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金风1.5MW机组变桨系统简析 及三叶片主旋编位置偏差大故障解析

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姓名：潘峰

专业：机械设计制造及其自动化 入职时间：2015年06月24日 部门：新疆服务事业部

目 录

摘要……………………………………………………………………………2 关键词…………………………………………………………………………2 一、 安全链系统……………………………………………………………2 二、 关于苇糊梁西区A32机组出现安全链OK故障的处理及解

析………………………………………………………………………8 三、 参考文献……………………………………………………………11

金风1.5MW机组变桨系统简析 及三叶片主旋编位置偏差大故障解析

摘要

金风兆瓦机组的变桨系统是该类机组的重要组成部分，变桨系统的所有部件都安装在轮毂上，通过控制叶片的角度来控制叶轮的转速，进而控制风机的输出功率，并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机，所以变桨系统的重要性不言而喻。

本文主要介绍了金风1.5MW机组的变桨系统的各组成部分的工作原理和苇糊梁西区A32机组出现三叶片主旋编位置偏差大故障的处理及解析。

关键词

金风1.5MW机组、变桨系统、变桨电机、电磁刹车

一、 变桨系统

(一） 变桨系统简介

变桨系统能使叶片绕其中心轴转动。它既能控制输出功率还能使风机降速。当风速超过额定风速时，通过调整叶片的桨距角，叶轮的输入功率可以限制在额定功率，从而防止发电机和变流系统过载。运行控制系统可连续记录并监测风机的输出功率和叶片的桨距角，同时根据风速相应地调整桨距角，结合变速控制，可以实现额定功率的恒定输出。机组3个独立的变桨系统也是风机的刹车系统。该系统将叶片调整到顺桨（90°）的位置，可减少叶轮的出力。变桨后，风机的转速下降，直到风机停机。 (二） 变桨系统的主要功能 1、功率调节

变桨距控制是风力发电机组最常使用的控制吸收风能的方法，通过变桨控制桨距角，来实现调节叶轮吸收风能的功率。在风速小于额定风速时，桨距角设定在零度附近，这样能使叶轮尽可能多的吸收风能，使发电机功率提高，更接近额定功率，

此时空气动力载荷通常比在额定风速时小。

在风速大于额定风速时，变速控制器和变桨控制器共同作用，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；通过改变桨距角来调节发电机转速，使其始终跟踪发电机转速的设定值，防止发电机和逆变系统过载，保证风机正常稳定运行，风速越大，桨距角越接近90°，反之，则越接近0°。变桨系统的控制是风机运行、保证发电量的重要系统之一。

2、气动刹车

金风1500kW风力发电机组变桨系统是目前该系统唯一的停车机制，通过将桨叶迅速顺至停机位置来完成气动刹车。主控的所有停机指令，包括普通停机，快速停机和紧急停机，最后都是通过总线发给变桨系统来执行。机组的安全链的最后输出也是给变桨，任意一个安全链节点断开后，安全链系统送给变桨系统的高电平都会丢失，变桨系统会根据内部程序立即执行紧急停机。在执行停机或紧急停机的时候都是变桨柜接受主控传达信息，叶片迅速顺桨，利用空气阻力使得风机进入停机过程。

图 1变桨系统结构

二、 金风1.5MW机组变桨系统主要元器件介绍

1、变桨电机

金风1.5MW机组变桨系统采用SSB直流电机驱动变桨，三个变桨电机分别驱动三个叶片变桨，变桨电机是驱动叶片变桨的直接动力，在变桨系统中有着不可替代的作用，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23.5V）；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3T1供给24VDC电源继续为24VDC辅助电路供电，完成顺桨。

图2 变桨原理结构

2、变桨逆变器AC2

变桨逆变器AC2是意大利萨牌控制器 ZAPI AC-2 FZ5197-INV逆变器，是当今世界上最先进的逆变器之一。额定电压为48V，最大电流450A，实际使用时由60V的直流电源超级电容供电，工作频率为8kHz，输出电压为3相29V，频率为0.6到56HZ。外观如图3所示逆变器共有6个外部接口，我们使用了端口A、D、E、F的相关管脚，主控制器通过模拟/数字信号来控制驱动器动作和接收驱动器的反馈状态，两者之间并没有任何通讯协议。这样的控制方式不但满足了逆变器在变桨系统中的协调工作，而且控制方