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金风 1.5MW Vensys变桨系统摘要：本文通过对变桨系统作用，组成及驱动原理进行了简单的介绍，分析了一些主要元器件充电器NG5、逆变器AC2和超级电容常见故障的原因及处理方法，最后对一个综合例子进行分析。
关键词：金风1.5MW 变桨 NG5 AC2 超级电容1.引言变桨系统作为风力发电机组核心系统，也是机组故障率最高的系统，它很大程度上决定了机组是否能够平稳运行，维护好变桨系统是我们工作的重中之重。
根据这段时间对机组维护所得的一点知识，总结出上述机组变桨系统的一点经验，希望能对现场消缺提供一些经验和帮助。
2.变桨系统作用2.1功率控制金风1500kW风力发电机组功率控制线方式为变速变桨策略的控制方式。
风速低于额定时，机组采用变速控制策略，通过控制发电机的电磁扭矩来控制叶轮转速，维持最佳叶尖速比运行，使机组始终跟随最佳功率曲线，从而捕获最大风能。
当风速大于额定时，机组采用变速变桨控制策略，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置点，使机组维持稳定的功率输出。
2.2气动刹车金风1500kW风力发电机组变桨系统是目前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，包括正常停机，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。
3. 变桨系统主要元器件介绍3.1 直流充电电源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。
现场NG5主要有两种，一种意大利生产的，型号为Zivan Battery Charger NG5，其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58V时开始充电，电容电压达到60V停止充电。
400V 动力输入柜体到下一个柜体防雷总开关分流器开关
变桨充电器 60V 80A 柜体支撑架变桨盘
加热器变桨电机风扇
直流充电电源插座
变桨电机
开关安全电源变桨变频器 A C -20度变桨90度变桨
主开关使能
电磁刹车柜体风扇
温度检测1#直流电源模块2#直流电源模块直流过滤器
92度限位开关叶片
K L 3204模拟输入模块B C 3150转换器K L 3404模拟输入模块K L 4001模拟输出模块柜体温度A C -2温度超级电容温度变桨电机温度A 10模块报警模拟接地接地零
K L 1104数字输入模块K L 1104数字输入模块K L 1104数字输入模块
A C 2-O K 报警92度限位开关安全链O K 手动、自动转换强制手动向0度变桨向90度变桨-2——5度位置信号87度位置信号5度和87度接近开关诊断手动向0度变桨手动向90度变桨
N G 5正常
K L 2408数字输出模块
旋转编码器S S I 编码器模块0度变桨启动信号A C 2单元重启向0度变桨向90度变桨安全链O K 加热柜体风扇接地零A 脉冲
B 脉冲。
ICSQ/JF 新疆金风科技股份有限公司企业标准新疆金风科技股份有限公司发布Q / JF 2FW1500.90GX.3-2009目 次前 言 (II)金风1500kW风力发电机组风机故障解释说明手册故障 (1)1范围 (1)2注意事项 (1)error_acceleration_nacelle_global--------------机舱加速度故障 (2)error_ambient_temperature_global-----------------环境温度故障 (2)error_water_cooling_global-----------------------冷却系统故障 (3)error_ converter_global----------------------------变流器故障 (11)error_hydraulic_global---------------------------液压系统故障 (16)error_yaw_mechanism_global---------------------------偏航故障 (17)error_generator_global-----------------------------发电机故障 (20)error_grid_global------------------------------------电网故障 (20)error_fuse_global----------------------------------熔断器故障 (24)error_ups_global-------------------------------------ups故障 (26)error_profibus_global-----------------------profibus总线故障 (27)error_pitch_global-----------------------------------变桨故障 (33)error_generator_speed_global-------------------发电机转速故障 (52)error_wind_measurement_global--------------风速仪和风向标故障 (58)error_init_file_global-------------------------初始化文件故障 (59)error_stop_global------------------------------------停机故障 (60)error_system_cpu_global----------------------------- cpu故障 (60)error_navigation_light_global ---------------------航空灯故障 (61)Q / JF 2FW1500.90GX.3-2009前 言本解释说明只是对各个故障进行了简单的讲解，使人明白故障是在什么条件下发生的，发生后会执行什么样动作，对现场机组故障处理起到一定的指导作用。
金风LUST变桨系统结构图和工作模式切换图1. 工作模式系统共有5种模式a）模式0：待机模式。
该模式下表明变桨系统PITCHMASTER准备就绪、外围传感器状态正常、驱动与执行器正常待机。
b）模式1：变桨模式。
该模式下，变桨系统将通过Profibus DP总线接收来自主控的变桨指令。
并根据给定的位置、速度值驱动变桨电机，直至到达位置目标值。
c）模式2；急停模式1。
该模式执行过程采用闭环急停控制。
模式2中，变桨速度为7°/s，停机位置87.5°。
该模式在如下条件成立时执行：主控通过Profibus DP总线给定紧急停机命令或系统安全链故障。
d）模式3：急停模式2。
该模式执行过程采用开环控制，当变桨系统发生主旋转编码器或变桨变频器电源故障时，系统将启用该模式，以最快10度/秒的变桨速度顺桨，直至撞到91°限位开关。
e）模式4：维护模式。
在该模式下可以分别对各桨叶进行手动变桨。
金风VENSYS变桨系统结构图风机变桨系统有两个工作任务。
一是通过程序控制变桨来保持叶轮一直能够从风中获得最大的风能，并在变化的风速中调节均匀的转速；二是作为风机的一级刹车系统，当风机出现故障或其他原因需要停机时，通过增大桨距角实现风机空气动力制动。
因此，叶片由风吹动旋转，不会有过多的机械能量传递到转子轴上。
每个叶片通过滚珠轴承旋转外缘与轮毂连接，轴承外圈安装在轮毂上。
可转动的轴承内环与变桨齿轮箱小齿圈啮合。
变桨电机通过法兰与齿轮箱连接，驱动小齿轮带动大齿圈旋转变桨。
变桨电机为串励直流电机，附带编码器和刹车及风扇。
所有的变桨驱动单元都安装在轮毂内。
轴控柜中变桨驱动器直接控制变桨电机运行。
另外，电池柜中还有一组电池用于在严重故障或断电时直接驱动变桨。
轴控柜中的变桨PLC控制器可接收从主控系统发来的变桨信号，输出变桨驱动器控制三个叶片同步变桨。
变桨系统的电源和信号线通过齿轮箱中空轴由滑环传入轮毂。
当变桨系统出现故障时，有变桨柜内的PLC给出停机信号，送到主控PLC，执行脱网操作，同时向三个叶片的发出顺桨命令，执行安全顺桨停机。
