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1、Vensys變槳控制系統(tǒng)金風科技培訓中心12年2月編訂姬曉峰Vensys變槳控制系統(tǒng)主要內容：一、變槳系統(tǒng)的機械結構二、變槳系統(tǒng)的功能三、變槳系統(tǒng)的電氣結構及控制原理四、主要元件實物認知及功能原理五、變槳系統(tǒng)故障判斷六、變槳回路講解通過本章你將了解到以下內容：1、了解系統(tǒng)的機械結構,及變槳系統(tǒng)的機械驅動方式2、了解變槳系統(tǒng)的功能，變槳系統(tǒng)的控制策略3、了解變槳系統(tǒng)的電氣結構，及各元件之間的連接與配合。4、對主要元器件的實物認知，了解元件的原理及在變槳系統(tǒng)中的作用5、對變槳系統(tǒng)故障進行判斷，并對常見故障進行分析一、
2、變槳系統(tǒng)的機械結構控制系統(tǒng)變槳電機通過變槳減速器驅動漲緊輪，漲緊輪拉動齒形帶，齒形帶帶動變槳盤完成葉片的角度調整。二、變槳系統(tǒng)的功能實現(xiàn)風力發(fā)電機組的變槳控制，在額定風速以上通過控制葉片槳葉角，使輸出功率保持在額定功率附近。在額定功率以下，保持葉片角度在最小槳葉角，使得風力發(fā)電機處在最大吸收風能狀態(tài)。停機時，調整槳葉角至停機位置（87度），使風力發(fā)電機組出于安全狀態(tài)。變槳控制柜主電路采用交流--直流--交流結構，由逆變器為變槳電機供電，變槳電機采用交流異步電機，變槳速率由變槳電機轉速調節(jié)（通過逆變器改變供電的頻率
3、來控制電機的轉速）。每個葉片的變槳控制柜，都配備一套由超級電容組成的備用電源，超級電容儲備的能量，在保證變槳控制柜內部電路正常工作的前提下，足以使葉片以7度/s的速率，從0度順槳到90度位置。當來自滑環(huán)的電源掉電時，備用電源直接為變槳系統(tǒng)供電，仍可保證整套邊疆電控系統(tǒng)正常工作。當超級電容電壓低于軟件設定值，主控制器會控制機組停機。變槳機組的控制策略為：A、額定風速以下通過控制發(fā)電機的轉速使其跟蹤風速，這樣可以跟蹤最優(yōu)Cp；額定風速以下階段：要實現(xiàn)的主要目標就是讓葉輪盡可能多的吸收風能。Cp越大,吸收的風能越多。由
4、于額定風速以下風速較小，因此，此時沒有必要變槳，只需要此時將葉片角度設置為規(guī)定的最小槳矩角。B、額定風速以上通過扭矩控制器及變槳控制器共同作用，使得功率、扭矩相對平穩(wěn)；功率曲線較好。額定風速以上階段：變速控制器（扭矩控制器）和變槳控制器同時發(fā)揮作用。通過變速控制器即控制發(fā)電機的扭矩使其恒定,從而恒定功率。通過變槳調整發(fā)電機的轉速,使得其始終跟蹤轉速設置點。三、變槳系統(tǒng)的電氣結構及控制流程3.1變槳系統(tǒng)分布結構Vensys變槳系統(tǒng)由三個柜子組成，每個柜子都是一套獨立的控制系統(tǒng)，完成對單只葉片的角度控制與調節(jié)。主控發(fā)
5、出的信號通過機艙柜，經過滑環(huán)，傳到三個變槳柜。3.2變槳線路連接圖3.3變槳系統(tǒng)驅動原理變槳控制柜通過安裝在電機尾部的旋轉編碼器來檢測葉片所在的角度。分別安裝在槳葉對應的87度、5度接近開關，提供了附加的位置檢測功能。安裝在槳葉對應92度的限位開關提供了當位置檢測失效的情況下的安全保護功能。通過變槳逆變器AC2驅動變槳電機進行槳葉角度調整。直流開關電源NG5將400VAC轉換為60VDC，為超級電容充電同時為24VDC電源供電。3.4變槳控制流程圖Vensys變槳系統(tǒng)動作方式分為：自動模式、手動模式、強制手動模式
6、，現(xiàn)根據(jù)流程圖對動作模式進行說明。控制流程圖如下：四、主要元件實物認知及功能原理4.1變槳柜在輪轂中的安裝4.2變槳柜內部布局控制柜內部電源及控制檢測部分:開關電源(NG5)變槳變頻器(AC2)超級電容A10自制模塊BC3150及beckoff模塊溫度檢測（PT100）控制柜外部驅動及檢測部分:g.變槳電機h.旋轉編碼器i.溫度檢測（PT100）j.0°和87°接近開關及90°限位開關k.滑環(huán)4.3變槳柜主要元器件進口NG5參數(shù)型號：ZivanBatteryChargerNG5輸入電壓：400VAC(+/-15%
7、)輸出電壓：60VDC輸出電流：80ADC充電方式：間歇性充電，當電壓低于55V時開始充電，超級電容電壓達到60V時停止充電。直流開關電源NG5國產NG5參數(shù)：型號：JF-CHARGER-60V-80A-K,JF-CHARGE-60V-80A-J輸入電壓：400VAC（+/-15%）輸出電壓：60VDC輸出電流：80ADC充電方式：持續(xù)工作，電壓維持60V。NG5基本原理圖優(yōu)點：效率高；體積??；充電時間短；充電不受交流電源變化的約束；能夠提供理想的充電曲線。直流充電電源首先對三相AC400V進行整流，獲得DC54
8、0V，隨后通過DC/DC變換電路將DC540V轉換為所需要的工作電壓，該工作電壓是與超級電容的電壓有關的。直流充電器輸出的信號分別為：充電器正常信號（NG5OK信號）、充電器溫度信號。充電正常信號為充電器給出的一個干觸點，當充電器正常工作時，該觸點閉合。如果充電器出現(xiàn)異常則該觸點斷開。充電器溫度信號為由充電器引出的PT100電阻信號。在國產Vensys變槳系統(tǒng)中僅使用了直
