接。4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 電壓：電壓：5VDC5VDC；分度分度 ：25002500線線/ /轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) ； 編碼器編碼器 編碼器軸與發(fā)電機主軸必須絕緣；編碼器軸與發(fā)電機主軸必須絕緣； 編碼器殼體與發(fā)電機殼體必須絕緣；編碼器殼體與發(fā)電機殼體必須絕緣；4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 冷卻冷卻 雙饋異步發(fā)電機冷卻方式采用水冷的形式。需冷卻部位為集電環(huán)

21、系統(tǒng)、定轉(zhuǎn)子繞組（通過機殼水冷卻管道）。冷卻水從集電環(huán)的后端入水口進入，經(jīng)蛇行的水管從集電環(huán)后端的出水口流出給機殼上端的入水口，出水口與入水口位于同一軸向位置。冷卻管道如圖所示： 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 水冷：優(yōu)點：發(fā)電機體積小、結(jié)構(gòu)緊湊， 效率高，機艙無需排風扇。缺點：需要冷卻液。風冷優(yōu)點：無需冷卻液，溫度適應(yīng)范圍廣。缺點：體積大，效率低，機艙需要增設(shè)排 風孔，影響防護。適應(yīng)市場及中國風場的多樣化需求，正開發(fā)多種機型。 集電環(huán)單元的操作和維護集電環(huán)單元的操作和維護 集電環(huán)單元是專為風力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電機開發(fā)的。共4個集電環(huán)。其中第4個為接地集電環(huán)，以實現(xiàn)軸接地。允許極限值是： 最大轉(zhuǎn)速：

22、2400rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)) 最大檢驗電壓：5kv 最大持續(xù)電流負荷：500A 最高冷劑溫度：50 集電環(huán)系統(tǒng)的維護周期為半年，每半年打開蓋板和底板，吹靜碳粉并把碳刷取出來檢查其磨擦面。 5.5.運輸、貯存及維護運輸、貯存及維護 *87并網(wǎng)過程演示*88主要內(nèi)容 電控部分主要由以下幾個方面組成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training

23、1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other*89Pitch主要功能為什么要有變槳系統(tǒng)？ 在風速小于目標風速時，通過調(diào)整葉片角度，來得到最佳的發(fā)電功率。 當風速大于目標風速時，變槳系統(tǒng)調(diào)節(jié)葉片角度，控制風機的速度和功率維持在一個最優(yōu)的水平。 當安全鏈斷開的時候，把葉片轉(zhuǎn)到順槳位置（安全運行），把風輪當成一個空氣動力學的剎車來使用。 利用風和葉輪的相互作用，減小擺動從而將機械負載最小化。變槳系統(tǒng)是如何實現(xiàn)的？- PLC發(fā)出命令- 電氣變槳系統(tǒng)，3個由變頻器控制的變槳伺服電機間接變速裝置。- 機艙內(nèi)的電池系統(tǒng)。*90輪轂軸承

24、小齒輪避雷裝置玻璃鋼外殼Pitch*91結(jié)構(gòu)： 變槳制動器輪轂輪轂變槳控制柜變槳限位撞塊變槳接近開關(guān)緩沖器極限工作位置開關(guān)極限工作位置撞塊輪轂罩分隔壁導流帽變槳控制原理與功能*92滑環(huán)系統(tǒng)每個葉片一個配備 - 變槳機柜 - 變槳驅(qū)動 (齒輪箱, 補助馬達間接變速 裝置, 編碼器，飛輪單元，剎車) - 接近傳感器 - 工作位置開關(guān) 變槳機柜包括 - 變槳變頻器, 剎車斷路器, - 總開關(guān), 230VAC 工組插頭 - 機柜加熱器 - 繼電器Pitch*93 與其他類型的風力發(fā)電機組相比，減少了元件的數(shù)量。 剎車系統(tǒng)有完整的空氣動力學故障保護。 輪轂內(nèi)沒有電池。Pitch*94Pitch*95 變

25、槳用變頻器為伺服系統(tǒng)。 硬件上，變槳用變頻器采用了一公共整流，三個變槳變頻器通過逆變控制電機。 軟件上，變槳用變頻器采用矢量控制，并進行位置控制，從而對槳葉角度進行快速、準確的調(diào)節(jié)。Pitch*96兩個獨立的剎車系統(tǒng)：電氣機械Pitch*97Pitch電纜的固定*98主要內(nèi)容 電控部分主要由以下幾個方面組成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Tr

26、aining 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other*99Battery 為什么要電池單元？ 確保在電網(wǎng)短時間掉電的時候風機可以正常運行 在掉電后，變槳系統(tǒng)可以安全停機 掉電后，為控制系統(tǒng)提供24V電源*100Battery*101Battery*102用途用途 - 電池通過整流橋連接到普通的直流電源供電單元，確保變槳系統(tǒng)供電不會中斷。- 風機在自動運行時，首先要檢查電池系統(tǒng)是否正常。加熱加熱- 溫度傳感器在電池柜內(nèi)，并由PLC控制。當溫度在零度以下時，機柜加熱啟用。- 加熱控制通過PLC執(zhí)行。Battery*103主要內(nèi)容 電控部分主要由以下幾個方面組成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500