国产Vensys变桨控制系统(2.5)讲义.ppt

金风2.5MW机组国产Vensys变桨控制系统;课程内容：;;1.2 变桨叶片气流变化和角度变化示意图： ;一、风力发电机组叶片变桨控制原理;优点： 1）启动性好，机组并入电网发电时对电网及机组本身冲击小； 2）刹车机构简单，叶片顺桨的同时叶轮转速可以逐渐下降，机组的切除对电网没有冲击； 3）额定点以前的功率输出追求最大化，风能利用率高； 4）额定点以后通过桨距调节输出功率，功率波动小，曲线平滑； 5）叶轮叶根承受的静、动载荷小，提高机组的运行寿命。 缺点： 1）由于有叶片变距机构、轮毂较复杂，可靠性设计要求高，维护费用高； 2）功率调节系统复杂，费用高。;二、金风2.5MW机组叶片变桨的机械结构及电气分布;二、金风2.5MW机组叶片变桨的机械结构及电气分布;2.1 Vensys变桨控制系统分布;2.2 Vensys变桨控制系统的线路连接;三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布;;三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布;三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布;三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布; Vensys变桨系统主要由PLC﹑充电电源、交流变频调速装置﹑交流电机﹑绝对式旋转（位置）编码器等组成，并由超级电容作为后备电源。; 国产Vensys变桨控制柜主电路采用交流--直流--交流回路，由逆变器（AC-3）为变桨电机供电。变桨电机采用交流异步电机。 PLC 组成变桨的控制系统，它通过现场总线(profibus-DP总线)和主控制系统交互通信，接受主控制系统的指令(主要是桨叶转动的速度指令)，并控制交流调速装置驱动交流电动机，带动桨叶朝要求的方向和角度转动，同时监测变桨系统的内部信号，把它直接传递给主控制系统。 每个叶片的变桨控制柜，都配备一套超级电容组，作为的备用的UPS电源。超级电容储备的电能，在保证变桨控制柜内部电路正常工作的前提下，足够使叶片以6°/s的速率，从0°顺桨到90°。特殊情况下，当来自滑环的电网电压掉电时，超级电容直接给变桨控制系统供电，可保证整套变桨控制系统的正常工作，使叶片顺桨安全停机。相比使用密封铅酸蓄电池作为备用电源的变桨系统，Vensys变桨控制系统这样使用超级电容作为备用电源具有以下优点： a、充电时间短； b、超级电容随使用年限的增加，容量减小的非常小； c、寿命长； d、无须维护； e、体积小，重量轻； f、充电时产生的热量少； g、从使用方式上看，电容直接并联在交流变直流的整流电源的输出母线上，省去了专用的电源管理设备，降低了控制系统的复杂性，提高了系统的可靠性。;国产Vensys变桨控制系统的特点 （1）电气结构简单﹑维修工作量小; （2）采用异步电机调速，相比采用直流电机调速，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问题; （3）超级电容为后备电源（UPS）。当机组遇到电网突然断电或其它紧急情况停机时，变桨伺服系统可以通过自备的超级电容（UPS） 短暂供电，使变桨系统完成顺桨及其它安全保护措施，提高了变桨系统的可靠性； （4）PLC 组成变桨的控制系统，没有使用专用的控制器进行系统控制，提高了系统控制部件的通用性，降低了变桨控制系统的维护难度和部件的采购难度。;国产Vensys控制柜内部电源及控制检测部分: 1、变桨充电电源 2、变桨变频器AC-3 3、超级电容 4、电压转换模块 5、温度传感器Pt100 6、CAN信号电路 7、倍福BX3100及其他模块 国产Vensys控制柜外部驱动及检测部分: 8、滑环 9、变桨电机 10、旋转编码器 11、5°和87°接近开关 12、90°限位开关 ;四、国产Vensys 变桨控制系统的主要元件及工作原理;电源的基本原理图;四、国产Vensys 变桨控制系统的主要元件及工作原理;IMS功率模块，Flash内存，微处理器控制，Can Bus 型号：Zapi AC-3 电力电子器件：MOSFET 开关频率：8kHz 输入电压：34--140VDC 输入额定电压：96V 最大输出电流：450A/3min 输出频率：0—100Hz 输出电压：3相 49V 最大输出功率：22kW;基本原理图;变桨中用到的接口： B1=KEY 控制回路供电。 A1=模拟信号输入0—10V。 B4=自动变桨使能； A12=叶片向0度方向变桨信号； A13=叶片向90度方向变桨信号； B9=驱动变桨电机电磁刹车； B6/B12=电机温度传感器PTC输入； E3/E5=速度反馈接口； E1、E2 = CAN通信供电； C1、C2、C3、C4 =CAN通信口。