SSB变桨系统的基础知识

1、SSB变桨系统的基础知识SSB变桨系统基础知识1 原理结构SSB变桨系统是一个直流的伺服系统。通过总线，它接收的控制命令有：变桨位置、变桨速度、复位、急停信号；系统内部状态信号也通过总线传送给主控。系统原理结构如图1所示。三相动力电源、DP总线及安全链信号分别通过N、P、O插头引入第一个变桨柜，动力电源通过A1引入下一变桨柜。三个柜子之间使用CAN总线连接。电网电源正常情况下，DCTransD直接驱动电机,由2号柜2T1供给24VDC电源（因为2T1的电压值为25V高于各个柜体内3T1的电压）；电网掉电情况下，挂在DCTransD上的超级电容投入工作，驱动电机运转，并通过电容225VDC通过3

2、T1供给24VDC电源继续为24VDC辅助电路供电，完成顺桨。主旋转编码器A反馈位置信息；由风机主控对旋转编码器B与A进行冗余比较；91º限位开关通过8K3串入自动模式下的刹车使能信号，作为DCTransD失控的最后一道保护；旋转编码器跳变时会触发91º限位开关。2 工作模式 “自动”操作模式/ 变桨控制环系统 “自动”操作模式数据在主控PLC(风机PLC) 和SSB变桨系统的S100控制板之间交换。在风机主控与S100控制器之间使用定义的Profibus-DP接口。 一个周期的一般功能被描述如下: l 风机PLC和SSB变桨系统之间的接口为Profibus-DPl 叶片动

3、作的三个控制环: (1) 来自风机PLC为1号控制柜的S100设定数值 (2) S100控制器为电机驱动器DctransD提供速度设定值 (经由CAN总线) (3) 电机驱动器DctransD通过改变电机的电枢电流改变电机转速，并通过电机内置的测速发电机与电机之间形成一个转速闭环控制。 图片：控制环变桨系统概述2.2 “紧急 (EFC)”操作模式原因：l 总线通信故障，包括风机主控与变桨控制器之间的profibus通信和变桨内部CAN通信故障；l 风机主控给定的EFC位被置0；l 安全链断；l 编码器跳变。执行过程：开始紧急的动作数据输入DCTransD的“X 3:4 BBA” 和上电变流器的

4、 “X 2:13 RFG”并且225VDC 的备电电源有效。 EFC指令复位使7K1“电源”继电器得电，信号输入到“BBA”。所有的叶片依靠独立的备电系统并独自加速向91°状态位置移动。 当限位开关被压下后，必须使用bypass旁路按钮才能进行变桨（自动/手动）操作。图片：“紧急(EFC)的动作”功能简图下面进行速度描述:图片。 : " 紧急动作 "加速功能 描述变流器DCTransD的叁数设置到速度 v 1和 v 3 以及时间t 1 和 t 2。 变桨将根据叁数设定速度和时间的值停到91°或 95°限制开关位置并且-8K1继电器释放。 例子:

5、速度参数 v 3 被调整到 0°/s。 t 1 和 t2时间值调整后动作将被停止。v 1=7°/s/t 1=2 secv 2=5°/s/t 2=17 sec v 3=0°/s 叶片动作的最大的时间是19 秒。 注意: 在操作期间循环“紧急的动作”是速度控制的。 位置编码器的数据不起作用。 “手动”操作模式只有叶片在停车位置才能操作。 在变动第二片叶片之前, 确定第一叶片又在停车的位置。 变桨控制器 LD-SSB-2 因为风电机组控制电机驱动叶片，马达控制器是独立的。每个桨叶有两个旋编：电机轴侧旋编编码器A和齿形带侧旋编编码器B。系统默认以电机轴侧旋编编码

6、器A进行控制。编码器数值的有效范围为-5°98°。当编码器A的范围超过此限值时，会报变桨位置超限故障，并触发急停。每个控制器有相应的AI通道测量需要的温度值。 控制手柄 一般的说明: 叶片由 3个功能键手动(jogging)操作: S1: 选择转变操作模式: “自动” 或 “手动” S2: 手动操作向前/ 向后，rev为向0度方向变桨，fwd向90°方向变桨。S3: 选择手动操作速度，快速为°/s，慢速为°/s。H1: 指示操作状态“手动”图片。 : 遥控设备单元 “变桨范围超限” 因为每个叶片动作范围是 -5°98°。 超

7、过限值，将引起立刻停止动作。将会是产生“变桨范围错误”的错误信息: 对“正常”操作模式 (自动状态) 重新开始并且重新设定错误信息，以下的程序必须被运行:l 置位安全链中的“bypass limit switch”信号。 l 将桨叶变至91°。l 复位安全链中的“bypass limit switch”信号。l 将手柄打到自动位置。 2.3.4 编码器清零 只有在任意两个叶片在91°限位位置，即91°限位被触发时，才能对第三个桨叶用手柄执行手动变桨。当叶片被人工移动到它的机械零点时进行参数设置。 当这样做的时候, 为了要排除计算范围溢出, 传感器一定要设定在黄色按

8、钮操作的计算范围，按钮位于传感器后面的一个螺丝帽下面。按钮在绝对值感应器上的螺丝帽后面 图片。 5. 6: 感应器按钮用软件开始对应叶片的参数设置键入“校正”。 在“机械校准”之后, 现在的角度值自动地被清到零点。 显示的真实角度值现在必须是 0 °。 参数设置就完成了。 3 SSB柜体的组成轴柜 电容柜变桨系统组件1. 每一个变桨电机一套停车刹车，测速电机, 绝对值变送器（旋编）和强制的空气-冷却2. 一套在市电断电或触发急停模式时的后备电源超级电容器3. 有着充电控制和电池电压检查的电池充电器4. 一个三相的DC-Link变流器, 4 象限的叶片变桨伺服直流马达5. 自动的叶片变

9、桨控制系统 (变桨控制器) 技术上数据 /特性1. DCtransD 用三相电源供电的变流器, 一路直流供电和一路直流输出。2. 将超级电容挂在直流母线上作为后备电源，并通过集成功率二极管驱动直流变桨电机（直流串励电机）。3. 在发电机运行中能量流动通过刹车斩波器内部/外部的附加电阻限制。 介绍直流电机直流斩波流三相400V 从滑环来的三相400V交流电源，通过三相桥式整流变成直流电，供给直流电机，通过控制直流电流的大小改变控制电机的转速。限位、安全保护信号通过7K1送到CAN通信接口输出电抗器波三相电源滤波器电容供电正常模式三相电源通过一个限流电阻给DCTransD供电，启动完毕，通过7K4

10、旁路启动电阻。外部保护信号通过7K1给到DCTransD,当外部保护时7K1动作造成DCTransD,转换到紧急模式。DCTransD和变桨控制器S100通讯，通过CAN-BUS端口。紧急模式当电网断电或触发急停时，DCTransD转换到电容供电，电容225V直流电源通过5F2、5F3供为DCTransD供电，将桨叶快速顺桨至91°。充电单元-概念1、 充电单元对每个模块执行的温度检查，极性翻转和过压检测。2、 充电过度，过热和极性翻转将造成充电停止3、 电容量测量和极限的检查4、 独立继电器给接触器发信号（UC OK/redy）5、 2个连接计算机(EIA 485)的串口(为了数据

11、交换、参数分配、服务功能、远程监控，等等)充电单元诊断1、 独立继电器发信号给接触器UC OK:意味着如果UC模块与或者或的设置没有错误的情形。Ready：意味着如果UC模块与或者或的设置没有错误的情形和UC模块充满电。2、 LED灯介绍Mains ok (绿色LED):LED亮的条件是供电在允许范围之内（400VAC土15%）UC charger（黄色LED）:LED亮的条件是当一直充电仍然没有充达到额定输出电压。UC charger（绿色LED）:LED亮的条件是已经达到额定电压。它又达到超出最小输出电压（Ubmin）的极限。Error(红色LED)：如果以下条件达到l UC模块的过温l

12、UC模块充电达到极限以下l UC模块极性翻转l UC模块过压l 系统配置错误安全链1、 两个硬件安全链信号来自风机主控PLC2、 一个附加的软件安全链信号，由DP总线信息数字量输出给3K2接触器的方式决定。3、 2通道安全链继电器3K1的状态决定安全链信号。4、一路软件安全链，通过3K2控制安全继电器3K1。总线通信故障和编码器跳变也能触发软件安全链软件。4 SSB电机介绍 SSB电动机是直流电机 直流的电机的接线SSB的电机内部设置了短接线（见3、4端子），主要是检查C1插头是否插接牢固可靠，如果有一个插头连接不好将会报pilot故障，即接线故障。电磁刹车测速电机变桨电机旋编SSB电机散热风

13、扇哈丁头脱落检测5 主要后备系统介绍51 冗余的24VDC电源系统当安全链动作或者电网断电后，每个柜内的3T1将超级电容的225VDC转换本柜的24VDC控制电压。 电网正常时的24VDC的供电电网正常时通过2#轴柜的400VAC变24VDC模块2T1，同时给三个变桨轴柜提供24V直流电源，保证辅助电路的继电器和模块正常工作。6 SSB模块设定介绍 24VDC供电模块紧急24VDC供电模块3T1，每个轴柜各有一个。这个模块在紧急模式电容供电时给本轴柜提供24VDC电源。正常24VDC供电模块这个模块装在2#轴柜上，在电网正常时，把400VAC转换成24VDC供给三个轴柜的辅助电路继电器和模块使

14、用。电池电压检查模块这个模块负责检查电池（超级电容）电压，依图纸进行设定。电网电源检测模块这个模块检测电网电压值和相序，依图纸进行设定。温度继电器11A1、12A1是两个温度检测继电器，外接PT100。依图纸进行设定。用来保证各柜体的温度在正常范围内。 时间继电器用来柜内设置加热时间，设定60分钟。用来设定加热时间。通讯模块 通讯和配线为了在主机和变桨系统之间通讯, PROFIBUS-DP外部总线接口模块是使用在终端MCFB的主版通讯卡(板卡地址0)，外部总线地址在接口模块(参考分别描述)调整 S100（14A1）介绍14A1就相当于一个子站，带有数字和模拟信号的I/O口，带有通讯CAN-BUS内部通讯接口，其中在1#轴柜的14A1上增加了MCFB的主版通讯卡。和外部程序进行PROFIBUS-DP通讯。 DcctransD与S100的通信控制板S100（14A1）和电机驱动器DCtransD(5A1)间的通信，通过