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變槳系統(tǒng)介紹主講人:Shakar日期:2012-02-07變槳系統(tǒng)介紹主講人:Shakar日期:2012-02-變槳系統(tǒng)1、概述2、變槳原理3、系統(tǒng)功能4、與其它產(chǎn)品比較5、變槳系統(tǒng)故障判斷PitchSystem變槳系統(tǒng)1、概述2、變槳原理3、系統(tǒng)功能4、與其它產(chǎn)品比較51、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1.31、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)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。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)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)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1.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)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)1.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)1872461.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)雙饋風(fēng)機(jī)1.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)雙饋風(fēng)機(jī)1.2變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變槳系統(tǒng)的工作模式:A)正常工作模式B)正常停機(jī)模式C)緊急模式1.2變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變槳系統(tǒng)的工作模式: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。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)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。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)電機(jī)1.3變槳系統(tǒng)分類1.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.2按執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力形式分類1.3.3按驅(qū)動(dòng)器輸出電壓類型分類1.3變槳系統(tǒng)分類1.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.2按執(zhí)行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: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、61.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.1按柜體數(shù)量分類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1.3.2按執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力形式分類電動(dòng)變槳1.
電動(dòng)變槳電動(dòng)變槳距系統(tǒng)(ElectricPitchControlSystem)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(huà)出了一個(gè)槳葉的變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu),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:電動(dòng)變槳電動(dòng)變槳距系統(tǒng)(Ele
液壓變槳液壓變槳距系統(tǒng)(HydraulicPitchControlSystem)主要由推動(dòng)桿、支撐桿、導(dǎo)套、防轉(zhuǎn)裝置、同步盤(pán)、短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、偏心盤(pán)、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(pán)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);同步盤(pán):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(pán)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(pán)、短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、偏心盤(pán)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(pán)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(pán)運(yùn)動(dòng),同步盤(pán)通過(guò)短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸推動(dòng)偏心盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),偏心盤(pán)帶動(dòng)槳葉進(jìn)行變距。液壓變槳液壓變槳距系統(tǒng)(Hyd
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。液壓變槳國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變
液壓變槳項(xiàng)目電動(dòng)變槳液壓變槳結(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)基本無(wú)差別。電路的響應(yīng)速度比油路略快。電動(dòng)變槳技術(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)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。液壓變槳項(xiàng)目電動(dòng)變槳液壓變槳結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,冗1.3.3按驅(qū)動(dòng)器輸出電流類型分項(xiàng)目直流變槳交流變槳電機(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)便宜。維護(hù)3MW機(jī)組的變槳電機(jī)功率約在8kW~10kW,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。1.3.3按驅(qū)動(dòng)器輸出電流類型分項(xiàng)目直流變槳交流變槳電機(jī)直2變槳原理原理簡(jiǎn)介2.1智能變槳2.22變槳原理原理簡(jiǎn)介2.1智能變槳2.22.1原理簡(jiǎn)介2.1原理簡(jiǎn)介2.2智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。2.2智能變槳目前全球僅有美國(guó)的Moog和西班牙M2.2智能變槳1、葉片上的載荷,主要是葉根處的載荷情況;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:以上三部位的載荷是設(shè)計(jì)階段和風(fēng)機(jī)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)。2.2智能變槳1、葉片上的載荷,主要是葉根處的載荷情況;3、系統(tǒng)功能3.1通信3.2槳葉定位3.3備用電源管理3.4保護(hù)3.5變槳調(diào)試3.6部分關(guān)鍵器件介紹3、系統(tǒng)功能3.1通信3.2槳葉定位3.3備用電源管理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。1RS4852CANOpen3.1通信根據(jù)客戶需求,可為客戶提供多種通訊方式和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+B控制器定位精度可達(dá)0.03°,Bachmann控制器定位精度可達(dá)0.005°。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、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個(gè)電源進(jìn)行正常充電。2、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。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3.4保護(hù)安全鏈上包含如下信號(hào):1、軸控柜1230VAC供電(1F4);2、軸控柜2230VAC供電(1F5);3、軸控柜3230VAC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1X2:23、24;軸控柜1:1F2、2F5);10、驅(qū)動(dòng)器2故障信號(hào)(驅(qū)動(dòng)器2X2:23、24;軸控柜2:1F2、2F5);11、驅(qū)動(dòng)器3故障信號(hào)(驅(qū)動(dòng)器3X2:23、24;軸控柜3:1F2、2F5);3.4保護(hù)安全鏈上包含如下信號(hào):1、軸控柜13.4保護(hù)1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°。2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°。3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)。3.4保護(hù)1超速收槳2緊急收槳3狀態(tài)監(jiān)測(cè)3.5變槳調(diào)試3.5.1參數(shù)管理3.5.2編碼器管理3.5.3手動(dòng)變槳3.5.4槳葉校準(zhǔn)
3.5.5低電壓穿越(LVRT)3.5變槳調(diào)試3.5.1參數(shù)管理3.5.2編碼器管理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(xiě)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。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”。3.5.2編碼器管理在調(diào)試情況下,完成A、B編碼器3.5.3手動(dòng)變槳正向慢轉(zhuǎn)循環(huán)變槳正向快轉(zhuǎn)反向慢轉(zhuǎn)單向變槳反向快轉(zhuǎn)手動(dòng)變槳3.5.3手動(dòng)變槳正向慢轉(zhuǎn)循環(huán)變槳正向快轉(zhuǎn)反向慢轉(zhuǎn)單向變槳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??赏ㄟ^(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。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)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。3.5.5低電壓穿越(LVRT)低電壓穿越(LVR3.5.5低電壓穿越(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993ms保持原狀1986ms保持原狀2780ms保持原狀2995ms保持原狀3000ms保持原狀3008ms電機(jī)減速至停止轉(zhuǎn)動(dòng),不抱閘3600ms電機(jī)減速至停止轉(zhuǎn)動(dòng),不抱閘3.5.5低電壓穿越(LVRT)實(shí)驗(yàn)室中EON測(cè)試3.6部分關(guān)鍵器件介紹
充電器電壓監(jiān)測(cè)器電池收槳部分串講
溫度傳感器
加熱器
風(fēng)扇
變壓器
驅(qū)動(dòng)器
編碼器浪涌保護(hù)器
變槳電機(jī)
控制器
備用電源
其他部分3.6部分關(guān)鍵器件介紹充電器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。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):輸入額定電壓:230VAC;輸入電壓范圍:184~276VAC;輸入電流:<4.5A;橫流充電電流:1.08A±2%;3.6.1充電器風(fēng)場(chǎng)經(jīng)常使用的充電器有雷奧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。3.6.2電壓監(jiān)測(cè)器1、1A2:用于監(jiān)視電池電壓(216V3.6.3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。3.6.3電池收槳部分1、3K3、3K4互鎖,正常情況下33.6.4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;3.6.4溫度傳感器1、輪轂溫度傳感器;2、電池柜溫度傳感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。3.6.5加熱器1、電池柜中的加熱器;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。3.6.6風(fēng)扇主要是電機(jī)自帶風(fēng)扇。一般情況3.6.7變壓器1、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(1T1):主要是將400VAC轉(zhuǎn)換為275VAC供給驅(qū)動(dòng)器完成正
常的控制功能。3.6.7變壓器1、中控柜中的變壓器(3G2):2、軸控柜3.6.8驅(qū)動(dòng)器輸入電源:3Φ×400VAC±15%,50/60Hz額定電流:40A額定溫升:<20K最大電流:90A超載時(shí)間:10s連續(xù)工作時(shí)間:>5000hour控制電源:24VDC±10%輸入差分信號(hào):-10V~10V反饋方式:旋轉(zhuǎn)變壓器和測(cè)速發(fā)電機(jī)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)警通信方式:RS485、CanOpen3.6.8驅(qū)動(dòng)器輸入電源:3Φ×400VAC±15%,53.6.8驅(qū)動(dòng)器1、X2:3、4腳(±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(mén)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,直到15min后才能進(jìn)行接線操作??!3.6.8驅(qū)動(dòng)器1、X2:3、4腳(±10V信號(hào)),用于接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、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。3.6.9編碼器1、A編碼器:2、B編碼器:3.6.10浪涌保護(hù)器1、1R1:并接于400VAC;2、2R1:并接于230VAC。3.6.10浪涌保護(hù)器1、1R1:并接于400VAC;2、3.6.11變槳電機(jī)額定功率:6.3kW額定轉(zhuǎn)矩:30Nm額定轉(zhuǎn)速:2000rpm最大轉(zhuǎn)矩:90Nm額定電壓:250V額定電流:31A制動(dòng)轉(zhuǎn)矩:100Nm絕緣等級(jí):F防護(hù)等級(jí):IP54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)。3.6.11變槳電機(jī)額定功率:6.3kW變槳電機(jī)采用直流電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。3.6.12控制器目前東汽1.5MW變槳中控制器上輸入3.6.13備用電源風(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3.6.13備用電源風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)專用電池3.6.13備用電源額定容量9.6F6個(gè)16V標(biāo)準(zhǔn)模組串聯(lián)成額定電壓90V浮沖電壓97.2V2.7V/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30A靜態(tài)電流≤55@97.2VmA充電電流3~5A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8kg長(zhǎng)290
mm寬105mm高270
mm3.6.13備用電源額定容量9.6F3.6.14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。3.6.14其他部分1、開(kāi)關(guān)電源:230VAC轉(zhuǎn)換為24V4、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4.44、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44.1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)。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°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。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)4.3響應(yīng)速度本項(xiàng)目設(shè)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。4.3響應(yīng)速度本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了更科學(xué)的算法,其算法決定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。4.4系統(tǒng)兼容性本項(xiàng)目:國(guó)外: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,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)場(chǎng)保護(hù)(最好先拍照,再查原因)。5變槳系統(tǒng)故障判斷變槳系統(tǒng)故障可分為以下幾種:注意:一旦發(fā)5變槳系統(tǒng)故障判斷前提:1)、機(jī)艙人員斷開(kāi)變槳系統(tǒng)400VAC、變槳UPS(230VAC)供電;2)、變槳柜內(nèi)柜外所有開(kāi)關(guān)均已合上;3)、變槳使能已打開(kāi);4)、主控上維護(hù)開(kāi)關(guān)已打開(kāi)或機(jī)艙屏上設(shè)置為手動(dòng)變槳。現(xiàn)象:
變槳系統(tǒng)送電(230VAC、400VAC),3只槳葉立即收槳。案例1:5變槳系統(tǒng)故障判斷前提:案例1:5變槳系統(tǒng)故障判斷最終查明原因:分析方法:
機(jī)艙人員無(wú)意中將超速開(kāi)關(guān)打開(kāi)了。變槳收到超速信號(hào)后,立即收槳至90°。
1)、檢查電池開(kāi)關(guān)是否關(guān)閉;2)、若電池開(kāi)關(guān)本已打開(kāi),檢查是否激活了快速收槳;3)、若電池開(kāi)關(guān)本已關(guān)閉,則檢查主控是否給出超速信號(hào)(低電平
為超速);4)、若未激活快速收槳,也未激活超速信號(hào),則用萬(wàn)用表測(cè)量控制
器AO信號(hào),若輸出電壓較大,則控制器輸出異常,可能是控制
器本身問(wèn)題。案例1:5變槳系統(tǒng)故障判斷最終查明原因:分析方法:機(jī)艙人員無(wú)5變槳系統(tǒng)故障判斷前提:1)、變槳系統(tǒng)原本一起正常,可正常發(fā)電;2)、只更換過(guò)控制器;3)、變槳系統(tǒng)供電正常,所有24V控制信號(hào)正?!,F(xiàn)象:
變槳控制器(L+B)上電(2F6),變槳供電回路斷路器跳閘。案例2:5變槳系統(tǒng)故障判斷前提:案例2:5變槳系統(tǒng)故障判斷最終查明原因:分析方法:
更換控制器過(guò)程中,因用力不當(dāng)將控制器一高電平信號(hào)線的外皮壓破,使信號(hào)線銅絲與機(jī)殼短路。
1)、首先明確控制器上無(wú)強(qiáng)電;2)、斷路器跳閘先檢查是否短路;3)、因只更換過(guò)控制器,檢查是否接線錯(cuò)誤;4)、若接線無(wú)誤,按照電氣原理圖檢查跳閘斷路器所在線路。案例2:5變槳系統(tǒng)故障判斷最終查明原因:分析方法:更換控制器5變槳系統(tǒng)故障判斷前提:1)、變槳系統(tǒng)供電正常;2)、經(jīng)過(guò)滑環(huán)的控制信號(hào)正?!,F(xiàn)象:
維護(hù)人員進(jìn)入輪轂調(diào)試,手動(dòng)變槳時(shí)變槳速度過(guò)大,變槳方向
錯(cuò)誤。案例3:5變槳系統(tǒng)故障判斷前提:案例3:5變槳系統(tǒng)故障判斷最終查明原因:分析方法:A編碼器線上的航插引腳接錯(cuò)。
1)、首先檢查編碼器線路是否正常;2)、若編碼器線路正常,用萬(wàn)用表檢查控制器輸出電壓(AO信號(hào));3)、若控制器輸出電壓正常,檢查驅(qū)動(dòng)器輸出電壓或觀察驅(qū)動(dòng)器上轉(zhuǎn)速顯示是否正常(若有轉(zhuǎn)速信息)。案例3:5變槳系統(tǒng)故障判斷最終查明原因:分析方法:A編碼器線日期:2011-08-25ThankYou!日期:2011-08-25ThankYou!踏實(shí),奮斗,堅(jiān)持,專業(yè),努力成就未來(lái)。11月-2211月-22Saturday,November5,2022弄虛作假要不得,踏實(shí)肯干第一名。01:16:3501:16:3501:1611/5/20221:16:35AM安全象只弓,不拉它就松,要想保安全,常把弓弦繃。11月-2201:16:3501:16Nov-2205-Nov-22重于泰山,輕于鴻毛。01:16:3501:16:3501:16Saturday,November5,2022不可麻痹大意,要防微杜漸。11月-2211月-2201:16:3501:16:35November5,2022加強(qiáng)自身建設(shè),增強(qiáng)個(gè)人的休養(yǎng)。2022年11月5日1:16上午11月-2211月-22追求卓越,讓自己更好,向上而生。05十一月20221:16:35上午01:16:3511月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān),讓生產(chǎn)更加有保障。十一月221:16上午11月-2201:16November5,2022重規(guī)矩,嚴(yán)要求,少危險(xiǎn)。2022/11/51:16:3501:16:3505November2022好的事情馬上就會(huì)到來(lái),一切都是最好的安排。1:16:35上午1:16上午01:16:3511月-22每天都是美好的一天,新的一天開(kāi)啟。11月-2211月-2201:1601:16:3501:16:35Nov-22務(wù)實(shí),奮斗,成就,成功。2022/11/51:16:35Saturday,November5,2022抓住每一次機(jī)會(huì)不能輕易流失,這樣我們才能真正強(qiáng)大。11月-222022/11/51:16:3511月-22謝謝大家!踏實(shí),奮斗,堅(jiān)持,專業(yè),努力成就未來(lái)。11月-2211月-268變槳系統(tǒng)介紹主講人:Shakar日期:2012-02-07變槳系統(tǒng)介紹主講人:Shakar日期:2012-02-變槳系統(tǒng)1、概述2、變槳原理3、系統(tǒng)功能4、與其它產(chǎn)品比較5、變槳系統(tǒng)故障判斷PitchSystem變槳系統(tǒng)1、概述2、變槳原理3、系統(tǒng)功能4、與其它產(chǎn)品比較51、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1.31、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)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。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)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)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1.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)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)1.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)1872461.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)雙饋風(fēng)機(jī)1.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)雙饋風(fēng)機(jī)1.2變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變槳系統(tǒng)的工作模式:A)正常工作模式B)正常停機(jī)模式C)緊急模式1.2變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變槳系統(tǒng)的工作模式: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。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)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。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)電機(jī)1.3變槳系統(tǒng)分類1.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.2按執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力形式分類1.3.3按驅(qū)動(dòng)器輸出電壓類型分類1.3變槳系統(tǒng)分類1.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.2按執(zhí)行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: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、61.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.1按柜體數(shù)量分類1.3.1按柜體數(shù)量分類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1.3.2按執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力形式分類電動(dòng)變槳1.
電動(dòng)變槳電動(dòng)變槳距系統(tǒng)(ElectricPitchControlSystem)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(huà)出了一個(gè)槳葉的變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu),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:電動(dòng)變槳電動(dòng)變槳距系統(tǒng)(Ele
液壓變槳液壓變槳距系統(tǒng)(HydraulicPitchControlSystem)主要由推動(dòng)桿、支撐桿、導(dǎo)套、防轉(zhuǎn)裝置、同步盤(pán)、短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、偏心盤(pán)、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(pán)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);同步盤(pán):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(pán)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(pán)、短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、偏心盤(pán)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(pán)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(pán)運(yùn)動(dòng),同步盤(pán)通過(guò)短轉(zhuǎn)軸、連桿、長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸推動(dòng)偏心盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),偏心盤(pán)帶動(dòng)槳葉進(jìn)行變距。液壓變槳液壓變槳距系統(tǒng)(Hyd
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。液壓變槳國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變
液壓變槳項(xiàng)目電動(dòng)變槳液壓變槳結(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)基本無(wú)差別。電路的響應(yīng)速度比油路略快。電動(dòng)變槳技術(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?。緊急情況下的保護(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)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。液壓變槳項(xiàng)目電動(dòng)變槳液壓變槳結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,冗1.3.3按驅(qū)動(dòng)器輸出電流類型分項(xiàng)目直流變槳交流變槳電機(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)便宜。維護(hù)3MW機(jī)組的變槳電機(jī)功率約在8kW~10kW,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。1.3.3按驅(qū)動(dòng)器輸出電流類型分項(xiàng)目直流變槳交流變槳電機(jī)直2變槳原理原理簡(jiǎn)介2.1智能變槳2.22變槳原理原理簡(jiǎn)介2.1智能變槳2.22.1原理簡(jiǎn)介2.1原理簡(jiǎn)介2.2智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。2.2智能變槳目前全球僅有美國(guó)的Moog和西班牙M2.2智能變槳1、葉片上的載荷,主要是葉根處的載荷情況;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:以上三部位的載荷是設(shè)計(jì)階段和風(fēng)機(jī)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)。2.2智能變槳1、葉片上的載荷,主要是葉根處的載荷情況;3、系統(tǒng)功能3.1通信3.2槳葉定位3.3備用電源管理3.4保護(hù)3.5變槳調(diào)試3.6部分關(guān)鍵器件介紹3、系統(tǒng)功能3.1通信3.2槳葉定位3.3備用電源管理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。1RS4852CANOpen3.1通信根據(jù)客戶需求,可為客戶提供多種通訊方式和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+B控制器定位精度可達(dá)0.03°,Bachmann控制器定位精度可達(dá)0.005°。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、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個(gè)電源進(jìn)行正常充電。2、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。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3.4保護(hù)安全鏈上包含如下信號(hào):1、軸控柜1230VAC供電(1F4);2、軸控柜2230VAC供電(1F5);3、軸控柜3230VAC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1X2:23、24;軸控柜1:1F2、2F5);10、驅(qū)動(dòng)器2故障信號(hào)(驅(qū)動(dòng)器2X2:23、24;軸控柜2:1F2、2F5);11、驅(qū)動(dòng)器3故障信號(hào)(驅(qū)動(dòng)器3X2:23、24;軸控柜3:1F2、2F5);3.4保護(hù)安全鏈上包含如下信號(hào):1、軸控柜13.4保護(hù)1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°。2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°。3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)。3.4保護(hù)1超速收槳2緊急收槳3狀態(tài)監(jiān)測(cè)3.5變槳調(diào)試3.5.1參數(shù)管理3.5.2編碼器管理3.5.3手動(dòng)變槳3.5.4槳葉校準(zhǔn)
3.5.5低電壓穿越(LVRT)3.5變槳調(diào)試3.5.1參數(shù)管理3.5.2編碼器管理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(xiě)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。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”。3.5.2編碼器管理在調(diào)試情況下,完成A、B編碼器3.5.3手動(dòng)變槳正向慢轉(zhuǎn)循環(huán)變槳正向快轉(zhuǎn)反向慢轉(zhuǎn)單向變槳反向快轉(zhuǎn)手動(dòng)變槳3.5.3手動(dòng)變槳正向慢轉(zhuǎn)循環(huán)變槳正向快轉(zhuǎn)反向慢轉(zhuǎn)單向變槳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??赏ㄟ^(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。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)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。3.5.5低電壓穿越(LVRT)低電壓穿越(LVR3.5.5低電壓穿越(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993ms保持原狀1986ms保持原狀2780ms保持原狀2995ms保持原狀3000ms保持原狀3008ms電機(jī)減速至停止轉(zhuǎn)動(dòng),不抱閘3600ms電機(jī)減速至停止轉(zhuǎn)動(dòng),不抱閘3.5.5低電壓穿越(LVRT)實(shí)驗(yàn)室中EON測(cè)試3.6部分關(guān)鍵器件介紹
充電器電壓監(jiān)測(cè)器電池收槳部分串講
溫度傳感器
加熱器
風(fēng)扇
變壓器
驅(qū)動(dòng)器
編碼器浪涌保護(hù)器
變槳電機(jī)
控制器
備用電源
其他部分3.6部分關(guān)鍵器件介紹充電器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。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):輸入額定電壓:230VAC;輸入電壓范圍:184~276VAC;輸入電流:<4.5A;橫流充電電流:1.08A±2%;3.6.1充電器風(fēng)場(chǎng)經(jīng)常使用的充電器有雷奧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。3.6.2電壓監(jiān)測(cè)器1、1A2:用于監(jiān)視電池電壓(216V3.6.3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。3.6.3電池收槳部分1、3K3、3K4互鎖,正常情況下33.6.4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;3.6.4溫度傳感器1、輪轂溫度傳感器;2、電池柜溫度傳感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。3.6.5加熱器1、電池柜中的加熱器;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。3.6.6風(fēng)扇主要是電機(jī)自帶風(fēng)扇。一般情況3.6.7變壓器1、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(1T1):主要是將400VAC轉(zhuǎn)換為275VAC供給驅(qū)動(dòng)器完成正
常的控制功能。3.6.7變壓器1、中控柜中的變壓器(3G2):2、軸控柜3.6.8驅(qū)動(dòng)器輸入電源:3Φ×400VAC±15%,50/60Hz額定電流:40A額定溫升:<20K最大電流:90A超載時(shí)間:10s連續(xù)工作時(shí)間:>5000hour控制電源:24VDC±10%輸入差分信號(hào):-10V~10V反饋方式:旋轉(zhuǎn)變壓器和測(cè)速發(fā)電機(jī)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)警通信方式:RS485、CanOpen3.6.8驅(qū)動(dòng)器輸入電源:3Φ×400VAC±15%,53.6.8驅(qū)動(dòng)器1、X2:3、4腳(±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(mén)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,直到15min后才能進(jìn)行接線操作??!3.6.8驅(qū)動(dòng)器1、X2:3、4腳(±10V信號(hào)),用于接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、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。3.6.9編碼器1、A編碼器:2、B編碼器:3.6.10浪涌保護(hù)器1、1R1:并接于400VAC;2、2R1:并接于230VAC。3.6.10浪涌保護(hù)器1、1R1:并接于400VAC;2、3.6.11變槳電機(jī)額定功率:6.3kW額定轉(zhuǎn)矩:30Nm額定轉(zhuǎn)速:2000rpm最大轉(zhuǎn)矩:90Nm額定電壓:250V額定電流:31A制動(dòng)轉(zhuǎn)矩:100Nm絕緣等級(jí):F防護(hù)等級(jí):IP54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)。3.6.11變槳電機(jī)額定功率:6.3kW變槳電機(jī)采用直流電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。3.6.12控制器目前東汽1.5MW變槳中控制器上輸入3.6.13備用電源風(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3.6.13備用電源風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)專用電池3.6.13備用電源額定容量9.6F6個(gè)16V標(biāo)準(zhǔn)模組串聯(lián)成額定電壓90V浮沖電壓97.2V2.7V/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30A靜態(tài)電流≤55@97.2VmA充電電流3~5A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8kg長(zhǎng)290
mm寬105mm高270
mm3.6.13備用電源額定容量9.6F3.6.14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。3.6.14其他部分1、開(kāi)關(guān)電源:230VAC轉(zhuǎn)換為24V4、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4.44、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44.1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)。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°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。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)4.3響應(yīng)速度本項(xiàng)目設(shè)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
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