机舱控制系统讲解.ppt

* 1.5MW风力发电机组机舱控制系统介绍 作者：孙伟 主要内容： 一、金风1.5MW机组的主体结构 二、机舱控制柜topbox 三、机舱控制系统中的传感器及检测元件 A:叶片 B:轮毂 C:变桨电机（3个独立变桨系统） D:发电机转子（永磁磁钢） E:发电机定子（铜排线圈） F:偏航电机（3个） G:风速仪、风向标 H:机舱罩 I:底座 J:塔筒（65m） 一、金风1.5MW机组的主体结构 采集机舱内的各个传感器、接近开关的信号；采集并处理叶轮转速、发电机转速、风速、温度、振动等信号，控制对风偏航和液压站的工作。 二、机舱控制柜topbox 机舱柜内的各种PLC模块采集到的信号全部通过总线耦合器BK3150和DP总线传输给塔底主控制器，由主控器进行集中的处理和管理。并由主控制器发出控制信号使机舱中的元件动作，执行偏航和液压系统的控制动作。 机舱控制系统的结构图 机舱检测的信号有： 1、环境温度（模拟量信号） 2、机舱温度（模拟量信号） 3、发电机温度（模拟量信号） 4、发电机转速（数字量和模拟量信号） 5、风向和风速（模拟量信号） 6、机舱位置（模拟量信号） 7、机舱振动（模拟量信号） 8、叶轮锁定信号（数字量信号） 9、发电机断路器的反馈信号（数字量信号） 10、纽缆信号（数字量信号） 11、振动开关信号（数字量信号） 等等 机舱柜与变桨系统的连接关系 机舱控制柜 三、机舱控制系统中的传感器及检测元件 1、机舱位置检测传感器 用于控制工业机械设备运动部分 ，旋转比率，范围：1:1到1:969，由输入轴和输出轴之间的不同的齿轮组合决定 ，传送和齿轮驱动轴是用不锈钢制造，它可以防止氧化和磨损。齿轮和传动轴衬套是用自动润滑的热塑材料制成。 在机舱中的安装位置 机舱位置检测传感器固定在机舱的底座上，靠近偏航轴承的外齿圈。 在机舱位置传感器的内部有一个电位器，电位器内的滑线触头随凸轮的位置进行相应的移动，电阻值也随之发生变化。电阻值的变化引起电压的变化。电压信号被输送到模拟量采集模块中进行变换就得到了机舱位置。 2、机舱加速度传感器 主要用于检测机舱和塔架的低频振动情况，频率范围为（0.1----10Hz），可以同时测量垂直2个方向的加速度，加速度的测量范围为（-0.5g------+0.5g)。 加速度输出信号与输出电压的关系 Acceleration x-axis [V] ：-0,5g=0V 0g=5V +0,5g=10V Acceleration y-axis [V] ：-0,5g=0V 0g=5V +0,5g=10V 1g - 9,81m/s2 在机舱中的安装位置 3、接近开关 工作原理：接近开关可以无损不接触地检测金属物体。通过一个高频的交流电磁场和目标体相互作用实现检测。接近开关的磁场是通过一个LC振荡电路产生的，其中的线圈为铁氧体磁芯线圈。采用殊殊的铁氧体磁芯使得接近开关能够抗交流磁场和直流磁场的干扰。因此有可能把它们用在焊接领域。 安装位置 20...28 VDC；450 mA ；heating；electr；controlled ；9 W 电源 温度：-30～+70°C；风速 0～60 m/s 应用范围 0(4)...20 mA = 0...50 m/s最大负载：600欧姆 0(4)...20 mA = 0..360°最大：负载：600欧姆 输出 0.7 m/s 0.7 ° 起始值 0.02 m/s 5.6° 分辨率 ±2%FS ±2% 精确度 0.7～50m/s 0~360° 测量范围 风速仪 风向标 4、风向标和风速仪 安装位置 5、振动开关 6、纽缆开关 安装位置 在1500kW风机电机转速测量及过速保护上，设计了2套各自独立的检测系统。其中一种是使用1个Gspeed模块及2个Gpulse模块构成的转速测量系统，Gpulse测量发电机电压信号频率，输出24V的脉冲列，Gspeed将脉冲转换为对应转速的电压模拟量输出（0～10V），送至风机主控制系统，并由主控制系统软件计算电机转速。 同时Gspeed模块还负责连接机舱位置传感器，得到判断偏航位置的信号送至主控制系统。另外Gspeed模块输出的转速，在主控程序中对比Overspeed模块得到的两个转速值。达到电机转速相互检查的目的。 7、发电机转速测量模块GSPEED和GPULSE 连接分布图 使用2个相互独立的接近开关传感器，并对同一个（尺数为60齿的）齿盘进行数齿来进行转速检测，接近开关输出是占空比50%、峰-峰值24VDC的频率信号，这个频率信号再送入1个Overspeed模块，并由该模块判断电机转速是否超过设定保护值。若电机转速超过设定保护值，模块将输出干结点信号。该干结点信