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金风1.5MW机组变流控制子站与低电压控制子站区别目前，金风1.5MW机组控制系统主要分Switch与Freqcon变流两种。
我们场站1.5MW机组所采用控制系统为Freqcon变流系统，为被动风冷型，Freqcon变流配置的系统由变桨子站、机舱控制子站、低电压控制子站、变流控制子站和主控制器组成。
其中，变桨子站在轮毂三个变桨柜各一个，机舱控制子站在机舱控制柜，剩下的三个均在主控柜。
主控制器一眼可以看出，但变流控制子站与低电压控制子站处于上下关系，很容易混淆，并且各自代表的功能也不同，现从位置区分、组成、功能三个部分进行详细介绍。
一、位置区分当我们打开机组主控柜时，变流控制子站与低电压控制子站在主控柜上部各一排，第一排为变流控制子站，第二排为低电压控制子站。
如下图所示：二、组成（1）变流控制子站变流控制子站共计18个倍福模块组成，主要由BK3150、KL9210、KL1104、KL2134、KL3404、KL4032、KL9010这些模块组成。
（2）低电压控制子站低电压控制子站共计15个倍福模块组成，主要由BK3150、KL9210、KL1104、KL2134、KL3204、KL4032、KL9010这些模块组成。
（3）各倍福模块作用表1：子站通讯模块表2：常用数字量与模拟量模块作用三、功能（1）变流控制子站主要用于监测变流器系统。
变流器系统主要有两个作用，首先控制机组叶片角度，调节发电机电磁扭矩；然后将电能转化成与电网频率、相位、幅值相对应的交流电，以此满足并网条件。
凡是与变流器有关的故障，均与变流控制子站模块有关。
如下图所示：（2）低电压控制子站主要用于各温度测量回路，对冷却风扇、发电机电容、滤波电容、放电接触器、UPS等回路的运行是否正常进行反馈。
凡是与温度、运行反馈有关的故障，均与低电压子站模块有关。
如下图所示：综上所述，在实际工作中，当机组发生故障时，我们往往打开柜子就会看到一排排倍福模块，如果不熟悉各个功能模块的特点，就会有不知所措或无从下手的感觉，所以需要我们运维人员能够明确故障方向，结合图纸从源头查询相应故障回路，便于在日常维护及处理故障过程中提高工作效率。
实用标准变桨系统主要元件故障原因及分析——AC2和NG5故障原因及分析******专业：电力系统自动化入职时间：2010-7-1部门：技术服务中心目录目录 (1)摘要 (2)一、变桨系统的作用 (2)（一）功率调节 (2)（二）气动刹车 (3)二、主要元器件的介绍 (3)（一）变桨逆变器AC2 (3)（二）充电器NG5 (4)（三）其他元器件 (6)三、控制原理 (8)（一）变桨原理框图 (8)（二）变桨原理介绍 (8)四、典型故障分析 (9)（一）变桨逆变器OK信号丢失故障分析 (9)1、变桨逆变器OK信号形成及检测过程 (10)2、变桨逆变器OK信号丢失原因 (10)（二）充电器NG5损坏原因分析及整改建议 (12)1、NG5充电器损坏原因 (13)2、整改意见 (15)五、结束语 (19)参考文献： (20)摘要本文通过对变桨系统的重要元器件的原理和变桨控制原理进行了简单的介绍，总结了充电器NG5和逆变器AC2发生故障的原因和解决方法，并且提出本人在现场进行维护工作时发现的一些缺陷和整改意见。
关键词：变桨系统逆变器AC2 充电器NG5 浪涌保护一、变桨系统的作用（一）功率调节变桨距控制是最常见的控制风力发电机组吸收风能的方法，变桨目的是通过控制桨距角，调节叶轮吸收风能的功率。
在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能的捕捉较多的风能，桨距角设定值设定在能够吸收最大功率的最优值，所以这时机组运行没有必要改变将距角，一般桨距角设定为零度附近，以便让叶轮尽可能多的吸收风能，此时空气动力载荷通常比在额定风速之上时小。
额定风速以上阶段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；通过变桨调节发电机转速，使其始终跟踪发电机转速的设定值。
（二）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。
变桨系统主要元件故障原因及分析——AC2和NG5故障原因及分析******专业：电力系统自动化入职时间：2010-7-1部门：技术服务中心目录目录 (1)摘要 (2)一、变桨系统的作用 (2)（一）功率调节 (2)（二）气动刹车 (2)二、主要元器件的介绍 (3)（一）变桨逆变器AC2 (3)（二）充电器NG5 (3)（三）其他元器件 (5)三、控制原理 (6)（一）变桨原理框图 (6)（二）变桨原理介绍 (6)四、典型故障分析 (7)（一）变桨逆变器OK信号丢失故障分析 (7)1、变桨逆变器OK信号形成及检测过程 (7)2、变桨逆变器OK信号丢失原因 (8)（二）充电器NG5损坏原因分析及整改建议 (9)1、NG5充电器损坏原因 (10)2、整改意见 (11)五、结束语 (15)参考文献： (16)摘要本文通过对变桨系统的重要元器件的原理和变桨控制原理进行了简单的介绍，总结了充电器NG5和逆变器AC2发生故障的原因和解决方法，并且提出本人在现场进行维护工作时发现的一些缺陷和整改意见。
关键词：变桨系统逆变器AC2 充电器NG5 浪涌保护一、变桨系统的作用（一）功率调节变桨距控制是最常见的控制风力发电机组吸收风能的方法，变桨目的是通过控制桨距角，调节叶轮吸收风能的功率。
在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能的捕捉较多的风能，桨距角设定值设定在能够吸收最大功率的最优值，所以这时机组运行没有必要改变将距角，一般桨距角设定为零度附近，以便让叶轮尽可能多的吸收风能，此时空气动力载荷通常比在额定风速之上时小。
额定风速以上阶段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；通过变桨调节发电机转速，使其始终跟踪发电机转速的设定值。
（二）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。
酒泉职业技术学院毕业设计（论文）2012 级风能与动力技术专业题目： 1.5MW 永磁直驱风力发电机组变桨系统安装工艺分析毕业时间：二〇一五年六月学生姓名：孙斌指导教师：张康班级：2012级风能与动力技术（3）班2014年6月21日酒泉职业技术学院2015 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表说明：1、以上各栏必须按要求逐项填写.。
2、此表附于毕业论文(设计)封面之后。
目录摘要： (2)一、永磁直驱风力发电机组概述 (2)（一）永磁直驱风力发电机组的特点 (2)（二）变桨系统的工作原理 (4)（三）变桨系统的部件结构分析 (4)二、变桨系统部件安装工艺流程分析 (5)(一)变桨盘的安装 (6)(二)安装凸轮开关挡块和接近开关感应块 (8)（三）安装变桨轴承 (10)（四）变桨减速器和驱动轮的安装 (12)（五）变桨电机的安装 (17)（六）限位开关支架的安装 (18)（七）齿形带和变桨锁的安装 (19)三、技术改进 (21)四、总结 (22)参考文献： (23)致谢 (24)永磁直驱风力发电机组变桨系统安装工艺摘要：风力发电机组电控系统主要由变桨系统、变流系统、主控系统以及监控系统组成。
变浆系统是风力发电机的重要组成部分，其中变桨系统的主要作用是通过控制输出功率对风机速度进行调整，达到最理想状态。
当风速超过额定风速时，通过调整叶片的桨距角降低风机转速，使风机额定功率输出，从而防止发电机和逆变系统过载，保证风机正常稳定的运行。
当风速小于额定风速时，通过变桨系统改变桨距角，吸收更多的风能提高Cp（风能吸收系数），保证最高效的发电，提高风机的发电量。
而变桨系统中的变桨电机、变桨减速器、驱动支架等是永磁直驱风力发电机组中非常重要的机械部件，其决定着风能有效和最大化的被利用。
本文围绕风力发电机变浆系统的构成、作用及原理、安装工艺和常见故障分析等进行论述。
关键词:变桨系统; 变桨电机;变桨减速器;驱动支架;齿形带（一）永磁直驱风力发电机组的特点直驱式风力发电机（Direct-driven Wind Turbine Generators），是一种由风轮直接驱动发电机的风力发电机组，亦称无齿轮风力发电机组，这种风力发电机采用多极发电机与风轮直接连接进行驱动的方式，免去了齿轮箱这一传统部件。
变桨系统主要元件故障原因及分析——AC2和NG5故障原因及分析姓名：董参参专业：电力系统自动化入职时间：2010-7-1部门：技术服务中心目录目录 (1)摘要 (2)一、变桨系统的作用 (2)（一）功率调节 (2)（二）气动刹车 (3)二、主要元器件的介绍 (3)（一）变桨逆变器AC2 (3)（二）充电器NG5 (4)（三）其他元器件 (6)三、控制原理 (8)（一）变桨原理框图 (8)（二）变桨原理介绍 (8)四、典型故障分析 (9)（一）变桨逆变器OK信号丢失故障分析 (9)1、变桨逆变器OK信号形成及检测过程 (9)2、变桨逆变器OK信号丢失原因 (10)（二）充电器NG5损坏原因分析及整改建议 (12)1、NG5充电器损坏原因 (13)2、整改意见 (14)五、结束语 (19)参考文献： (20)摘要本文通过对变桨系统的重要元器件的原理和变桨控制原理进行了简单的介绍，总结了充电器NG5和逆变器AC2发生故障的原因和解决方法，并且提出本人在现场进行维护工作时发现的一些缺陷和整改意见。
关键词：变桨系统逆变器AC2 充电器NG5 浪涌保护一、变桨系统的作用（一）功率调节变桨距控制是最常见的控制风力发电机组吸收风能的方法，变桨目的是通过控制桨距角，调节叶轮吸收风能的功率。
在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能的捕捉较多的风能，桨距角设定值设定在能够吸收最大功率的最优值，所以这时机组运行没有必要改变将距角，一般桨距角设定为零度附近，以便让叶轮尽可能多的吸收风能，此时空气动力载荷通常比在额定风速之上时小。
额定风速以上阶段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；通过变桨调节发电机转速，使其始终跟踪发电机转速的设定值。
（二）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。
金风 1.5WM风力发电机组冲限位分析摘要：经过了一段时间的现场的实习，我对MW机组有了一定的了解，对于一些故障，有了一些自己的看法，下面结合在北票现场处理故障的一点收获，对经常发生的冲限位问题进行一定的分析。
关键字：冲限位，旋转编码器，接近开关，齿形带一、变桨系统的基本组成（一）、变桨系统目的使叶片的攻角在一定范围（0度---90度）变化，以便调节输出功率，避免了定桨距机组在确定攻角后，有可能夏季发电低，而冬季又超发的问题。
在低风速段，功率得到优化，能更好的将风能转化电能。
（二）、它可以分为以下几个阶段：1、启动阶段：叶片从顺桨位置开始，直到叶轮转速增加到9RPM或10RPM，风机开始发电。
这个过程为变速、变桨过程；风机开始发电时叶片角度大小由风的状况决定，目前主控软件规定，在切入风速下，开始发电时叶片角度在1.5°.2、变速阶段：这个阶段在额定风速以下，叶轮瞬间转速低于变桨转速设定值，风机输出功率瞬时值也低于风机额定输出功率；要实现的主要目标就是让叶轮尽可能多的吸收风能。
由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。
3、恒速阶段：该阶段同样不会变桨。
虽然叶轮瞬间转速达到变桨转速设定值，但由于风机输出功率瞬时值低于风机额定输出功率，所以由GH控制策略计算出的变桨速率依然为负值。
而此时叶片当前角度同样是风机运行过程中，主控软件所规定的最小值，因此无法再继续减小叶片桨距角。
4、恒功率阶段：该阶段在额定风速以上，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。
二、影响冲限位的元件金风1.5MW机组变桨系统主要由：超级电容，A10模块，AC2变频器，NG5开关电源，变桨电机，接近开关，限位开关，旋转编码器，T1，变桨子站等组成元件。
下面对主要易造成冲限位的几个元件进行说明：（一）、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。
金风1.5MW机组变桨旋转编码器更换指导书金风1.5MW机组变桨旋转编码器位于轮毂内变桨电机的尾部，其功能为检测机组变桨角度和变桨速度，并反馈给机组主控系统以便主控系统根据风况及时调整桨距角，在变桨系统故障时及时顺桨停机。
由此可见旋转编码器的重要性，为了提高机组可利用率，我们不仅要掌握其维护方法，还要熟悉更换步骤。
1.准备工具5mm、4mm、2.5mm内六方各1个、8寸活动扳手1把、端子起1把、尖嘴钳1把、8mm-10mm开口1把、照明灯1个、扎带若干。
2.操作步骤2.1准备工作维护人员穿戴好个人劳动防护用品后进入风机，将机组维护钥匙打到“repair”处；登至机舱，打开机舱柜将滑环电源开关101F4断开；锁定叶轮后进入轮毂并架好照明设备；进入轮毂后将手自动转换旋钮 S1 旋到手动状态，将红色旋钮 Q1旋到OFF状态。
2.2拆除及安装用8mm开口扳手拆除变桨电机防护罩的四颗螺栓，取下防护罩，拆卸旋转编码器PG连接头；用 5mm 的内六方拆卸变桨电机风扇底座的3个螺栓和绑扎接线的扎带，将风扇和底座放置一旁；用5mm的内六方拆卸旋转编码器的4颗螺栓，将底座和旋转编码器取出；用4mm内六方拆卸固定旋转编码器底座的3颗螺栓，取出旋转编码器和连接头；用2.5mm内六方拆出旋转编码器连接头的1颗螺栓后，取出旋转编码器；安装步骤与拆卸步骤相反。
2.3旋转编码器清零在手动模式下将叶片变桨至机械零度位置。
将X3.14 上的导线取出并进行绝缘防护，避免带电后压引起设备损坏。
取事先准备好的导线做清零线，将导线的一端插入X3.14，另一端插入X2:8号端子的+24VDC。
清零操作结束后，取下清零线，将从X3.14上取出的导线重新插入到X3.14中。
2.4调试确保柜内各部分接线都已紧固，各元器件都恢复拆卸前状态。
合上变桨柜400V电源开关，检查变桨柜变桨模式为手动状态。
测试变桨正常后，将桨叶手动变桨至70°位置，S1旋到自动状态，如果桨叶自动停留在 87°位置说明操作正确。
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精品文档，超值下载姓名：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°。
简述金风1.5MW风力发电机组通过变桨变频器AC-2自诊断功能来判断故障金风1.5MW风力发电机组中变桨变频器AC-2基本原理是通过三相桥将60VDC逆变为频率、电压可调的三相沟通电，从而达到电机调速的目的。
在我们日常维护工作中，难免会遇到变桨系统的相关故障，而在AC-2变频器内部的掌握单元具有自诊断功能，它能自主的检测内部和其外部相关元器件的故障，并自动通过脉冲信号输出故障信息。
通过查看KL1104模块信号灯的闪耀频率，我们就可以快速锁定系统的故障缘由，从而提高工作效率。
观看信号灯闪耀次数推断故障及其处理方法1.若闪耀次数是1次：则为规律故障，通常是内部看门狗程序动作、EEPROM存储器读写故障或AC2内部规律故障。
处理方法：可以对AC2进行重新断电上电操作，假如故障仍旧存在，可以进行更换AC2。
2.若闪耀次数是2次：则为启动故障、变桨命令方向故障、手闸故障、旋转编码器故障。
处理方法：检查AC2上全部接线，包括与AC2连接的端子和模块（如KL4001接线），如接线没有问题，再测量KL4001的１号口输出电压，正常状况下变桨不动作时其输出电压为4.8Ｖ-5.0Ｖ左右，假如测量电压不正常则需更换KL4001模块，如输出电压正常，下一步通过Ｂ文件查看旋转编码器在报故障前数据有没有发生跳变，假如发生跳变需检查旋编的接线和旋编与电机尾部轴连接处的塑料块是否松动或尝试更换KL5001，检查旋编到KL5001的哈丁头处是否有针对地短接或虚接，检查从旋编到KL5001之间的端子排连接处接线是否松动，最终尝试更换旋转编码器。
假如以上状况均正常，则需试更换AC2。
3.若闪耀次数是3次：则AC2内部电容充电失败、VMN低和VMN高故障。
处理方法：首先查看从AC2到变桨电机的三相动力接线（尤其是电机接线盒内部和AC2三相动力输出接线）是否松动、断开或磨损，是否对地短路或虚接，如一切正常。
在接线盒处单独测量变桨电机绝缘电阻。
固态继电器在金风 1.5MW 风机变桨系统中的应用摘要：随着金风1.5MW机组运行时间增增加，风机故障也较之前有所增多。
通过对所发生的故障进行统计和分析，发现大约百分之六十的故障均由风机的变桨系统报出。
本章通过对变桨系统的故障分析，以及对固态继电器及传统电磁式继电器分析研究，提出固态继电器在变桨系统中的应用。
通过替代的方式以达到降低故障频次，提高设备可利用率的目的。
关键词：变桨系统；固态继电器； K2继电器继电器广泛应用与工业控制领域，它是自动化控制中的基本元件。
由于控制需求的多样性，继电器的种类也从单一品种发展到了许多的种类。
随着技术的发展，固态继电器的无触点导通的性能已得到不断完善，相对于传统电磁继电器具有更广泛的应用价值。
1风机变桨系统运行情况介绍金风1.5MW风机变桨系统组成部分有三套控制系统，分别对三个叶片进行同步控制，实现同步动作。
变桨系统通过变桨电机驱动齿形带进行变桨动作，制动方式是电磁刹车制动。
变桨系统的原理：在启动阶段，叶片位置由顺桨位置变为54度，直到叶轮转速增加到8.8RPM，机组并网发电。
在发电模式下叶片的角度由风的大小决定，变速变桨的功能是1）通过变桨控制，调整叶片角度，提高迎风面积，使叶片能够吸收更多的风能。
2）在停机过程中为叶轮提供气动刹车，确保风机能够在故障或非故障情况下正常停机。
停机的模式：分为普通停机、快速停机和紧急停机三种模式。
3）减少作用在机组上的极限载荷。
4）超过额定风速后，通过叶片角度的调节是风机的出力始终保持在额定功率附近。
额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风速，确保叶轮尽可能的吸收风能；额定风速以上通过扭矩控制和变桨控制共同作用，功率和扭矩保持在相对平稳状态。
K2继电器的工作原理：在变桨系统中的作用是控制变桨电机的刹车、松闸，同时对变桨电机的冷却风扇散热器的运行进行控制。
变桨系统需要变桨时通过PLC发出变桨命令，AC2控制K2继电器得电，则电磁制动线圈带电，吸引衔铁松开闸片，然后变电电机驱动变桨动作；当变桨停止时，K2继电器失电，从而电磁制动线圈失电，衔铁被释放闸片进行抱闸。
变桨系统主要元件故障原因及分析——AC2和NG5故障原因及分析姓名：董参参专业：电力系统自动化入职时间：2010-7-1部门：技术服务中心目录目录 (1)摘要 (1)一、变桨系统的作用 (2)（一）功率调节 (2)（二）气动刹车 (2)二、主要元器件的介绍 (3)（一）变桨逆变器AC2 (3)（二）充电器NG5 (3)（三）其他元器件 (5)三、控制原理 (6)（一）变桨原理框图 (6)（二）变桨原理介绍 (6)四、典型故障分析 (7)（一）变桨逆变器OK信号丢失故障分析 (7)1、变桨逆变器OK信号形成及检测过程 (7)2、变桨逆变器OK信号丢失原因 (8)（二）充电器NG5损坏原因分析及整改建议 (9)1、NG5充电器损坏原因 (10)2、整改意见 (11)五、结束语 (15)参考文献： (16)摘要本文通过对变桨系统的重要元器件的原理和变桨控制原理进行了简单的介绍，总结了充电器NG5和逆变器AC2发生故障的原因和解决方法，并且提出本人在现场进行维护工作时发现的一些缺陷和整改意见。
关键词：变桨系统逆变器AC2 充电器NG5 浪涌保护一、变桨系统的作用（一）功率调节变桨距控制是最常见的控制风力发电机组吸收风能的方法，变桨目的是通过控制桨距角，调节叶轮吸收风能的功率。
在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能的捕捉较多的风能，桨距角设定值设定在能够吸收最大功率的最优值，所以这时机组运行没有必要改变将距角，一般桨距角设定为零度附近，以便让叶轮尽可能多的吸收风能，此时空气动力载荷通常比在额定风速之上时小。
额定风速以上阶段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；通过变桨调节发电机转速，使其始终跟踪发电机转速的设定值。
（二）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。
实用标准变桨系统主要元件故障原因及分析——AC2和NG5故障原因及分析姓名：董参参专业：电力系统自动化入职时间：2010-7-1部门：技术服务中心目录目录 (1)摘要 (2)一、变桨系统的作用 (2)（一）功率调节 (2)（二）气动刹车 (2)二、主要元器件的介绍 (3)（一）变桨逆变器AC2 (3)（二）充电器NG5 (3)（三）其他元器件 (5)三、控制原理 (6)（一）变桨原理框图 (6)（二）变桨原理介绍 (6)四、典型故障分析 (7)（一）变桨逆变器OK信号丢失故障分析 (7)1、变桨逆变器OK信号形成及检测过程 (7)2、变桨逆变器OK信号丢失原因 (8)（二）充电器NG5损坏原因分析及整改建议 (9)1、NG5充电器损坏原因 (10)2、整改意见 (11)五、结束语 (15)参考文献： (16)摘要本文通过对变桨系统的重要元器件的原理和变桨控制原理进行了简单的介绍，总结了充电器NG5和逆变器AC2发生故障的原因和解决方法，并且提出本人在现场进行维护工作时发现的一些缺陷和整改意见。
关键词：变桨系统逆变器AC2 充电器NG5 浪涌保护一、变桨系统的作用（一）功率调节变桨距控制是最常见的控制风力发电机组吸收风能的方法，变桨目的是通过控制桨距角，调节叶轮吸收风能的功率。
在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能的捕捉较多的风能，桨距角设定值设定在能够吸收最大功率的最优值，所以这时机组运行没有必要改变将距角，一般桨距角设定为零度附近，以便让叶轮尽可能多的吸收风能，此时空气动力载荷通常比在额定风速之上时小。
额定风速以上阶段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；通过变桨调节发电机转速，使其始终跟踪发电机转速的设定值。
（二）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。
二、主要元器件的介绍（一）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2-1所示图2-1 变桨逆变器AC2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，而且控制方式、控制结构和电路接线简单，方便安装维护和变桨控制，抗干扰能力强。
（二）充电器NG5NG5充电器将三相交流400V经过NG5充电电源整流输出60V，80A，给超级电容和变桨逆变器AC2提供电源。
充电器主要由输入滤波、DC-DC变换、输出高频整流滤波、二级滤波、以及CPU控制电路组成。
其中输入整流滤波器对于电磁兼容有很大的作用，有效地抑制了来自交流电网的传导干扰，DC-DC高频交换机使整机的效率大大提高。
高频整流滤波与二级滤波共同作用使电源的输出纹波极小。
CPU控制系统用于控制各种负载变换情况下的稳定输出。
工作原理框图如图2-2所示。
图2-2 NG5工作原理框图达坂城三四期项目有两类NG5，一种是意大利产的充电器，型号为Zivan Battery Charger NG5，一种是北京嘉昌机电设备制造有限公司产的充电器，型号为JF-CHARGER-60V-80A-VEN-J。
除次之外还有个别其它品牌国产充电器，由于数量较少，这里就不叙述了。
Zivan Battery Charger NG5工作的投入与切出完全取决于超级电容的电压，控制器检测到超级电容电压低于55V，就投入运行开始充电，电容电压达到60V就断开。
最近下发的工作任务书将超级电容电压提高到低于58V就开始充电。
现在作为备件和更换的都是北京嘉昌的JF-CHARGER-60V-80A-VEN-J充电器，与Zivan Battery Charger NG5的运行方式不同，国产NG5是一直运行，作为60V的恒压源使用。
当超级电容得电压低于60V时就立即充电，所以超级电容一直保持60V的电压。
变桨时，NG5和超级电容同时为逆变器供电，超级电容做峰值补偿，同时也做后备电源。
这样就减少了NG5的开关次数，同时也减少冲击次数，增加了NG5的使用寿命。
当然该供电方式也有敝处，当超级电容运行时间长或者因为质量问题发生容量降低后，由于充电器NG5一直输出60V的电压并联在超级电容的两端，并且超级电容高电压的信号检测线也是并联在超级电容的两端，变桨控制器检测到的超级电容高电压信号其实就NG5的输出电压，所以影响了超级电容高电压信号的真实性。
NG5的外观如图2-3所示，左图为北京嘉昌生产的JF-CHARGER-60V-80A-VEN-J 充电器，右图为意大利产的Zivan Battery Charger NG5充电器。
图2-3 充电器NG5 （三）其他元器件1、主控制器贝福模块，主控制器由总线控制器BK3150、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块和SSI 传感器检测模块组成，具有独立控制能力，并且负责向上位机PLC 发送相关状态信息及运行参数，并且接收上位机PLC 发送的各种指令。
2、变桨备电超级电容，超级电容由四组超级电容能量模块串联组成，每组能量模块的额定电压为16.2V ，容值为500F 。
超级电容总的电容值为125F 。
3、A10自制模块，通过电阻分压原理，将超级电容高低电压60V 和30V 的电压转换为KL3404允许输入的范围。
4、接近开关，利用铁性物质影响高频振荡电涡流的原理制作的电子开关。
5、24V 电源模块，稳压模块，把60V 的电压转换成稳定的24V 给控制回路提供电源。
6、PT100温度传感器，铂的电阻值和温度具有良好的线性关系，该元件就是利用导体铂（pt ）的电阻值随温度的变化而变化的特性来测量温度的元器件。
7、除此之外还有绝对式旋转编码器、各种辅助保护继电器等，这里就不一一叙述。
三、控制原理（一）变桨原理框图图3-1 变桨原理框图（二）变桨原理介绍三相交流400V经过NG5充电电源，整流输出60V，80A，给超级电容充电，NG5的投入与切出完全取决于超级电容的电压，超级电容的高低电压经过A10自制模块处理后送给贝福模块KL3404。
主控器计算出超级电容的高低电压，只要检测到超级电容高电压低于55V（58V），就以80A恒流输出；只要电容电压达到60V就断开。
充电器和超级电容构成一个闭环的自动控制电路，始终保持超级电容有60V的电压，同时当来自滑环的电网电压掉电时，超级电容作为备用电源直接给变桨控制系统和逆变器AC2供电，保证变桨电控系统正常工作，执行停机动作。
超级电容的输出直接接入变桨变频器AC2和DC/DC24V电源模块，AC2变频器根据控制器的指令输出三相29V，频率为0.6到56Hz的交流电到电枢绕组中，驱动变桨电机以不同的转速和转向旋转，通过变桨减速器拉动齿形带带动变桨盘使叶片向不同方向转动，达到变桨的目的。
控制器通过变桨电机内的绝对式旋转编码器实时检测叶片的角度，并且旋转编码器还将叶片变桨的方向和速度实时反馈给变桨逆变器AC2，AC2根据控制器发送的变桨指令和反馈的实时数据进行变桨的自我调节。
变桨控制系统中BC3150作为智能从站使用，每个变桨柜内的分布式I/O通过PROFIBUS DP总线，向上位机PLC发送相关状态信息及运行参数，并且接收上位机PLC 发送的各种指令，包括各种停机指令。
考虑到变桨系统出现故障时，可能无法从主控制器接受停机指令，或者停机信号，所以BC3150内部有控制程序，变桨系统出现故障，并且无法接收上位机PLC发送的停机指令时，还能自主控制变桨系统进行顺桨停机。
四、典型故障分析（一）变桨逆变器OK信号丢失故障分析在金风1500kW风力发电机组变桨系统的故障中，“变桨逆变器OK信号丢失”故障的出现较为频繁，这里就对该故障出现的原因进行简单分析。
1、变桨逆变器OK信号形成及检测过程变桨逆变器AC2本身具有强大的自我诊断功能，它的微控制器实时监视AC2的工作情况。
看门狗电路，输出输入电流、电压、内部接触器驱动、逆变器温度、变桨电机温度、can_bus、启动过程报警、旋编故障等外部或者内部信号有任何异常时，AC2的微控制器就会报出逆变器OK信号丢失。
变桨逆变器OK信号以规律的脉冲从变桨逆变器AC2的A3（PCL TXD）和A4（NCL TXD）端口，引线到A10的x4a:7、x4a:8两个端口，输入A10上光电耦合器，以光电隔离的方式，将结果输入到A2模块 KL1104的1号端口（如图4-1所示），端口指示灯会有规律的闪烁，最后传递给BC3150。
北京天源科创风电技术有限责任公司 BEIJING TIANYUAN CREATION WINDPOWER TECHNOLOGY CO.,LTDR11（（A3A4图4-1 AC2_OK 信号检测流程 2、变桨逆变器OK 信号丢失原因机组如果报变桨逆变器OK 信号丢失故障，叶片死在报故障时的位置，连接该机组就地监控可以发现对应的信号灯在闪烁。
但是由于通讯延迟等原因，在就地监控上看到的闪烁频率与变桨柜内A2模块KL1104一号通道的状态灯闪烁频率不一致，必须进机组现场检查。
进入轮毂后不要断开Q1，否则故障有可能在断电上电重启后暂时消失，导致无法通过状态灯闪烁频率判断故障点，所以需要先观察A2模块KL1104 一号通道的状态灯的闪烁频率，对应闪烁频率，查找AC2故障说明，可以找出相应的故障点。
（1）闪烁频率为1时，表明AC2检测到逻辑故障。
如超级电容电压发生突变，看门狗复位，EEPROM ，等都能触发该类故障的发生。
超级电容损坏或者质量问题，可能会发生电压跳变，导致报出此故障，此时必须要更换超级电容。
在充电器损坏时，并联的超级电容正负极的充电器输出端可能出现瞬间短路，导致逆变器检测到超级电容电压突变，也报出此故障，同时也报出超级电容高电压故障，更换NG5后此故障也排除。
除了上述两种情况，一般该类故障发生时，正常的断电复位后可以解决此问题。
（2）闪烁频率为2时，表明AC2接收到不正确的启动命令，或者正反相的速度同时给定。
不正确的启动顺序，制动开关未打开，以及同时正反向进行速度给定，都容易导致该故障的发生。
