金风变桨系统1

1、金风金风1.5MW风力发电机组的变桨系统介绍风力发电机组的变桨系统介绍主要内容：主要内容：一、变桨系统的机械结构一、变桨系统的机械结构二、变桨距控制的目的二、变桨距控制的目的三、变桨系统的硬件组成三、变桨系统的硬件组成四、主要元件的功能原理四、主要元件的功能原理五、变桨系统的手动操作五、变桨系统的手动操作六、变桨系统的维护和故障判断六、变桨系统的维护和故障判断一、变桨系统的机械结构控制系统二、变桨距控制的目：二、变桨距控制的目：使叶片的攻角在一定范围（0度-90度）变化，以便调节输出功率，避免了定桨距机组在确定攻角后，有可能夏季发电低，而冬季又超发的问题。在低风速段，功率得到优化，能更好的将风

2、能转化电能。变桨机组的控制策略为：a额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风速，这样可以跟踪最优Cp；b额定风速以上通过扭矩控制器及变桨控制器共同作用，使得功率、扭矩相对平稳；功率曲线较好。额定风速以下阶段：额定风速以下阶段：要实现的主要目标就是让叶轮尽要实现的主要目标就是让叶轮尽可能多的吸收风能。可能多的吸收风能。Cp越大越大,吸收的风能越多。由于额定风速以下风速较小，吸收的风能越多。由于额定风速以下风速较小，因此，此时没有必要变桨，只需要此时将叶片角度设因此，此时没有必要变桨，只需要此时将叶片角度设置为规定的最小桨矩角。置为规定的最小桨矩角。额定风速以上阶段：额定风速以上阶段：变速控制器

3、（扭矩控制器）和变变速控制器（扭矩控制器）和变桨控制器同时发挥作用。通过变速控制器即控制发电桨控制器同时发挥作用。通过变速控制器即控制发电机的扭矩使其恒定机的扭矩使其恒定,从而恒定功率。通过变桨调整发电从而恒定功率。通过变桨调整发电机的转速机的转速,使得其始终跟踪转速设置点。使得其始终跟踪转速设置点。下图为不同最小桨矩角对应的Cp及曲线图曲线图相同容量的定桨距和变桨距机组功率曲线的对比三、变桨系统的硬件组成三、变桨系统的硬件组成变桨控制柜内的布局变桨控制柜内的布局变桨系统分布结构变桨系统分布结构线路连接线路连接3.1 变桨系统驱动原理变桨系统驱动原理变桨控制系统实现风力发电机组的变桨控制，在额

4、定功率以上通过控制叶片桨距角使输出功率保持在额定状态。变桨控制柜主电路采用交流-直流-交流回路，由逆变器为变桨电机供电，变桨电机采用交流异步电机，变桨速率由变桨电机转速调节。 每个叶片的变桨控制柜，都配备一套由超级电容组成的备用电源，超级电容储备的能量，在保证变桨控制柜内部电路正常工作的前提下，足以使叶片以7/s的速率，从0顺桨到90。当来自滑环的电网电压掉电时，备用电源直接给变桨控制系统供电，仍可保证整套变桨电控系统正常工作。相比密封铅酸蓄电池作为备用电源的变桨系统，采用超级电容的变桨控制系统具有下列优点：a、充电时间短；b、交流变直流的整流模块同时作为充电器，无须再单独配置充放电管理电路；

5、c、超级电容随使用年限的增加，容量减小的非常小；d、寿命长；e、无须维护；f、体积小，重量轻等优点；g、充电时产生的热量少。型号：4-BMOD2600-6额定电压：60VDC总容量：125F总存储能量：150kJ四组串联单组电容电压：16VDC单组电容容量：500F变桨超级电容变桨超级电容四、主要元件的功能原理四、主要元件的功能原理上面的插头：5+屏蔽，24VDC，机舱到变桨的安全链；中间的插头：Profibus DP现场总线，2+屏蔽，10VDC；下面的插头：4，400VAC，机舱到变桨系统的电源Profibus DP数据传输速率：6Mbit/sHarting连接端子连接端子变桨电机变桨电机

6、类型：IM3001(3相笼型转子异步电机)额定功率：4.5kW，1500rpm，S2 60min最大转矩：75Nm制动转矩：100Nm额定电压：29V额定电流：125A额定功率因数：0.89绝缘等级：F转动惯量：0.0148kgm2防护等级：IP54变桨电机采用交流异步电机，变桨速率由变桨电机转速调节（通过逆变器改变供电的频率来控制电机的转速）。相比采用直流电机调速的变桨控制系统，在保证调速性能的前提下，避免了直流电机存在碳刷容易磨损，维护工作量大、成本增加的缺点。3.2 变桨系统主要部件变桨系统主要部件:控制柜内部电源及控制检测部分控制柜内部电源及控制检测部分:1、开关电源(NG5)2、变桨

7、变频器(AC2)3、超级电容4、A10自制模块5、BC3150及beckoff模块6、温度检测（PT100）控制柜外部驱动及检测部分控制柜外部驱动及检测部分:1、变桨电机2、旋转编码器3、温度检测（PT100）4、0接近开关及90限位开关名称型号功能及端口定义开关电源ZIVAN功能：将50HZ线电压400V(三相)交流电输入转换为60V直流电输出。AUX1 CAUX1 NO=开关电源正常输出信号额定60V/80AON/OFF=开关电源工作/停止工作信号LSENSE 电流检测通道变频器SW:AC2T2IFWMF145_HYSO4功能：将60VDC转换成三相频率可变的29VACBATT/-BATT为直流输入,U V W为交流电输出；额定48V/450AF3/F9控制变桨电机刹车电磁阀；E5=自动变桨控制信号；F4=自动变桨使能；E12=叶片向0度方向变桨信号；E13=叶片向90度方向变桨信号；F6/F12外部过载信号；A10自制模块功能：采集超级电容高低电压；X4:4=X4:3分别采集电容高低60V30V