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丹控变桨系统结构解析及特色技术

点击次数:0    发布时间:2025-01-28

1、开篇

  风力发电设备的核心构成可分为两大系统:主控系统与变桨系统。主控系统负责调控整机的运行,而变桨系统则专注于对桨叶的精准操控,确保其在各种工况下正常运作及紧急回收。皖南电机价格表一个完备的变桨系统主要由驱动器、控制器、变桨电机和备用电源等组成。由于不同变桨系统在结构上各有千秋,深入了解其组成结构对于掌握变桨系统至关重要。

  2、丹控变桨系统结构剖析

丹控变桨系统结构解析及特色技术

  丹麦的丹控公司自1933年成立以来,便在风电领域进行机组设计,其变桨系统设计已达到世界领先水平,尤其在变桨控制器和驱动器的研究上颇具实力。

  丹控变桨系统结构如图1所示,采用三柜体设计,将主控制器置于轴控柜一内,作为变桨系统的主控柜。该系统对三个桨叶的控制方式一致,均采用伺服驱动器控制交流电机驱动桨叶转动,实现对桨叶速度和位置的精确控制。在外部400V供电中断时,超级电容作为后备电源为伺服驱动器供电,实现紧急收桨,确保风机安全。

  图1丹控变桨控制系统构成图

  轴柜一内的变桨主控制器采用丹控先进的AWC控制器。控制器在变桨系统中主要负责与主控系统及驱动器的通讯。此外,驱动器中的看门狗继电器还串联在变桨安全链中。皖南电机当软件线程超时、控制器供电掉电、下载程序或控制器硬件故障等工况出现时,变桨安全链会断开,此时变桨系统会立即执行相应动作:三个叶片同时紧急收桨,直至91度限位开关触发。皖南电机

  变桨驱动器采用集成电机驱动(IMD)。由于变桨控制器主要负责与主控和驱动器的连接,因此变桨驱动器的集成度较高。驱动器中集成了电机编码器信号、冗余编码器信号、电机温度信号、电机制动信号、变桨安全链信号、制动电阻信号和充电机信号等,以确保控制系统安全运行。当系统产生报警或故障信号时,驱动器能及时、准确地发出相应指令,控制相关器件,确保风机安全收桨或停机。皖南电机价格表整个变桨系统使用三个变桨柜,每个控制柜中有一台驱动器,它们之间互不影响,能独立控制一个桨叶完成相应动作,具有良好的独立性。

  当系统外部400V供电中断时,变桨系统需要备用电源提供能量以完成紧急收桨。丹控变桨系统采用超级电容组作为备用电源。超级电容组由两组五个9.6F90V的电容串联,再将两组串联电容并联,从而明显提高超级电容组的存储能量,确保其有充足的能量完成变桨系统的紧急收桨。

  变桨系统的主要目的是控制桨叶的速度和位置,在风速适宜时发电,在风速过大时安全收桨。目前,普遍采用变桨电机驱动桨叶运动。安徽皖南电机丹控变桨系统采用同步电机,与感应电机一样,都是目前应用广泛的交流电机。同步电机在稳态运行时,转子的转速与电网频率之间保持不变。当系统需要桨叶转动时,驱动器发出指令控制变桨电机,使桨叶达到预定位置,完成主控指令或紧急状态下的正常响应。

  丹控变桨控制系统的安全链是其一大特色。变桨安全链通过滑环与主控系统的安全链串联,成为主控安全链的一部分,在变桨位置处起到安全限制作用。安徽皖南电机变桨安全链独立于变桨系统的软件系统,由变桨控制器故障输出、变桨系统硬件故障、三个轴的急停按钮、三个轴的维护开关、三个轴的变频器故障信号等十一项常闭触点串联而成,并通过滑环接入主控系统。其*大特点是采用安全继电器将以上信号串联在一起。安全继电器并非从不发生故障的继电器,而是在发生故障时能做出有效动作的继电器,具有强制导向接电结构,即使发生接点熔结现象也能确保系统安全。当紧急停止解除时,防止系统突然再启动;万一系统的安全电路发生故障,可促使桨叶安全收桨,确保风机安全。

  冗余技术的应用是丹控变桨控制系统的另一大特色。冗余技术旨在提高系统可靠性,采用两套或两套以上相同、相对独立配置的设计连接组成的系统。通过提供系统运行所需的所有关键组件的冗余配置,达到容错能力的系统或系统结构。在系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,从而减少系统故障时间。在丹控变桨系统中,电机编码器和冗余编码器、PT100温度传感器和KTY温度传感器、外部400V供电和超级电容组等许多结构都应用了冗余技术,有效降低了系统故障率,提高了系统稳定性。

  3、总结

  本文主要介绍了丹控变桨控制系统的结构组成,并对其中几个重要组成部分进行了重点解析。此外,还重点解析了丹控变桨控制系统的两大特色:安全链和冗余技术的应用。希望这些内容能为大家在学习变桨系统过程中提供帮助。

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