金风1500风机变桨系统介绍.ppt

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1、金风1.5MW风力发电机组的变桨系统介绍作者：李磊修改：孙伟一、变桨系统的机械结构二、变桨距控制的目的三、变桨系统的硬件组成四、变桨系统的维护和故障诊断五、功率曲线一、变桨系统的机械结构控制系统二、变桨距控制的目的在风力发电领域中应用的几种控制方式：定速定桨控制(FSFP)成本低、功率曲线较差定速变桨控制(FSVP)叶轮转速基本保持不变、额定风速以上可以实现恒功率变速失速控制(VSFP)额定风速以下可以实现最优Cp、但额定风速以上功率曲线较差变速变桨控制(VSVP)额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风

2、速，这样可以跟踪最优Cp；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：要实现的主要目标就是让叶轮尽可能多的吸收风能。Cp越大,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置为规定的最小桨矩角。额定风速以上阶段：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机的扭矩使其恒定,从而恒定功率。通过变桨调整发电机的转速,使得其始终跟踪转速设置点。相同容量的定桨距和变桨距机组功率曲线的对

3、比三、变桨系统的硬件组成变桨控制柜内的布局实物讲解3.1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

4、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；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变桨超级电容自动变桨：正常工作，程序

5、控制；手动变桨：调试、维护；只有当两只叶片的位置在86度附近，第3只叶片才能朝0度变桨；强制手动变桨：调试、维护；3只叶片都可以朝0度变桨，不受86度限制；Forward：朝0度变桨；Backward：朝90度变桨注意：强制手动模式中，叶片能在-2°～95°桨距角范围内任意转动，而在非强制手动模式中，若要维护某一叶片，如叶片朝0°方向变桨，其桨距角不能小于5°，如叶片朝90°方向变桨，当碰到限位开关后，不能再变桨，若要继续变桨，可采取强制变桨模式变桨，而其余两个叶片则要求转到桨距角不能小于86°的位置。强制

6、手动模式时，叶片角度不被任何限定值控制或限制，这样叶片能转到任何可能的位置，操作不当对机械部件可能引起相当大的损害。变桨系统分布结构上面的插头：5+屏蔽，24VDC，机舱到变桨的安全链；中间的插头：ProfibusDP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ProfibusDP数据传输速率：6Mbit/sHarting连接端子变桨电机类型：IM3001(3相笼型转子异步电机)额定功率：4.5kW，1500rpm，S260min最大转矩：75Nm制动转矩：100Nm额

7、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:控制柜内部电源及控制检测部分:1、开关电源(NG5)2、变桨变频器(AC2)3、超级电容4、A10自制模块5、BC3150及beckoff模块6、温度检测

8、（PT100）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。AUX1CAUX1NO=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