Vensys变桨系统简介.ppt

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1、Vensys变桨控制系统金风科技培训中心12年2月编订姬晓峰Vensys变桨控制系统主要内容：一、变桨系统的机械结构二、变桨系统的功能三、变桨系统的电气结构及控制原理四、主要元件实物认知及功能原理五、变桨系统故障判断六、变桨回路讲解通过本章你将了解到以下内容：1、了解系统的机械结构,及变桨系统的机械驱动方式2、了解变桨系统的功能，变桨系统的控制策略3、了解变桨系统的电气结构，及各元件之间的连接与配合。4、对主要元器件的实物认知，了解元件的原理及在变桨系统中的作用5、对变桨系统故障进行判断，并对常见故障进行分析一、

2、变桨系统的机械结构控制系统变桨电机通过变桨减速器驱动涨紧轮，涨紧轮拉动齿形带，齿形带带动变桨盘完成叶片的角度调整。二、变桨系统的功能实现风力发电机组的变桨控制，在额定风速以上通过控制叶片桨叶角，使输出功率保持在额定功率附近。在额定功率以下，保持叶片角度在最小桨叶角，使得风力发电机处在最大吸收风能状态。停机时，调整桨叶角至停机位置（87度），使风力发电机组出于安全状态。变桨控制柜主电路采用交流--直流--交流结构，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（通过逆变器改变供电的频率

3、来控制电机的转速）。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度/s的速率，从0度顺桨到90度位置。当来自滑环的电源掉电时，备用电源直接为变桨系统供电，仍可保证整套边疆电控系统正常工作。当超级电容电压低于软件设定值，主控制器会控制机组停机。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；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

4、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。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。三、变桨系统的电气结构及控制流程3.1变桨系统分布结构Vensys变桨系统由三个柜子组成，每个柜子都是一套独立的控制系统，完成对单只叶片的角度控制与调节。主控发

5、出的信号通过机舱柜，经过滑环，传到三个变桨柜。3.2变桨线路连接图3.3变桨系统驱动原理变桨控制柜通过安装在电机尾部的旋转编码器来检测叶片所在的角度。分别安装在桨叶对应的87度、5度接近开关，提供了附加的位置检测功能。安装在桨叶对应92度的限位开关提供了当位置检测失效的情况下的安全保护功能。通过变桨逆变器AC2驱动变桨电机进行桨叶角度调整。直流开关电源NG5将400VAC转换为60VDC，为超级电容充电同时为24VDC电源供电。3.4变桨控制流程图Vensys变桨系统动作方式分为：自动模式、手动模式、强制手动模式

6、，现根据流程图对动作模式进行说明。控制流程图如下：四、主要元件实物认知及功能原理4.1变桨柜在轮毂中的安装4.2变桨柜内部布局控制柜内部电源及控制检测部分:开关电源(NG5)变桨变频器(AC2)超级电容A10自制模块BC3150及beckoff模块温度检测（PT100）控制柜外部驱动及检测部分:g.变桨电机h.旋转编码器i.温度检测（PT100）j.0°和87°接近开关及90°限位开关k.滑环4.3变桨柜主要元器件进口NG5参数型号：ZivanBatteryChargerNG5输入电压：400VAC(+/-15%

7、)输出电压：60VDC输出电流：80ADC充电方式：间歇性充电，当电压低于55V时开始充电，超级电容电压达到60V时停止充电。直流开关电源NG5国产NG5参数：型号：JF-CHARGER-60V-80A-K,JF-CHARGE-60V-80A-J输入电压：400VAC（+/-15%）输出电压：60VDC输出电流：80ADC充电方式：持续工作，电压维持60V。NG5基本原理图优点：效率高；体积小；充电时间短；充电不受交流电源变化的约束；能够提供理想的充电曲线。直流充电电源首先对三相AC400V进行整流，获得DC54

8、0V，随后通过DC/DC变换电路将DC540V转换为所需要的工作电压，该工作电压是与超级电容的电压有关的。直流充电器输出的信号分别为：充电器正常信号（NG5OK信号）、充电器温度信号。充电正常信号为充电器给出的一个干触点，当充电器正常工作时，该触点闭合。如果充电器出现异常则该触点断开。充电器温度信号为由充电器引出的PT100电阻信号。在国产Vensys变桨系统中仅使用了直