金风1500kw机组电控部分原理介绍

前言
目录
第一章金风1500KW系列风力发电机组冷却系统简介 (5)
一散热系统概述 (5)
1.1 散热形式简介 (5)
二金风1.5MW系列风机冷却系统类别 (5)
2.1 风冷系统 (5)
2.1.1 MW风机Freqcon变流器热源 (5)
2.1.2 MW风机Freqcon变流器主要器件散热设计目标 (7)
2.1.3 MW风机Freqcon变流器风冷散热系统 (8)
2.1.4 风冷系统主要器件清单 (9)
2.2 水冷系统 (10)
2.2.1 MW风机水冷变流器介绍 (10)
2.2.2 MW风机水冷散热系统 (11)
2.2.3 水冷系统主要元器件清单 (12)
第二章金风1500KW系列风力发电机组变桨系统介绍 (13)
---- Vensys变桨系统 (13)
一变桨电气系统功能 (13)
二变桨系统在轮毂内的拓扑结构 (13)
三变桨电气系统组成 (15)
3.1 变桨柜内部组成 (15)
3.2 控制柜外部驱动及检测部分 (22)
四变桨系统软件变量定义 (24)
4.1 主PLC与BC3150之间交互的信息 (24)
4.2 铂电阻测量模块KL3204 (25)
4.3 模拟量输入模块KL3404 (26)
4.4 模拟量输出模块KL4001 (26)
-----LUST变桨系统 (27)
一系统简介 (27)
1.1 原理结构 (27)
1.2 工作模式 (27)
1.3 工作模式切换 (27)
1.4 柜内元器件布局 (28)
二系统结构组成 (28)
2.1 电源 (28)
2.2 总线与安全链 (28)
2.3 主要部件介绍 (29)
----SSB变桨系统 (32)
一系统简介 (32)
1.1 原理结构 (32)
二 SSB变桨系统工作模式 (32)
2.1 “自动”操作模式 (32)
2.2 “紧急 (EFC)”操作模式 (33)
2.3 “手动”操作模式 (33)
三变桨系统硬件组成 (34)
3.1 变桨系统组成 (34)
3.2 SSB变桨系统的工作模式 (37)
3.3 SSB变桨系统的安全链 (37)
第三章金风1500KW系列风力发电机组变流系统介绍 (39)
---- SWITCH变流系统 (39)
一概述 (39)
1.1 能量转换功能 (39)
1.2 低电压穿越功能 (39)
二变流器的主要技术参数 (39)
2.1 网侧功率模块（1U1） (39)
2.2 电机侧功率模块（2U1、3U1） (40)
2.3 直流制动功率模块（4U1） (40)
2.4 网侧断路器（1Q1） (40)
2.5 网侧断路器（2Q1、2Q2） (40)
三变流器主拓扑结构及原理介绍 (40)
3.1 网侧控制原理 (41)
3.2 电机侧控制原理 (41)
四变流器起停控制 (42)
4.1 变流器启动控制 (42)
4.2 变流器停止控制 (42)
4.3 变流器故障控制 (43)
五变流器通讯控制 (43)
5.1 变流器内部通讯 (43)
5.2 硬件信号 (43)
5.3 变流和主控之间通讯数据 (43)
六变流器功率因数及功率裕度计算 (44)
6.1 输出功率理论计算 (45)
6.2 输出功率实际计算 (46)
---- FREQCON变流系统 (48)
一主回路功能与设计 (48)
1.1 主回路拓扑 (48)
1.2 主回路拓扑功能 (49)
1.3 主回路参数设计 (49)
二主回路控制器设计 (53)
2.1 Boost电流控制 (53)
2.2 网侧逆变器控制 (54)
三逻辑功能与故障保护 (58)
3.1 变流器启动 (58)
3.2 变流器停机 (59)
3.3 系统采样 (59)
3.4 变流器故障保护 (59)
3.5 功率模块硬件保护 (59)
第四章金风1500KW系列风力发电机组主控系统介绍 (60)
一概述 (60)
二主控制柜 (63)
三机舱控制柜 (64)
四主控系统使用PLC模块 (65)
4.1 主站接口模块 (65)
4.2 CPU模块 (65)
4.3 CPU电源模块 (66)
4.4 总线供电模块 (67)
4.5 总线耦合器模块 (67)
4.6 通道数字量输入模块 (67)
4.7 通道数字量输出模块 (68)
4.8 通道模拟量输入模块 (68)
4.9 通道模拟量输入模块 (69)
4.10 三相电力测量模块 (69)
五传感器 (70)
5.1 温度测量传感器（PT100） (70)
5.2 接近开关 (70)
5.3 振动加速度传感器 (70)
5.4 风向标和风速仪 (70)
5.5 机舱位置传感器 (71)
第五章金风1500KW系列风力发电机组防雷接地系统简介 (71)
一雷电的产生及危害 (71)
二防雷接地系统设计说明 (73)
2.1 防雷系统设计的基本方法 (73)
2.2 雷电接受和传导途径 (74)
2.3 叶片部分防雷接地 (74)
2.4 机舱部分防雷接地 (74)
2.5 机组基础防雷接地 (74)
2.6 过压保护和等电位连接 (75)
2.7 电控系统防雷 (75)
第六章金风1500KW系列风力发电机组现场总线简介 (76)
一现场总线定义 (76)
二 PROFIBUS–DP介绍 (78)
2.1 PROFIBUS–DP的特点 (78)
2.2 PROFIBUS-DP的构成 (78)
三金风1500KW机组总线组成 (79)
3.1 1500KW机组的profibus拓扑结构如下 (79)
3.2 金风1500KW机组profibus特性 (79)
3.3 金风1500KW机组profibus通讯测量 (79)
第一章金风1500KW系列风力发电机组冷却系统简介
一散热系统概述
众所周知，集成电路技术的快速发展，导致各种电子器件和产品的体积越来越小，集成器件周围的热流密度越来越大，如金风科技MW机风机中变流器IGBT上热流密度最高可达
︒水平30w/cm2。

另一方面，电子器件工作的可靠性对温度却十分敏感，器件温度在70-80C ︒，可靠性就会下降5%。

上每增加1C
1.1 散热形式简介
电子器件的温度控制（或称热控制）的目的是保证其工作的稳定性和可靠性，其中涉及的传热学、流体力学、材料等多个学科背景。

从实施的角度看，电子器件的温度控制一般可分为被动控制和主动控制。

1.1.1 被动温控技术
被动控制指利用高导热材料作为热桥与热沉或热源形成一个传热通道，从而使热桥另一端的器件维持在某个设计温度范围内，大多数情况下这里的热沉是依靠自然对流或辐射换热向环境散热的金属框架、具有专门的散热片等；或者根据对象的需要，在局部设计绝热结构以隔绝温度敏感元件与一些热源的主要传递途径；也有根据需要在一些局部设计相变材料作为储能和释能的单元维持温控需要的能量。

1.1.2 主动温控技术
主动温控通常指另外增加动力对某些器件进行温度控制，例如电加热提高温度、风扇造成强制对流换热、依靠各种形式的泵提供驱动的液体冷却系统，以及利用制冷或热泵技术形成局部的热源或热沉进行更强的温度控制等。

金风MW级风机变流器采用的是主动温控技术。

其中Freqcon变流器采用的是强迫风冷的主动温控技术。

Switch变流器采用的是强迫水冷主动温控技术。

二金风1.5MW系列风机冷却系统类别
2.1 风冷系统
2.1.1 MW风机Freqcon变流器热源
MW风机变流器是完成将电机功率变送上网的装置，在图1中
电机和电网中间部分――包括整流，升压，逆变为变流器装置部分（变流器的详细的结构和功能请参见变流器相关文档）。

变流器装置――变流器在工作的过程中，整流二极管部分，斩波升压IGBT、逆变部分IGBT都为功率器件以及电抗器，在工作过程中，损耗较大，聚集
的热量需要快速的被带走，以平稳IGBT的核温和电抗器温度，并将各个器件温度控制在允许的温度范围之内，使IGBT、电抗器可靠的运行。

为了是直流电压平稳，直流排上的160个电容在工作过程中热量也有较大的聚集，需要散热。

表1为变流器热源统计。

表1 变流器热源统计
名称每个单元数量总损耗
斩波升压单元
3个
IGBT 1 2420W 支撑电容16 160w 熔断器 2 72W 均压电阻 4 16W 其他 1 50W
网侧逆变单元
6个
IGBT 1 3365W 支撑电容16 160W 熔断器 2 180W
均压电阻 4 16W
其他 1 50W
二极管 3 1367W
二极管
支撑电容16 160w
整流单元
均压电阻 4 10W
2个
其他 1 50W
电抗器9只12000W
共计42000W
2.1.2 MW风机Freqcon变流器主要器件散热设计目标
根据变流器各个主要器件的属性要求，IGBT、电抗器、电容――三大主要元器件的
工作环境温度和最高工作温度要求为：
a、工作最高环境温度40℃;
b、IGBT核温允许最高工作温度为100℃, 温升60℃；
c、电容允许最高工作温度为80℃；温升40℃；
d、电抗器允许最工作高温度为150℃。

散热设计设计温升80℃；
2.1.3 MW风机Freqcon变流器风冷散热系统
变流器风冷设计原则为：
●如果发热分布均匀，元器件的间距应均匀，以使风均匀流过每一个发热源.
●如果发热分布不均匀，在发热量大的区域元器件应稀疏排列，而发热量小的区域元
器件布局应稍密些，或加导流条，以使风能有效的流到关键发热器件。

●如果风扇同时冷却散热器及模块内部的其它发热器件，应在模块内部采用阻流方
法，使大部分的风量流入散热器。

●进风口的结构设计原则：一方面尽量使其对气流的阻力最小，另一方面要考虑防尘，
需综合考虑二者的影响。

●风道的设计原则
风道尽可能短，缩短管道长度可以降低风道阻力；尽可能采用直的锥形风道，直管加工容易，局部阻力小；风道的截面尺寸和出口形状，风道的截面尺寸最好和风扇的出口一致，以避免因变换截面而增加阻力损失，截面形状可为圆形，也可以是正方形或长方形；
根据风冷散热自身的特点和公司风机塔筒的结构和变流器结构，风冷系统最终设计的结构如图2、图3所示.散热系统采用主动温控方式，使用强迫风冷来进行散热。

如图2和图3所示变流器风冷系统分为三个部分：
●IGBT和电抗器散热部分，该部分是将IGBT风道和电抗器风道串联，并且使用了
串联风机，来保证IGBT散热片上的风速到达散热要求.根据试验和实测，只有散
热片上风速在15m/s左右的时候才能将IGBT的温升控制在60℃以下，从而保证
变流器能持续大功率下平稳可靠的运行。

●直流母排电容散热部分。

该部分风道中每个电容模块并联散热，冷空气经过风机
进入后分别进入每个电容模块，对电容进行散热，热空气从柜底排出。

IBGT、电抗器风道和电容风道出口的热空气排到塔底平台后通过塔筒风扇排到塔外。

风道的空气流动动力元件－风扇通过ABB的ACS510来驱动，根据风机运行的功率段的不同，来实施对风扇转数的控制，调节风量。

在保证散热的情况下，尽量保证各个风扇的使用寿命。

每个风扇的控制和风机运行功率如表2。

表2 风机各个功率段风扇工作频率控制表
风机运行功率段停机0～499KW 500KW～
999KW
1000KW以
上
该功率段IGBT最高温升0 23℃34℃48℃
该功率段平均IGBT温升0 14.4℃23.7℃34.5℃2个IGBT风扇欲设定工作频率0 30HZ 40HZ 50HZ 2个电容风扇的设定工作频率0 40HZ 50HZ 60HZ 塔下风机工作频率0 35HZ 40HZ 50HZ 2.1.4 风冷系统主要器件清单
表3变流器风冷系统主要器件材料清单
编号名称型号数量1 风扇（IGBT400V 3～；4KW；9.5A；14000m3/H；69分贝；135kg；ip54； 2
风道用）1400min-1
2 风扇（电容风
道）400V 3～；1.5KW；4.3A；7100m3/H；56分贝；70kg；ip54；1330min-1
2
3 风扇（塔下）SJF 7；400V 3～；4KW；29600m3/H；95kg；1450 min-1 1
4 变频器ACS510-09A4-4；4KW 4
2.2 水冷系统
2.2.1 MW风机水冷变流器介绍
公司水冷变流器主流产品为switch公司生产的主动整流型变流器。

Switch 变流器采用了主动整流的方式来控制发电机以及和电网并网。

其控制方式为分布式控制，这种方式和它的主电路拓扑结构相对应。

即网侧和发电机侧各有独立的控制器，以一个控制器为主要控制器，通过控制器之间的联系进行相互信息交换和控制。

如下图中可以看到，网侧功率模块为1U1，而发电机侧有两个功率模块：2U1 和3U1。

这是和发电机两套绕组相的结构相对应的。

图中的4U1为用于制动的功率模块。

其中1U1和2U1、3U1、4U1在变送发电机功率的过程中，由于损耗的存在，会有大量的热量聚集，其热量为42KW，这些热量需要被水冷系统及时的带走，以维持和稳定变流器1U1和2U1、3U1、4U1核心功率器件的温度，使其温度在这些器件的允许范围之内。

变流器的相关散热的参数和对水冷系统的技术要求如表3所示。

表4 变流器散热参数
性能参数变流器
发热量42KW
流量要求额定流量320L/min
压力要求最高承受工作压力5.5bar
水路接头方式法兰，直径170mm
压头损失0.6bar
变流器柜体高度 2.20m
变流器最大进出水温差最大3℃
变流器最高进水温度45℃
变流器最低进水水温5℃
变流器最适宜运行水温22℃
液体冷却系统压力保持时间2年或2年以上。

2.2.2 MW风机水冷散热系统
水冷系统的工作原理可以理解为水循环在高温的变流器内吸热，在低温的外界环境里放热，完成的是一个热量的转移过程。

水泵将管路循环水送入散热器，散热器把热量散掉后将水送回水冷系统，水冷系统再将水送入变流器。

在变流器内部进行热交换后流回水冷系统，再次进入水泵进入下一轮循环。

图5是一种典型的水冷系统原理图。

原理图中IGBT阀体为变流器。

从水冷系统原理图中，可以清晰的看到，这个水冷散热系统中有五个主要部件：水泵，三通阀，储压罐，水空交换式散热器和switch变流器。

水泵：水冷系统水循环的动力源。

在我们的系统中用的是3KW的电机拖动水泵工作。

它在正常工作过程中一直处于运行状态。

从而使管路中的水不断流动，把热量从变流器中带出，在散热器处散到空气中。

水泵的出口流量可以通过调节驱动电机的转速来完成，当功率大时可以利用变频器控制电机快速旋转，当功率小时低速旋转。

这样做可以避免电机长期高速旋转带来的能量损失，例如中冶迈克的水冷系统中就加入了变频器。

这样虽然可以节能，但是也增加了变频器的投入。

且变频器是否能够维持长期的正常工作也未知。

因此，从系统连续正常运行及安装成本的角度考虑，也可以不采用变频器。

高澜水冷系统中就没有采用变频器。

水泵参数如下：
●输送流体：50%纯水/50%乙二醇或57%乙二醇/43%纯水（根据现场最低环境温度的不同，选用不同的流体配比）
●流体温度：10℃∽70℃；
●总流量：17.4m3/h；
●扬程：32米；
三通阀：三通阀是一个分流装置。

它的作用是调节小循环和大循环的水流量。

在空气温度低于设定值时，水流会只从小循环流过，而不会通过室外散热器。

因为如果室内温度足够低的话，不需要室外散热器散热，变流柜温度也可以降到正常工作温度。

三通阀的开度由控制系统根据开度算法决定。

储压罐：维持系统压力在一个较小的范围内波动。

防止压力随温度变化大幅震荡。

它的工作原理可以这样理解-储压罐内部有一个气囊，气囊里充的是氮气，气囊的初始压力为一个定值。

当系统水温升高或由于其他原因引起压力增大时，储压罐内气囊被压缩，管路中的
一部分水进入储压罐。

当储压罐内气体压力与管路压力达到某种平衡关系时，管路压力保持不变。

这样，原本较大的压力变化被储压罐缓冲，压降变得较小；当温度降低或由于其他原因引起系统压力减小时，储压罐会减缓压力的下降幅度，道理和压力增高时类似。

储压罐内氮气的静压力和管道中的静压力必须保持一定的平衡关系。

使得系统在停机的状态下，储压罐中的水位处在靠近中间的位置。

这样做的好处是，当系统压力升高时，储压罐中的气囊有足够的空间来缓冲增高的压力，而当系统压力降低时，又有足够的余地让水位下降，而不至于无法缓冲管道中的低压影响。

如果不这么做，储压罐中的过高或过低，会影响高压或低压的缓冲效果。

电加热器：电加热器置于主循环冷却水回路，用于变流器运行时的冷却水温度调节，使冷却水温度符合要求。

电加热器运行时水冷系统不能停运，必须保持管路内冷却水的流动。

电加热器为自动启停，同时设手动启动模式和主机请求加热模式，作为调试或冬天低温时系统启动前的预热。

变流器：变流器通过中间柜下方的法兰将水泵出口的冷却水引至变流器内部，然后通过分流管路将冷却水分别送到中间柜后面的散热器、变频器模块，电抗器冷却单元。

冷却水在变流柜内部循环之后，再通过中间柜的出水口把水送回。

2.2.3 水冷系统主要元器件清单
表5 水冷系统主要元器件清单（高澜水冷系统）
序
号
名称规格单位数量备注
1 压力罐（膨胀罐）型号：AC-25，容量：24L，工
作压力：10BAR，接口螺纹：
3/4″
套 1 ELBI
2 主过滤器型号：CF-60/200-300，过滤
精度：300μm，图号：
GLTJ1-0703-26
套 1 300μm
3 脱气罐图号：GLTJ1-0105-08 套 1 高澜
4 水泵型号：CRN15-3，功率：3KW，
电压：380VAC
PCS 1 格兰富
5 直加热器功率：4KW，电压：380VAC PCS 1 东方
6 电动执行器型号：UNIC-05，开关量PCS 1 UNIC
7 气泵电压：220VAC,额定流量：
20L/MIN，额定工作压力：4BAR
PCS 1 HOME AIR
8 空气散热器型号：SFPF-220-5.09/2，散
热功率：47KW，设计压力：
12BAR，容量：65L
PCS 1 铝合金
9 风机型号：LG0096-4AA70,1.5KW，
额定转速：1390，电流：3.67A
PCS 2 西门子
10 压力变送器型号：MSB3000 PCS 2 丹佛斯
11 温度传感器
（PT100）
型号：
902004/20-380-1003-2-8-50
-104-26/000，温度范围：
-50～200℃，接口螺纹：1/2″
PCS 2 JUMO
12 压力表压力范围：0~10bar，接口螺
纹：1/4″
PCS 1 布莱迪
13 自动排气阀接口螺纹：3/8″，最大压力：
10BAR
PCS 2 FLAMCO
第二章金风1500KW系列风力发电机组变桨系统介绍
---- Vensys变桨系统
一变桨电气系统功能
根据风机启动、变速、变桨、停机、维护等要求，由上位机PLC发送相应的桨距角调节命令，将三个叶片桨距角同步调节到所需的位置，在电网供电电压正常及风机处于自动变桨调节方式的情况下，每个叶片轴柜内的分布式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，并接受PLC发送的命令，并可实现桨距角独立调节的功能。

另外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。

当风机处于维护状态时，提供手动变桨及其它安全维护及检修的功能。

二变桨系统在轮毂内的拓扑结构
变桨系统在轮毂内的线路连接
三变桨电气系统组成
变桨柜、备用电源柜、变桨电机、91°限位开关、接近开关各三套，每个叶片配备一套。

3.1 变桨柜内部组成
变桨柜由主开关，备用电源充电器、变流器、超级电容，以及具有逻辑及算术运算能力的分布式I/O从站、控制继电器、及连接器等组成。

框图如下所示：
变桨控制柜主电路采用交流--直流--交流回路，由逆变器为变桨电机供电，变桨电机采用交流异步电机，变桨控制柜，都配备一套由超级电容组成的备用电源，超级电容储备的能量，在保证变桨控制柜内部电路正常工作的前提下，足以使叶片以7°/s的速率，从0°顺桨到90°。

当来自滑环的电网电压掉电时，备用电源直接给变桨控制系统供电，保证整套变桨电控系统正常工作。

三相交流400V经过NG5充电电源，整流输出60V，80A，工作方式为NGZOF，NG5的投入与切出完全取决于超级电容的电压，只要检测到超级电容电压低于55V，就以80A恒流输出；只要电容电压达到60V，就断开。

输出电流2s内从0升至80A，0.5s内从80A降至0。

超级电容并联于充电器输出端，超级电容由四个16V/500F的MAXWELL模块串联组成。

电容
输出直接接入变桨变频器AC2，以及DC/DC24V 电源模块，AC2变频器输出驱动电机，电源模块为系统内PLC 倍福模块以及其他辅助设备，继电器，旋转编码器以及接近开关等供电。

3.1.1 主开关Q1
主开关Q1作用：
变桨控制柜内超级电容充电器3×400V AC 电源输入控制；
变桨电机冷却风扇、散热器冷却风扇、柜体内加热器的230V AC 电源输入控制； 由充电器输出或超级电容供电的逆变器内部60VDC 控制电源输入； 柜体内由60V/24V DC/DC 变流器的电源输入；
当开关Q1断开后，整个变桨控制柜除了动力电源输入以及超级电容之外,其余所有电路均断电，变桨系统停止工作。

3.1.2 动力连接
三个变桨控制柜的动力电源均为3×400V ＋N AC ，且彼此之间是并联的。

其中1＃叶片变桨控制柜的动力电源引自滑环，其余两个则依次引自前一个变桨控制柜的动力电源输出X10c 。

3.1.3 充电电源
充电器直流输出控制信号ON/OFF ：控制充电器是否输出60VDC 电压，该功能主要用于测试变桨控制柜动力电源掉电时超级电容的性能。

充电器运行正常状态信号：由充电器本身控制的开关量信号，用于反映充电器动力电源输入是否正常。

充电器温度测量：由安装在充电器内部的PT100铂电阻传感器测量。

充电器直流输出电流IDC 测量：由安装在充电器内部高频降压变压器副边回路中的电阻测量,以方便控制高频降压变压器原边回路中的IGBT 模块触发脉冲,以及充电器的最大输出电流。

1）状态指示
2）缺相报警指示器 图5 缺相报警指示器 当交流电源发生缺相的时候，红色LED 灯会亮起。

这时电池充电器停止工作，充电程度
状态指示：
红色LED 灯表明电池处于初始化充电阶段；
黄色LED 灯表明电池已经达到80%的充电量；
绿色LED
灯表明电池已经充满
指示器变成黄灯。

检查交流电源和输入保险。

报警信息(两音调的声音信息)
两音调的声音信息和闪烁的LED灯提示有报警。

情况报警类型描述(动作)
声音信息+红色LED闪烁电池电池未连接或者不符合要求(检查连接和额定电压情况)
声音信息+黄色LED闪烁热传感器充电过程中热传感器未连接或超出其工作范围(检查传感器的连接并测量电池温度)
声音信息+绿色LED闪烁超时第1、2阶段同时或者其一持续一段时间超过允许最大值(检查电池容量)
声音信息+红、黄LED闪烁电池电流失去对输出电流的控制(控制
逻辑故障)
声音信息+红、绿LED闪烁电池电压失去对输出电压的控制(电池未连接或控制逻辑故障)
声音信息+黄、绿LED闪烁选择选择了不能使用的配置模式(检查选择器的位置)
声音信息+红、黄、绿LED闪
烁过热
半导体器件过热(检查风扇工
作情况)
当有报警时，蓄电池充电器停止对外输出电流。

3)热传感器和外部指示器
热传感器和外部指示器属于可选组件。

需要把它和5针的插头连接在一起。

热传感器的控制范围是-20o C~50o C。

外部指示器准确地反映了设备上的LED指示器的状态。

详细信息可以在充电曲线的描述中找到。

4)辅助触点
技术特点：转换触点
0.3A，125VAC
0.3A，110VDC
1A， 30VDC
除非另作说明，那么辅助触点的功能如下：
部件功能描述
AUX1 交流电源当NG5接通时，常开触点闭合，常闭触点断开
AUX2
充电结束或细流充电阶
段当NG5处于停止阶段或者非停止阶段，常开触电闭
合，常闭触点断开
图7 辅助触点
5)LED条线图和数字仪表
LED条线图是一个可选组件。

它反映了输出电流占到最大输出电流的百分比。

数字仪表以V为单位显示输出电压，以A为单位显示输出电流。

显示数字的对应单位是通过VLED或ALED灯指示的。

通过MODE按钮就可以选择显示A还是V
3.1.4 AC-2——异步电机用高频MOSFET逆变器
1）工作性能参数
额定为48V，最大电流450A，实际使用时由60V的直流稳压电源供电，工作频率为8KHZ，输出电压为3相29V，频率范围从0.6~56HZ。

2）实现的功能
驱动器共有6个外部接口，我们的变桨系统对其使用情况如下：
端口A，串行通信口，共有8个针，使用了A3（PCLTXD）、A4(NCLTXD)两个针。

输出的是驱动器内部状态信号，用于指示驱动器当前的内部故障。

端口B，2个针，没有使用。

端口C，4个针。

CAN总线接口，没有使用。

端口D，6个针。

增量型编码器接口，使用了D3，D5，为旋转编码器送来的两路正交编码信号，24V。

端口E，14个针。

E1接入控制器送来的0～10V模拟量电压信号，此信号决定了驱动器输出电压的频率，用于调速；E2，E3两个针间串入5K的电阻；E12用来接收主控发来的手动向前变桨信号，E13用来接收主控发来的手动向后变桨信号。

端口F，12个针。

F1为驱动器的使能信号，此端口接入60V电压后驱动器才能工作；
F4为送闸信号，此端口收到高电平后，会在端口F9（NBRAKE）输出高电平，通过继电器控制变桨电机内的电磁刹车；F5（SAFETY）和F11（-BATT）短接；F6和F12之间串入变桨电机内部的PTC，用于测量电机的温度。

3）主控制器通过模拟/数字I/O信号来控制驱动器动作和接收驱动器状态，两者之间并没有任何通讯协议。

4）端口示意图：
5）AC2动作说明
动作所用端口有效电平说明
使能F1 高电平（60V）允许变频器工作
变桨速度
设定
E1 0V～10V 0V～5V向90度变桨；5V到10V向0度变桨松闸输入
信号
E5 24V 由主控送来，通知变频器松闸
松闸输出信号F9 0V
由变频器输出给继电器绕组，控制触点吸合，使
电机松闸（不变桨时输出24V，变桨时输出0V）
手动向前变桨E12 24V
使电机松闸，同时向0度变桨一小段距离，只识
别上升沿
手动向后变桨E13 24V
使电机松闸，同时向90度变桨一小段距离，只识
别上升沿
6） AC2故障说明：
3.1.5 变桨超级电容
1）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,每个能量模块则由6只超级电容单体串联组成，每只超级电容单体的额定电压为2.7V，额定电容值为3000F，超级电容总的电容值为125F。

2）超级电容温度，由PT100铂电阻传感器测量；
3）30VDC及60VDC直流电压信号:实时监测串联的超级电容模块之间电压分配是否均匀；
通过超级电容电压监测，可以判断电网电压是否掉电。

4）超级电容均压保护方式
目前Vensys系统中超级电容所用均压保护电路为被动均压电路。

被动保护电路板使得每个电容模块内的6个单体两端各并联一个均压电阻，电压高的单体可通过均压电阻向电压低的单体放电，进行静态均流，使得各电容单体电压趋于平衡，从而改善模块电容电压不平衡问题。

3.1.6 A10检测模块
集成了超级电容电压检测，以及电流检测，以及AC2的故障输出。

将取自超级电容的60V、30V直流电压信号、充电器的直流电流输出信号，经过信号处理，转换成适合BECKHOFF 双极性模拟输入模块允许输入范围之内的信号。