远景变桨控制系统介绍及典型故障案例讲解
变桨控制器报系统故障停机
变桨控制器报系统故障停机
故障原因分析及处理方法：
1、轮毂主控故障，变桨控制器损坏或死机，需对变桨控制器进行更换或塔基断电复位。
2、通讯滑环磨损严重、烧坏或碳粉堆积过多，需更换通讯滑环或清洗通讯滑环。
3、机舱主控柜内400V开关F6.4跳开，检查机舱通往轮毂400V接线及相关器件是否正常。
（滑环、轴控400V电源空开、旁路电阻、滤波器、400V/275V变压器、驱动器、变桨电机）
图1
图2
4、变桨主电源、转速OK信号、旁路限位开关信号接线松动，造成
轮毂送往主控24VDC信号中断报此故障；此时需检查上述相关接线是否松动并紧固。
图4
5、桨叶变桨电机或A编码器故障引起；由于A编码器、变桨电机机械性能损坏或卡涩，造成与轮毂主控变桨信号不能同步，从而报此故障，需更换故障变桨电机或A编码器并对其角度清92度。
6、轮毂电池充电器损坏或死机使充电器给轮毂主控信号报错；还可引起变桨电池不能正常充电造成电池欠压引起变桨系统故障报错，此时需检查电池充电器或对其进行断电重启后观察是否完好，若确定为充电器损坏则需要更换相关损坏器件，待电池电压恢复后启机。
7、由于变桨驱动器故障引起；变桨驱动器内部元件损坏影响驱动器给变桨电机的电流整定值，使变桨主控制器正常变桨信号接收而报此
故障。
变桨系统维护培训资料
变桨系统维护华锐风电科技有限公司风力发电机组培训教材变桨部分1.变桨控制系统简介变桨控制系统包括三个主要部件，驱动装置－电机，齿轮箱和变桨轴承。
从额定功率起，通过控制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动，实现风机的功率控制。
如果一个驱动器发生故障，另两个驱动器可以安全地使风机停机。
变桨控制系统是通过改变叶片迎角，实现功率变化来进行调节的。
通过在叶片和轮毂之间安装的变桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片上的扭矩和功率的目的。
在90度迎角时是叶片的工作位置。
在风力发电机组正常运行时，叶片向小迎角方向变化而达到限制功率。
一般变桨角度范围为0～86度。
采用变桨矩调节，风机的启动性好、刹车机构简单，叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降、额定点以前的功率输出饱满、额定点以的输出功率平滑、风轮叶根承受的动、静载荷小。
变桨系统作为基本制动系统，可以在额定功率范围内对风机速度进行控制。
变桨控制系统有四个主要任务：1. 通过调整叶片角把风机的电力速度控制在规定风速之上的一个恒定速度。
2. 当安全链被打开时，使用转子作为空气动力制动装置把叶子转回到羽状位置（安全运行）。
3. 调整叶片角以规定的最低风速从风中获得适当的电力。
4. 通过衰减风转交互作用引起的震动使风机上的机械载荷极小化。
2.变桨轴承2.1安装位置变桨轴承安装在轮毂上，通过外圈螺栓把紧。
其内齿圈与变桨驱动装置啮合运动，并与叶片联接2.2工作原理当风向发生变化时，通过变桨驱动电机带动变桨轴承转动从而改变叶片对风向地迎角，使叶片保持最佳的迎风状态，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在叶片上的扭矩和功率的目的。
2.3变桨轴承的剖面图从剖面图可以看出，变桨轴承采用深沟球轴承深沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受轴向载荷。
承受纯径向载荷时，接触角为零。
位置1：变桨轴承外圈螺栓孔，与轮毂联接。
位置2：变桨轴承内圈螺栓孔，与叶片联接。
LUST变桨系统原理介绍
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结构图讲解
➢ 主旋转编码器E1反馈位置信息；旋转编码器 E2与E1进行冗余比较；-4º及94º限位开关串 入PITCHMASTER使能信号，作为 PITCHMASTER失控的最后一道保护；旋转 编码器损坏时会触发91º限位开关。
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二 内部的通讯系统
➢ 1#柜中的6A3(EL6731)是变桨系统内部主站 （Profibus-Master），变桨系统内部有：3 个Pitchmaster、3个冗余旋编（E1、E2、 E3）、2个倍福模块BK3150。
三 工作模式介绍
变桨系统共分为５种状态模式 ➢ 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。 ➢ 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。 ➢ 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。 ➢ 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 °/s的变桨速度顺桨，直至撞到91°限位 开关。 ➢ 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。 变桨速度为1°/s。
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6.限位开关
➢ 系统在-4°、91°和94°分 别有3个限位开关，型号： XCK J H29。-1°限位开关 在系统中已经取消。
➢ -4°和94°限位开关串入 PITCHMASTER使能信号， 触发后，驱动器停止工作， 变桨电机也停止工作。
变桨系统原理及维护 (2)
1.5MW风力发电机组变桨系统原理及维护国电联合动力技术有限公司培训中心（内部资料严禁外泄）UP77/82 风电机组变桨控制及维护目录1、变桨系统控制原理2、变桨系统简介3、变桨系统故障及处理4、LUST与SSB变桨系统的异同5、变桨系统维护定桨失速风机与变桨变速风机之比较定桨失速型风电机组发电量随着风速的提高而增长，在额定风速下达到满发，但风速若再增加，机组出力反而下降很快，叶片呈现失速特性。
优点：机械结构简单，易于制造；控制原理简单，运行可靠性高。
缺点：额定风速高，风轮转换效率低；电能质量差，对电网影响大；叶片复杂，重量大，不适合制造大风机变桨变速型风电机组风机的每个叶片可跟随风速变化独立同步的变化桨距角，控制机组在任何转速下始终工作在最佳状态，额定风速得以有效降低，提高了低风速下机组的发电能力；当风速继续提高时，功率曲线能够维持恒定，有效地提高了风轮的转换效率。
优点：发电效率高，超出定桨机组10%以上；电能质量提高，电网兼容性好；高风速时停机并顺桨，降低载荷，保护机组安全；叶片相对简单，重量轻，利于制造大型兆瓦级风机缺点：变桨机械、电气和控制系统复杂，运行维护难度大。
变桨距双馈变速恒频风力发电机组成为当前国内兆瓦级风力发电机组的主流。
变桨系统组成部分简介变桨控制系统简介✓主控制柜✓轴柜✓蓄电池柜✓驱动电机✓减速齿轮箱✓变桨轴承✓限位开关✓编码器▪变桨主控柜▪变桨轴柜▪蓄电池柜▪电机编码器GM 400绝对值编码器共10根线，引入变桨控制柜，需按线号及颜色接入变桨控制柜端子排上。
▪限位开关变桨系统工作流程：●机组主控通过滑环传输的控制指令；●将变桨命令分配至三个轴柜；●轴柜通过各自独立整流装置同步变换直流来驱动电机；●通过减速齿轮箱传递扭矩至变桨齿轮带动每个叶片旋转至精准的角度；●将该叶片角度值反馈至机组主控系统变桨系统控制原理风机不同运行状态下的变桨控制1、静止——起动状态2、起动——加速状态3、加速——风机并网状态3.1、低于额定功率下发电运行3.2 达到额定功率后维持满发状态运行4、运行——停机状态1、静止——起动状态下的变桨调节桨距角调节至50°迎风；开桨速度不能超过2 °/s;顺桨速度不能超过5°/s;变桨加速度不能超过20 °/s2；目标：叶轮转速升至3 r/s(低速轴）2、起动——加速状态下的变桨调节桨距角在（50 °，0°）范围内调节迎风；开桨速度不能超过2 °/s;顺桨速度不能超过5°/s;变桨加速度不能超过20 °/s2；目标：叶轮转速升至10 r/s(低速轴）3、加速——并网发电状态下的变桨调节3.1 低于额定功率下的变桨调节桨距角在维持0°迎风；开桨速度不能超过2 °/s;顺桨速度不能超过5°/s;变桨加速度不能超过20 °/s2；变频系统通过转矩控制达到最大风能利用系数， 目标：叶轮转速升至17.5 r/s(低速轴）3.2 达到额定功率后维持满发状态运行桨距角在（90 °，0°）范围内调节；开桨速度不能超过5 °/s;顺桨速度不能超过5°/s;变桨加速度不能超过20 °/s2；通过变桨控制使机组保持额定输出功率不变， 目标：叶轮转速保持17.5 r/s(低速轴）4、运行——停机状态4.1 正常停机叶片正常顺桨至89°；变桨主控柜的顺桨命令通过轴柜执行；顺桨速度控制为5°/s;叶轮空转，机械刹车不动作；4.2 快速停机叶片快速顺桨至89°；变桨主控柜的顺桨命令通过轴柜执行；顺桨速度控制为7°/s;叶轮空转，机械刹车不动作；4.3 紧急停机叶片紧急顺桨至91°或96 °限位开关；紧急顺桨命令通过蓄电池柜执行；顺桨速度不受控制;叶轮转速低于5 r/s后，液压机械刹车抱闸，将叶轮转速降至为零；独立变桨：三个叶片通过各自的轴柜和蓄电池柜实现开桨和顺桨的同步调节；如果某一个驱动器发生故障，另两个驱动器依然可以安全地使风机顺桨并安全停机。
技术直流变桨电机常见故障分析及主动维护技术方案
技术直流变桨电机常见故障分析及主动维护技术方案直流变桨电机常见故障分析及主动维护技术方案北京合信锐风新能源有限公司文：李金龙（技术部部长）在大型风力发电机组中，直流变桨系统在系统出现故障时，可以利用直流备电进行紧急顺桨，提供高可靠性紧急停机保护，得到了不少变桨系统厂家的青睐。
在早期的1.5MW风力机组中，LUST变桨（MOOG）、SSB变桨、能建变桨均采用直流变桨电机。
随着运行年限的增加，诸多风电场直流变桨系统出现故障频发问题，给运行维护带来很多不便，增加了运维成本。
下面结合我公司变桨系统主动维护案例经验，介绍直流变桨电机维护注意事项：1、直流变桨系统原理介绍直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。
直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。
运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
图1-1：直流电机结构图直流电动机的工作原理就是靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引入的直流电动势，在电枢线圈产生交变电动势，从而产生旋转电磁转矩。
2、直流电机常见技术问题（1）换向器打火正常情况下电刷与换向器之间为“滑触”结构，在换相时会产生轻微电火花，不会对设备产生危害。
如果换向器表面严重磨损，电刷磨损形成严重积碳，刷握压力异常，电刷位置不在物理中行线上等异常状态时，将引起严重电火花，造成换向器进一步损坏，严重情况下引起换向器绝缘击穿损坏，造成整个电机损坏。
图2-1 换向器放电示意图（2）电枢绕组击穿电枢绕组、励磁绕发生绕组短路击穿，绕组烧毁故障。
通过对电机拆机发现，这种绕组烧毁情况，一般由于电机长期过载高温，引起绕组绝缘层损坏。
电机过载原因包括电磁刹车不能正常打开，变桨系统机械卡死等故障。
图2-2 励磁绕组绝缘击穿图（3）其他故障在变桨系统中报出速度比较、速度超限故障，一般为测速电机或测速编码器损坏，测速电机与测速编码器器都是高精度电子器件，运行中需要注意对harting插头，以及编码器密封圈进行紧固与检查，保证接触可靠。
变桨系统故障分析
变桨系统故障分析首先，机械故障是变桨系统故障的主要原因之一、由于变桨机构是一个复杂的机械系统，其运行过程中受到很大的应力和振动，如果组装不当或者部件磨损，就会导致故障。
例如，螺旋桨的轴承可能会因为长时间运行而磨损，从而导致桨叶无法正常旋转；桨叶的连接部分也可能会因为螺丝松动或者断裂而导致故障。
其次，电气故障也是变桨系统故障的常见原因。
电气故障可以包括电缆损坏、插头松动、电机过热等问题。
这些故障可以导致电能无法正常传输或者电动机无法启动，从而影响桨叶的运行。
此外，由于变桨系统中涉及到的电气设备众多，电缆连接错误或者接触不良也可能导致故障。
最后，控制系统故障也是变桨系统故障的一个重要原因。
现代风能发电系统中都配备了先进的控制系统，这些控制系统能够调整桨叶的角度以适应不同的风速和方向。
然而，如果控制系统出现故障，就会导致桨叶无法及时调整角度。
例如，控制系统中的传感器可能出现故障，导致无法准确感知风速和方向，从而不能正确地控制桨叶的运动。
针对变桨系统故障，我们可以采取以下措施来进行分析和解决：首先，可以通过检查和维护机械部件来排除机械故障的可能性。
例如，定期检查轴承的磨损情况，更换磨损部件，确保变桨机构的正常运转。
其次，对电气部件进行定期检查和维护，防止电气故障发生。
例如，检查和清洁电缆，确保连接牢固；定期检查电机的温度，防止过热等问题。
最后，对控制系统进行检查和维护，确保其正常工作。
例如，定期检查传感器的准确性，确保其能够准确感知风速和方向；检查控制系统的软件程序，确保其无错误。
总之，变桨系统故障是风能发电系统中常见的问题，其原因可能是机械故障、电气故障和控制系统故障等。
通过定期检查和维护机械、电气和控制系统，我们可以及时发现故障并采取相应的措施进行修复，以确保风能发电系统的正常运行。
变桨课件
OAT变桨系统调试步骤
• 连接
1、将CAN-BUS通讯线中的一端正确接入中 控箱侧面的 CAN-BUS接口 2、将CAN-BUS通讯线与DB9针接头正确连接 3、将CAN-BUS通讯线中的DB9针接口端与USB to CAN转接 器连接 4、将USB to CAN转接器的USB端与电脑连接
OAT变桨系统调试步骤
SSB变桨系统调试步骤
2、联调 （1）将所有改动线复位。 （2）检查通讯是否正确 （3）正常后屏蔽故障代码 （4）给以个bybass信号（旁通） （5）点击进入工厂测试模式 （6）保存波形
OAT变桨系统调试步骤
1、调试准备 （1）调试软件Windbench。 （2）CAN-BUS通讯线一端接DB9针接头。 （3） IXXAT USB to CAN（DB9针接头）转 换器一个。
变桨控制系统的介绍
变桨控制系统安装在轮毂内，它可以实现三个桨叶变 桨动作，MY1.5 系列风机能实现三个叶片独自的变桨动 作。变桨控制系统的备用蓄电池，以维持当电网掉电、 变桨供电或控制单元故障时变桨系统的正常运作。中央 控制箱和轴控箱对变桨电机进行联合控制。当风速变化， 变桨控制系统调节叶片角度，使风轮转速恒定在一个数 值上，这样减少了转速变化对风机零部件及电网的冲击。 除控制功率输出，变桨系统还是风机最重要的制动系统。 中央控制箱：主要用于电能分配和PLC控制。 轴控箱：电机驱动，控制变桨电机的转动和转向。 电池箱：备用电源，停电时为顺桨提供电力。 变桨电机：驱动桨叶偏转。
Battery Modules PBS 电池单元 PBS1-363-000
技术参数 • 标称电压: • 卸载电压: • 标称容量: • 最大充电电压: • 最大充电电流: • 关闭充电所需电流: • 最大放电电流: 秒内) • 内部电阻: 时≤100 mOhm • 均压: 个时激活
变桨技术及故障分析
Motor
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
变桨技术概述
电动变桨技术
液压变桨技术
常见故障分析
2.5 柜体组成方案
◆柜体组成划分
风机主控 制器
控制器和配电系统
伺服驱动柜
伺服驱动柜
伺服驱动柜
电池装置
电池装置
电池装置
轴1
柜体方案 3柜 4柜 轴1 电池+驱动器+电源变换 电池+驱动器 轴2 电池+驱动器+电池充电器 电池+驱动器
否
X5-16 X5-17 X5-18 X5-19 X5-20 X5-21 X5-22 X5-15
频率范围< 500Hz 端子扫描周期1ms 低/高电平切换：<4.8V/>18V At 24V typ. 3mA
X5-23 X5-24
继电器1常开 30V / AC, cosΦ=1 30V / AC, cosΦ=1 关延时约10ms 周期1ms
复合项目部提供叶 片在各种风况下相 关载荷数据（额定 和峰值载荷）
整体所提出风机功 率（1.5MW、2.0MW、或 3.0WM）需求
确定回转支承的额定 力矩和峰值力矩
传动链的 减速比
正常变 桨速度
驱动器的功能 及I/O数量
选定变桨控制器
外围控制I/O 数量
选定相应规格 驱动器型号
确定变桨电机的具 体型号（功率和转 速）
电机刹车制动时间：
电机最大功率（0.5s）
88
64
主电压 直流电压
230…460 From 140
6 7 8
化学活性物 盐分 机械活性物 沙 极限速度和力矩 速度： 力矩：
风电机组变桨系统介绍
二、常见问题、解决方案及工作成果
3、变桨驱动器OK信号丢失
如东32#，16#机组，通过对两台机组的故障文件分析发现，导致 叶片不能完成收桨的故障原因相同——变桨驱动器检测到电机加速 度异常。 变桨驱动器通过采集编码器的增量通道信号来检测变桨电机的速 度。 通过复位将叶片收回的事实表明编码器没有损坏，造成变桨驱动 器检测到电机加速度异常的原因可能是增量编码器通道受干扰导 致的。
二、常见问题、解决方案及工作成果
5、变桨柜内干燥剂问题 问题描述： 变桨柜内存在袋装颗粒干燥剂，机组吊装时这样的干燥剂在
运行的过程极易破损，颗粒撒落到变桨柜内，可能导致变桨系统 Q1断路器卡死、手动/自动旋钮失灵、柜内循环风扇被卡死等情况。
二、常见问题、解决方案及工作成果
5、变桨柜内干燥剂问题
解决方案及工作成果 ： （1）机组吊装时，要求必须取出变桨柜内的干燥剂，工程技术部 完善吊装工艺文件。 （2）变桨柜内干燥剂使用固态干燥剂，取代颗粒干燥剂，由总装 工艺人员配合对此干燥剂进行更换。
一、变桨调试中需要注意的地方
5、叶片变桨时，人员需要知道叶片转动的方向，方向不能变反， 还要注意接近开关和限位开关的位置，防止器件被撞坏。 6、调试限位开关时，既要保证限位开关触发，也要保证限位开关 冲过挡块斜坡后触头不被撞坏，限位开关的高度要合适。 7、变桨调试时，如果发现柜体内部有杂质或出现凝露、水珠，此 时禁止对变桨柜进行上电调试操作，必须清理杂质或烘干柜体。 8、超级电容电压大于35V时，运行驱动器复位。 9、目前2.5变桨柜配变桨电机为8.6KW。当标准变桨柜配置6KW 变桨电机系统，则驱动器刷入的参数版本为：20130408 ending version。
风电机组变桨系统故障分析处理及应用
风电机组变桨系统故障分析处理及应用变桨控制系统是变速恒频风力发电机组的重要组成部分，变桨控制系统故障频繁，本文通过对变桨控制系统所发生的典型故障进行分析，探索变桨控制系统故障的处理方法，实现风电机组的安全稳定可靠运行。
1变桨系统的运行分析1.1变桨系统的简要介绍变桨系统由变桨轴承、变桨驱动（变桨电机、变桨减速箱）、变桨控制柜、电池柜组成。
图11.2变桨系统的主要功能首先是当风速超过额定风速时，通过控制叶片角度来控制风机的转速和功率；其次是当风速低于额定风速时，通过调整叶片角度从风中吸收更多的风能；第三是当安全链被打开时，叶片可作为空气动力制动装置使机组安全停机。
2变桨系统故障分析处理及应用2.1变桨轴承故障分析及处理变桨轴承是变桨驱动系统带动叶片转动和支撑叶片的主要装置，变桨轴承采用双排深沟球轴承，因风力发电机组长时间工作，灰尘、油脂等造成轴承污染，定期维护工作不到位导致轴承缺少润滑脂等容易造成轴承的摩擦与卡涩，长时间运行能够导致轴承的损坏。
出现变桨轴承故障，应及时对轴承表面和密封性进行检查，看是否有噪音、点蚀、断齿、腐蚀等现象，发现问题及时进行修补或更换新的变桨轴承。
为避免故障的发生应经常进行巡视检查，定期进行维护保养，加注润滑油脂。
2.2变桨减速机（齿轮箱）故障分析判断变桨减速机（齿轮箱）是变桨电机带动变桨小齿轮转动的减速装置，通过小齿轮带动变桨轴承转动进行变桨，如出现风电机组变桨驱动故障，有可能是齿轮箱油位低、渗漏油、平行齿轮磨损严重等故障。
在巡检和维护时要检查齿轮箱的油位是否正常、油色有无浑浊、是否有渗漏现象，并要进行手动变桨看是否有振动或噪音，有无卡涩现象。
2.3变桨电机系统故障分析处理变桨电机系统是变桨驱动的关键部件，变桨电机的后端带有冷却风扇和转速传感器，变桨电机内还安装有刹车。
变桨电机主要会出现绕组短路、电机发热、刹车抱死、振动和噪音等故障，造成故障的原因主要有绝缘电阻低、轴承卡涩、转子笼条断裂或开焊、刹车时间长或发热、冷却风扇损坏、接线松动等。
变桨系统故障分析
1．5MW风机故障分析1.变桨系统1.1PITCH CABINET1.1.1ERROR_PITCH_CABINET_TEMPERATURE（变桨柜温度故障）故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜温度超过55º延续3S。
检查步骤：A)检查变桨柜温度传感器（PT100）是否正常。
B)检查变桨柜温度模块（KL3204）是否工作正常。
C)通过软件检测风扇是否在45º时正常启动。
D)检查开关电源模块是否温度是否异常。
1.2PITCH CAPACITORS1.2.1ERROR_PITCH_CAPACITOR_TEMPERATURE(变桨柜电容故障)故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜电容温度超过55º延续3S。
检查步骤：A)检查电容温度传感器（PT100）是否正常。
B)检查变桨柜温度模块（KL3204）是否工作正常。
C)检查电容电压是否正常。
D)测量电容电压（60V）是否正常。
1.2.2 ERROR_PITCH_CAPACITOR_VOLTAGE_HI（变浆柜电容高电压故障）故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜电容电压低于55V延续3S.检查步骤：A)检测电容电压是否正常。
B)检测NG5模块输出是否正常。
C)检测A10模块输入是否正常。
D)检测A10模块输出电压（5.4V）是否正常。
E)检测KL3404（A5）模块是否正常。
1.2.3ERROR_PITCH_CAPACITOR_VOLTAGE_UNSYMMETRY（变桨电容电压不平衡）故障原因：满足下列关系”CAPACITOR_VOLTAGE_HI”/2-“CAPACITOR_VOLTAGE_LO”的绝对值大于2。
检查步骤：A)检测电容电压是否正常。
B)检测NG5模块输出是否正常。
C)检测A10（自制模块）模块输入是否正常。
D)检测A10（自制模块）模块输出电压（5.4V）是否正常。
E)检测KL3204（A8）模块是否正常。
MY1.5MW机组变桨通讯系统介绍及常见故障处理基础知识讲解培训
8、轴控箱1PMC控制器输出过流 1.核对PMC参数是否正确； 2.检查PMC内部及输出端子处是否有烧毁现象； 3.检测电机相间电阻是否正常； 4.更换PMC或者电机进行测试；
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处理方法： 9、PMC电机侧接地短路故障 1.核对参数是否正确； 2.断电后检查PMC末级/电机对地是否短路，检查电机动力线缆接口是否短路； 3.调换PMC/电机进行试验； 10、变桨系统进线电源欠压 1.检测进线电源电压是否正常； 2.检查PE和N线是否接好； 3.检查马达保护断路器/K1接触器是否损坏； 4.检测中控箱防雷器是否保护动作； 5.检查PMM内部是否有烧糊痕迹或者有异响； 6.更换PMM进行测试； 11、PMM与PMC间的直流回路中断 1.检查熔断器是否损坏（熔断器一定要在放电至5V以下后进行更换）； 2.检查PMM和PMC间直流回路是否对地短路； 3.上电后检查直流母线电压是否正常，若正常则更换PMC，否则更换PMM；
MY1.5MW机组变桨通讯系统介绍及常见故 障处理基础知识讲解培训
目
录
一、变桨通讯系统工作原理 二、变桨通讯系统主要模块介绍 三、变桨通讯系统常见故障及处理方法
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一、变桨系统工作原理
控制命令： •速度 •位置 •EFC •复位
3
状态信息：
•桨叶信息 •PMM状态 •PMC状态 •电池信息
实现功能： •功率调节 • 气动刹车 • 调节机械 载荷
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谢 谢！
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变桨系统具有两个功能，一个是作为主要制动系统； 另一个是作为风力发电机组额定输出运行的速度控制 器，在额定负荷范围内对风机转速进行调节。三个桨 叶系统互相独立，即使其中之一出故障，也能安全停 机，电动变桨，可靠性更强，维护量少。变桨系统备 用电源为超级电容，在保证机组在电网脱离时，仍能 实现桨叶调节，保证了风机的安全。
培训教材(变桨)(远景培训)
2.变桨轴承
2.1安装位置
变桨轴承安装在轮毂上，通过外圈螺栓把紧。 其内齿圈与变桨驱动装置啮合运动，并与叶片联接。
2.2工作原理
当风向发生变化时，通过变桨驱动电机带 动变桨轴承转动从而改变叶片对风向地迎角， 使叶片保持最佳的迎风状态，由此控制叶片的 升力，以达到控制作用在叶片上的扭矩和功率 的目的。
4.变将驱动器与轮毂支架
规格 M12（螺母）
强度 10H
数量 其它
3×12=36
1.力矩扳手 SW 19 ；Ma=95 Nm 2. 涂 Loctite 243 胶
5.顺桨接近撞块
规格 M8×15(全螺纹)
强度 8.8s
数量 其它
3×2=6
1. 力矩扳手 SW 13； Ma=23Nm 2. 涂 Loctite 243 胶
位置1：变桨限位撞块与变桨轴承连接时定位 导向螺钉孔。
位置2：顺桨接近撞块安装螺栓孔，与变桨限 位撞块连接。
位置3：变桨限位撞块安装螺栓孔，与变桨轴 承连接。
顺桨接近撞块
5.3安装位置
顺桨接近撞块安装在变桨限位撞块上，与 顺桨感光装置配合使用。
5.4工作原理
当叶片变桨趋于顺桨位置时，顺桨接近撞块 就会运行到顺桨感光装置上方，感光装置接受信 号后会传递给变桨系统，提示叶片已经处于顺桨 位置。
变桨控制系统有四个主要任务：
1. 通过调整叶片角把风机的电力速度控制 在规定风速之上的一个恒定速度。
2. 当安全链被打开时，使用转子作为空气 动力制动装置把叶子转回到羽状位置（安全运 行）。
3. 调整叶片角以规定的最低风速从风中获 得适当的电力。
4. 通过衰减风转交互作用引起的震动使风 机上的机械载荷极小化。
远景变桨驱动系统
远景EN77风力机组变桨系统基本工作原理1、变桨驱动系统每个桨叶都有一个独立的变桨驱动系统，Pitch master，它是专为变桨控制设计的伺服控制器，额定功率22kW,输入电压为400VAC，最大电流90A，额定输出频率为0～500Hz。
它通过CANbus与变桨PLC 通信，并接收PLC的控制指令输出控制直流电机驱动变桨。
可通过CANbus或RS485在线设定参数。
Pitch master的接收变桨控制柜和电池柜的温度、电池故障状态、电机编码器和冗余编码器，91°和96°限位开关及电机运行信号等。
Pitch master输出控制电机驱动、电机刹车释放、散热风扇启动及驱动就绪等信号。
2、变桨系统工作原理风机变桨系统有两个工作任务。
一方面，它通过特殊的程序控制变桨来保持叶轮匀速运转，即使在更高的风速和风机因此产生更大功率的情况下。
另一方面，它还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，可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。
变桨系统(内容及基础原理的简介)
风力发电机变桨系统所属分类:技术论文来源:电器工业杂志更新日期:2011-07-20摘要：变浆系统是风力发电机的重要组成部分，本文围绕风力发电机变浆系统的构成、作用、控制逻辑、保护种类和常见故障分析等进行论述。
关键词：变桨系统；构成；作用；保护种类；故障分析1 综述变桨系统的所有部件都安装在轮毂上。
风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转。
变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，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。
风机的叶片（根部）通过变桨轴承与轮毂相连，每个叶片都要有自己的相对独立的电控同步的变桨驱动系统。
变桨驱动系统通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动。
风机正常运行期间，当风速超过机组额定风速时（风速在12m/s到25m/s之间时），为了控制功率输出变桨角度限定在0度到30度之间（变桨角度根据风速的变化进行自动调整），通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。
任何情况引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置（执行紧急顺桨命令时叶片会顺桨到91度限位位置）。
变桨系统有时需要由备用电池供电进行变桨操作（比如变桨系统的主电源供电失效后），因此变桨系统必须配备备用电池以确保机组发生严重故障或重大事故的情况下可以安全停机（叶片顺桨到91度限位位置）。
此外还需要一个冗余限位开关（用于95度限位），在主限位开关（用于91度限位）失效时确保变桨电机的安全制动。
由于机组故障或其他原因而导致备用电源长期没有使用时，风机主控就需要检查备用电池的状态和备用电池供电变桨操作功能的正常性。
每个变桨驱动系统都配有一个绝对值编码器安装在电机的非驱动端（电机尾部），还配有一个冗余的绝对值编码器安装在叶片根部变桨轴承内齿旁，它通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动记录变桨角度。
风机主控接收所有编码器的信号，而变桨系统只应用电机尾部编码器的信号，只有当电机尾部编码器失效时风机主控才会控制变桨系统应用冗余编码器的信号。
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DI 6A1-1：手动/自动 6A1-2：安全链11K1 6A1-3：95°限位开关常闭触
点 6A1-4：正转 6A1-5：反转 6A1-6：95°限位开关常开触
点 6A1-7：3~5°位置传感器 6A1-8：90°位置传感器 7A1-1：强制手动 7A1-2：无 7A1-3：无 7A1-4：充电器OK信号 7A1-5：充电器过流信号 7A1-6：防雷保护 7A1-7：无 7A1-8：无
远景能源变桨控制系统 介绍及典型故障案例讲 解
主要内容
1 控制系统主体结构 2 系统外部接口定义 3 系统工作模式 4 变桨系统PLC 5 变桨故障逻辑及案例解析
1
1 控制系统主体结构
2
1 系统主体结构
风机类型 母线电压 额定功率
额定扭矩
最大扭矩 制动扭矩
1.5MW
60V
4.5kW 28.7Nm在1500rpm时 75Nm
位置检测反馈信号。
3 系统工作模式
6
3.1 系统工作模式
2014年全年，利华尖上网满发小时数2681h，东杏河上网满发小时数2477h，差异8.23% 2014年8月开始，两期项目满发小时差异逐步缩小，11月开始东杏河稳步超越利华尖。
7
3.2 系统工作模式
此图为AC2变频器接口。 —编码器增量信号接到D3、 D5端子 —CAN通讯终端120欧姆电阻 接到C2、C4端子 —制动器控制接到F9端子 —CAN通讯接到C1、C3端子 —CAN通讯带载电压12VDC 接到D1、D2端子 —变频器使能信号接到E12端 子 —电容中间点电压接到E8端子， Disable emergency信号接到 E6端子 —控制板电源KEY接到F1端子。
8
4 变桨系统PLC
9
4.1 变桨系统PLC-EL1008
10
4.2 变桨系统PLC-E1008
11
4.3 变桨系统PLC-EL2008
12
4.4 变桨系统PLC-EL2008பைடு நூலகம்
13
4.5 变桨系统PLC
PLC控制器：
输入：KL1408*2、KL5001、KL3204
输出：Kl2408*2
DO 8A1-1：enable信号 8A1-2：伺服重启8K1输出控
制 8A1-3：电机风扇8K2 8A1-4：安全链EFC-8K3 8A1-5：无 8A1-6：手动允许8K5 8A1-7：无 8A1-8：加热器8K7 9A1-1：PLC自锁9K1 9A1-2：加热风扇9K2 9A1-3：散热板风扇9K3 9A1-4：充电器停止9K4 9A1-5：安全位置检查9K5 9A1-6：无 9A1-7：无 9A1-8：无
AI KL5001：SSI反馈 KL3204：Pt100反馈
14
4.6 变桨系统控制—EFC
emergency_request Blade1_EmergencyMode Blade2_EmergencyMode Blade3_EmergencyMode
savety_chain Blade1_SafetyChainTrigger Blade2_SafetyChainTrigger Blade3_SafetyChainTrigger
18
4.10 变桨系统自检模式
风机720小时后进入变桨自检，只有在收到安全位置信号 DI_NacellePitchAllBladesInFeatherPos置1时，才会开桨实际自检： 桨叶自检采用三个叶片独立自检的方法，进入桨叶自检后，主控首先控制 1#桨桨叶走桨至0度（2°/s)，1#变桨系统会通过PLC自动断开电源管理模 块，确保完全由超级电容驱动叶片走桨至89°度位置，同时监测桨叶从0° 开始走桨到89°停止时的电容压降，如果此时压降低于一定值，报出桨叶 自检失败故障，之后以同样方式对2、3#桨叶自检，整个过程除了检测单个 桨叶回桨过程中的电容压降之外，还会检测整个变桨自检的时间，如果超 过一定设定时间，会报出桨叶自检超时故障，但一般这个时间设定较长， 不容易触发。
16
4.8 变桨系统PLC-—温度控制
➢电机风扇8K2：电机定子安装PT100，PLC-KL3204卡键检测。 40℃启动，35℃停止；130℃触发报警。
➢加热器加热8K7：温控器侧安装PT100， PLC-KL3204卡键检测。 10℃启动，15℃停止。65℃触发报警。
➢加热风扇9K2：温控器侧安装PT100， PLC-KL3204卡键检测。 50℃启动，46℃停止。65℃触发报警。
100Nm
2.0MW
75V
6.0kW 38.2Nm在1500rpm时 112Nm 100Nm
31
2 系统外部接口定义
4
三、系
2 系统外部接口定义
统外部接口定义
接线说明： 1、图一、图二、图三为风机主控与TR-1.5MW变桨系统接 线示意图，进入变桨控制系统线缆分别有Profibus DP通讯 线缆、24V控制线缆、400V电源线缆。 2、400V电源线L1，L2，L3分别接入变桨A柜1XS1插头A1、 A2、B1端，N线接入B2端，PE地线接入C1端。如图二所示。 3、Profibus DP通讯线接入变桨A柜1XS4插头上，DP+ （红线）接C3，DP-（绿线）接C2，屏蔽线接C1，DP插头 安装如图三所示。 4、24V控制线接入变桨A柜1XS4插头A端，A4接EFC顺桨 命令24V+,A2接信号地0V,A6接安全链入变桨系统，A7接安 全链出变桨系统，A3接安全位置检测输入信号，A5接安全
➢散热板风扇9K3：温控器侧安装PT100， PLC-KL3204卡键检测。 伺服内部自带温度检测。 以上任一温度大于40℃启动，同时小于35℃停止。 伺服自带检测温度大于75℃触发报警。
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4.9 变桨系统—编码器反馈及KL5001检测
格雷码： 0001 0111 1011 1000 0010 1011 0 二进制： 0001 1010 1101 0000 0011 0010 0 十进制： 1757234 对应角度： 1757234/2/4096/185.04/9.27*360=45.02°
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4.7 变桨系统—TEACH
故障判定： 当变桨至teach记录区间 （紫色）时，判断有无传 感器DI信号，若无则触发 传感器检测故障。
现场调试时通过Teach操作，在桨叶从92°往-2°变桨过程中记录此时传感 器由亮到灭对应的位置区间，将记录区间保存至PLC掉电保存区，在自动模 式运行过程中，通过传感器DI信号与调试过程记录区间比较，判断编码器反 馈是否出现异常。