完整版变桨系统

1、变桨系统8.1变桨系统原理A1S5L4XE1兀Licnsi2U1WS2皿1P胃传棒器a 囂电mA3亠：T传悟曙 m Hwas 55同憧开先3y-传銅SO R出器 E隈忖开关1近4电机載蘆 散热AJB 电机別牟1QXS1屯机城码器Tin电亂f电锻2JV1E感雅C 躍电帆CA、轴箱B和轴箱C,以及整个系统结构如上图所示，包括三个相对独立的变桨轴箱，分别编号为轴箱与各轴箱连接的伺服电机、位置传感器和限位开关。每个轴箱单独控制一个桨叶，轴箱与轴箱、轴箱与电机之间通过电缆连接。电机通过减速箱连接至桨叶法兰齿轮。电机减速齿轮和法兰齿轮装置为轮毂部件。系统外部进线经滑环接入系统，其进线有3*400V+N+P

2、E三相供电电源回路，PROFIBUS-DP通讯回路，其次还有安全链回路。 如图 1 所示。以上三路由机舱柜引出连接至 A 柜,再由 A 柜连接至 B 柜, B 柜到 C 柜。 三相电源在送入下一轴箱前倒换了相位,以避免各轴箱加热器、电机风扇等单相负载均使用同一相供电而造成三相电源不平衡。三个轴箱内部布置基本相同，布置详见安装说明，其右侧A区安装电容2C1、2C2、2C3、2C4，四个电容串联接线，以及安装有进线开关1Q1、仆2,接线端子1X1、1X2，转换开关6S1、6S2。左侧底部B区安装电源管理模块1G1，交流伺服驱动器2U1，以及加热器1E1。考虑到B区散热需求，功率器件均安装于散热 板

3、上。 C 区为控制板, C 板一侧装有合页, 作夹层设计安装于 B 区上方, C 板安装有控制 PLC, 24V 电源 2T1 、 2T2,温度控制开关1S1，接线端子排 2X1、4X1，继电器组以及控制空开2F2、2F3、2F4、1F4、仆5。轴箱背面为外部接线插头,其连接都经过过压保护端子 4X1 。轴箱正面装有系统总开关和模式转换开关。桨叶的位置由电机内置的光电编码器送出信号至 PLC 运算获得。为了校准和监视桨叶位置,桨叶上装有 两只接近开关,一只负责35桨叶位置监视与校准,另外一只负责90桨叶位置监视与校准。正常情况下,桨叶运行区间为 0到 89。当系统顺桨时,桨叶收回至89。若 P

4、LC 本身或与伺服通讯故障,收桨超过 95,触发限位开关,此时伺服断电、电机抱闸。95限位开关作为变桨系统最后一条安全措施,保证了系统的安全运行。系统每个轴箱均由一套独立 PLC 控制。 PLC 需完成的控制任务有： 1、轴箱作为风机主控的 从站接受主 控发送的指令信号, 并且回传本轴运行状态, 三个轴箱 PROFIBUS-DP 通讯站号分别 设置为 51 、 52 和 53。 2、 监视变桨系统的运行状态,当出现异常情况时断开安全链,通知风机进入紧急状态。 3、 PLC 通过 CAN 总线连接伺服驱动器,控制电机到达所需位置。由于变桨系统工作环境温度范围大,当温度较低时,为了避免PLC 等控

5、制器件失效, 系统安装有轴箱加热装置1E1。温度设定由1S1温控开关控制。当轴箱内部温度低于5 C时，PLC不启动，1S1启动1E1模块加热，高于15 C时，加热器断电。当温度高于5 C, 1S1控 制PLC正常启动。当系统启动后，其工作热耗散可维持正常工作温度。另外当轴箱内部温度大于50 C时，PLC启动1E1散热风扇。本设计选用超级电容模组参数为500F , 16V。4个模组串联，工作电压60V ,最大持续放电电流可达 150A。电源管理模块将系统电源和充电模块合二为一，超级电容模块并联于直流母线上，主备电源在紧急模式下可无 延时切换。系统选用宽输入电压范围的 24V 开关电源为 PLC

6、和继电器等控制器件供电。正常工作时变桨系统接受主控制指令控制桨叶到达设定位置。当风机系统故障，安全链断开时，变桨系统 进入紧急模式，桨叶以9/S 迅速顺桨至安全位置，保护了风机的安全运行。若变桨系统交流供电故障，则整个系统由超级电容供电， 8 秒左右后变桨系统进入紧急模式，这样的设计满足了风机低电压穿越的要求。另 外，由于本实用新型三个轴箱均由独立的 PLC 系统控制，若一台轴箱故障，另外两台接收到安全链断开信号 后可保证风机系统安全停机。8.2变桨系统逻辑原理TR变桨系统由三个功能和结构相同的轴柜组成，每个轴柜结构如图所示:DC LinkTC. X21- X 11C电源代理模訣超级容肌也辛;

7、及状血AC2分CPUI/OS5TDP综合損勢变桨控亦咼城杰4HT 电%. im电煉J风机忙控IIrSST Tincodcr1、自动模式下，变桨 PLC接受风机主控位置指令，经过前馈与比例环节运算输出 速度指令，通过CAN通讯传给AC2变频器，变频器完成速度环与电流环运算驱动电机至 指定位置，以下是各核心部件功能。2、 变频器与电机：直接从 DC Link获取能量，正常情况下，接受PLC速度指令, 完成驱动功能，当 PLC或CAN!讯故障时，直接驱动变桨至限位开关动作停止。3、PLC控制器：接受风机主控指令，完成位置环运算，控制变桨跟随风机主控位置指令，返回变桨状态至风机主控，同时监视变桨自身状态，完成各种逻辑保护功能及其它辅助回路控制。4、 电源管理模块：从滑环获取主电源，维持DCLink电压恒定，当主电源故障时， 通过综合报警信号告知 PLC电源出现故障。5、 超级电容：正常工作时，支撑DC Link电压。主电源故障时，作为后备电源为 变桨提供足够的顺桨能量。6、每个轴柜都有完全独立的控制及功率驱动部分，三柜之间无任何联系。7、当系统输入主电源出现故障时，变桨系统依靠后