变桨控制柜部分
LUST变桨器件介绍
8K8
第二部分 2G3 1R1 1F1 1F3 2F1 2F2 2F4 2F10 2V1 2V2
1Q1
1R2
2G2
第二部分介绍
制400VAC电源断路器 1F3，控制柜体外的散热风扇和加热器 2F1，控制AC500输入电压。 1R1，防雷器 2G3，230VAC转换24VDC电源
第二部分
柜内元器件排布图
5A2 5A1 5K1
6K5 9A1 8A5 6A4 6A3 7A1 6A1
XH
X24
2F5 2F6 2F7 2F8 2F9 3F1 6R1 1R3 1R4
LUST柜内布局
2K1
3A1
2V3 2V4
Pitchmaster
X101
X10
4K5 4K1 2K2 1K1 4K2 2K3 4K6 4K3 8K9 8K1
XH
X24
2F5
2F6 2F7
第四部分
2F8
2F9
3F1
6R1 1R3 1R4
LUST柜内布局
2K1
3A1
2V3 2V4
Pitchmaster
X101
X10
4K5 4K1 2K2 1K1 4K2 2K3 4K6 4K3 8K9 8K1
7S4
8K8
2G3 1R1 1F1 1F3 2F1 2F2 2F4 2F10 2V1 2V2
LUST柜内布局
2K1
3A1
2V3 2V4
Pitchmaster
X101
X10
4K5 4K1 2K2 1K1 4K2 2K3 4K6 4K3 8K9 8K1
7S4
8K8
2G3 1R1 1F1 1F3 2F1 2F2 2F4 2F10 2V1 2V2
变桨系统简介
★ 三相异步交流电机变频器 ★ 电子刹车功能 ★ CAN BUS 接口 ★ 程序存储器 ★ 额定直流输入电压60VDC ★ 最大输出电流450A ★ 开关频率8kHz ★ 环境温度-40℃~+50℃，最高工作温度90℃
※ 第一路控制轴柜加热器 ※ 第二路控制2T2输入电源
进入紧急模式
紧急模式桨叶转到89°位置的故障包括：
(1) 本桨叶位置小于最小位置限值； (2) 本桨叶位置大于最大位置限值； (3) 转速超过最高转速限值； (4) Profibus DP通讯故障 (5) 安全链动作； (6) 主电源故障； (7) 欠压； (8) 电机堵转； (9) 变频器超温； (10)轴箱超温； (11)超级电容中间电压比较错误 (12)90°位置传感器故障； (13)3°位置传感器故障；
TR-1.5G采用两个电源管理 模块，用于AC220V转换 DC60V供变频器及超级电容 使用。
※ INPUT 230VAC ~14A 50~60Hz
※ OUTPUT 60/75V 33/25A
CPU：CX9000-0001 AI：EL3204 DI：EL1008 DO：EL2008 SSI：EL5001 Profibus DP CAN OPEN
所有的外部连接通过屏蔽电缆接地哈丁插头内部采用gnd接地轴箱接地采用铜条或接地螺钉采用冷板技术变频器取消传统散热风扇紧贴在大功率散热板上铸铝散热器制造材质本身具有升温快散热效率高的特性变桨系统结构简图滑环进线包括一根400vac电源线一根profibusdp通讯线一根12芯24vdc电源线
目录
一、变桨系统硬件组成 二、变桨系统接口定义 三、变桨系统控制方案及故障诊断 四、变桨系统与风电主控通讯
变桨系统1
1.变桨轴承与轮毂连接
规格
强度 数量 其它
M30×290
10.9 48×3=144 HytorcXLT3 SW46mm； Ma=1750 Nm
2.变桨轴承用螺栓（包括安装撞块）
规格 强度 M30 10.9
数量 其它
54×3=162 HytorcXLT3 46mm套筒
3.齿轮安装压板
规格 M20x50(全螺纹) 强度 10.9S 数量 1×3=3
变桨系统
风速过大，超过额定风速时，如果叶片迎角 不变，机组将受到的过大的风力载荷，发电机等 零部件也将过载。
变桨系统
变桨机构就是在额定风速附近(以上)，依据风速的 变化随时调节桨距角，控制吸收的机械能，一方面保 证获取最大的能量(与额定功率对应)，同时减少风力对 风力机的冲击。在并网过程中，变桨距控制还可实现 快速无冲击并网。变桨距控制系统与变速恒频技术相 配合，最终提高了整个风力发电系统的发电效率和电 能质量。
图4 变桨轴承附件
接近开关的工作原理 当叶片变桨趋近于顺桨位置时，接近撞快上的感应片 会运行到接近开关上方。接近开关接受到信号后会传递 给变桨系统，提示叶片已处于顺桨位置。此时变桨电机 减速，直至顺桨动作完成，以保护变桨系统，保证系统 正常运行。
5 限位开关的工作原理 当变桨轴承趋于极限工作位置时，极限工作位置 撞块就会运行到限位开关上方，与限位开关撞杆作 用，限位开关撞杆安装在限位开关上，当其受到撞 击后，限位开关会把信号通过电缆传递给变频柜， 提示变桨轴承已经处于极限工作位置。
当动态失速时连续气流变化情况
失速调节风电机组叶片安装角度变化的功率特性
上图中，大风下超过20m/s风速时，失速消失，而功 率又达到额定值，而且会进一步提高。 此时必须在失速机组中设计一套刹车装置在某一风速 下刹车，一面飞车。 与变桨距机组相比，失速机产生的轴向推力会在超过 额定风速后，随风速增加而增加，而且在功率恒定或稍微 下降时也仍然增加。因此，失速机的机身和塔架与变桨距 机组相比所受载荷要高。
风电变桨介绍
2.4变桨轴承基本维护 2.4变桨轴承基本维护
1.检查变桨轴承表面清洁度。 1.检查变桨轴承表面清洁度。 2.检查变桨轴承表面防腐涂层。 2.检查变桨轴承表面防腐涂层。 3.检查变桨轴承齿面情况。 3.检查变桨轴承齿面情况。 4.变桨轴承螺栓的紧固。 4.变桨轴承螺栓的紧固。 5.变桨轴承润滑。 5.变桨轴承润滑。
维护周期 (脂) 优选润滑剂 (油)
维护周期( 维护周期(油)
4.雷电保护装置 4.雷电保护装置
4.1安装位置 4.1安装位置
雷电保护装置在变桨装置中的具体位置见图1 雷电保护装置在变桨装置中的具体位置见图1， 在大齿圈下方偏左一个螺栓孔的位置装第一个保 护爪，然后120等分安装另外两个雷电保护爪。 护爪，然后120等分安装另外两个雷电保护爪。
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 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。
2.5变桨系统工作环境 2.5变桨系统工作环境
安装地点 工作寿命 环境温度范围 机舱内温度范围 工作过程中环境温度范围 露天环境要求 相对湿度 内陆和沿海地区 20年 20年 -35°C 到 +45°C 35° +45° -35°C 到 +55°C 35° +55° -35°C 到 +55°C 35° +55° 腐蚀性，盐雾，流砂 在+40°C时为5% 到 95%， +40° 时为5% 95%， 露点
电机连接 工作时间
2MW华渝变桨介绍
目录••••••••一、概述 (2)二、主要功能 (2)三、系统组成 (2)四、工作原理 (4)五、系统接口 (13)六、主要零部件 (13)七、系统功能性能指标 (17)八、人机界面操作说明 (20)九、用户车间调试 (30)十、风场调试维护 (35)一、概述HYP2.0-LT型变桨控制系统是重庆华渝电气仪表总厂专门针对中船重工（重庆）海装风电设备有限公司2MW风力发电机组，从国外引进的变桨控制技术，并通过自主国产化研制生产而成。
该变桨系统采用超级电容储能（作为后备电源），使用寿命长，充电时间短，且具有良好的耐低温性能；系统采用75V低压供电，全面提高操作人员和系统元器件的使用安全；系统采用三柜结构，组成简单，占用空间小，安装维护方便；系统采用冷板散热技术，实现柜体全密封设计，防护性能得到全面提升，能在恶劣环境中工作；系统采用模块化设计，线路简单；本系统元器件批量生产，可靠性高；同时保护功能完备，尤其是防雷性能优良。
二、主要功能变桨系统作为风力发电控制系统中重要组成部分，主要完成两项功能：一是根据风力发电机组运行要求控制桨叶变换到设定的角度以达到发电机设定的功率输出；二是根据风力发电机组运行或安全要求驱动桨叶变换到顺桨位置，即桨叶面到达顺风位置，使机组停机。
由于其对于风力发电系统安全性、可靠性起着至关重要的作用，因此理解本系统组成，工作原理等内容，对于正确操作与使用本系统显得尤为重要。
三、系统组成HYP2.0-LT型变桨控制系统见图1。
该系统由三个相对独立的控制单元组成，每个控制单元由控制柜、变桨电机、接近开关、限位开关组成。
每一个控制柜内由超级电容器模组、充电电源、变频驱动器、PLC 控制器及其外围模块以及控制保护线路及其电气元器件组成，详见图2。
图1：HYP2.0-LT型变桨系统图图2：HYP2.0-LT型变桨系统控制柜内部图三个控制单元分别控制三个桨叶，并通过Profibus总线与风力发电机组主控制器相连，成为主控制器的三个独立的Profibus从站，即主控制器可分别对三个控制单元进行控制。
1.5MW直流变桨系统介绍
1.5MW直流变桨系统介绍摘要：1.5MW直流变桨系统介绍关键词：直流;变桨控制；构成；原理。
一、简介整个风机控制系统可以分为三大系统分别为：机舱控制系统、变桨控制系统及变频控制系统。
其中整个风机系统的主控器安装风机控制系统中，因此机舱控制系统就好比风机系统的大脑，变桨控制系统与变频控制系统都是风机系统的执行机构。
变桨控制系统作为整个风机系统的重要执行机构之一，在风机系统运行与安全保护起到的十分重要的作用。
二、变桨控制系统的作用变桨控制系统是整个风机系统实现转速控制，获得最大风能利用率的重要保证之一。
变桨控制器通过接收风机主控器的控制指令，使风机系统可以稳定的吸收对应风况下的最大风能，这样风机系统就可以将最大的风能转换为动能并最终转换为电能。
另一方面变桨系统也是风机系统安全运行的重要保障之一，在超过风机系统正常运行范围的大风况下，变桨系统控制器可以接收风机主控器指令进行收桨，这样可以有效的保证风机的安全性。
三、变桨控制系统介绍（一）、系统的特点：1、系统为直流变桨系统。
2、整个变桨控制系统采用不锈钢全封闭结构及重载接插件连接结构，使得该变桨控制系统具有很高的防护等级，能适用于风机应用的各种恶劣场所。
3、系统采用三支叶片独立驱动结构，使每个叶片具有独立的变桨功能。
因此在任意一支叶片由于故障不能正常变桨的情况下，其它两支叶片也能按系统控制要求进行变桨，具有冗余保护的效果。
4、变桨控制系统具有冗余电源保护功能，机组在正常运行条件下采用风机系统提供的外部交流电源进行供电控制。
当电网故障或系统电源断电时，系统将自动切换到后备蓄电池供电模式，直接由蓄电池提供动力和控制电流，保证风机能及时安全回桨。
（二）、系统的构成：整个变桨系统的包括：7个柜体（1个中控柜、3个轴控柜、3个电池柜）、3台直流变桨电机及其它相关的附件。
1、中控柜(BVL)变桨控制系统的指挥机构,放置变桨控制器。
外部电源进入后通过一系列开关和变压器分配给轴控柜和电池柜。
Vensys变桨系统简介
每个叶片的变桨控制柜，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度/s的速率， 从0度顺桨到90度位置。当来自滑环的电源掉电时，备用电源直接为变桨系统供电 ，仍可保证整套边疆电控系统正常工作。当超级电容电压低于软件设定值，主控 制器会控制机组停机。
a. 直流开关电源NG5
进口NG5参数 • 型号：Zivan Battery Charger NG5 • 输入电压：400VAC(+/-15%) • 输出电压：60VDC • 输出电流：80ADC • 充电方式：间歇性充电，当电压低于55V时
开始充电，超级电容电压达到60V时停止充 电。
国产NG5参数： 型号：JF-CHARGER-60V-80A-K, JF-CHARGE-60V-80A-J 输入电压：400VAC（+/-15%） 输出电压：60VDC 输出电流：80ADC 充电方式：持续工作，电压维持 60V。
四、主要元件实物认知及功能原理
4.1 变桨柜在轮毂中的安装
4.2 变桨柜内部布局
4.3 变桨柜主要元器件 控制柜内部电源及控制检测部分: a. 开关电源(NG5) b. 变桨变频器(AC2) c. 超级电容 d. A10自制模块 e. BC3150及beckoff模块 f. 温度检测（PT100） 控制柜外部驱动及检测部分: a. g. 变桨电机 b. h. 旋转编码器 c. i. 温度检测（PT100） d. j. 0°和87 °接近开关及90°限位开关 e. k. 滑环
海装机组变桨控制系统基础知识讲解
元件篇
1F2、1F3（2F4、2F5）——单相 防雷器
三级防雷保护器，标称电压 为255V,标称放电电流为3KA。
元件篇
2F1-2F5(X4)——模拟量过压 保护模块
用于对24V信号的防 雷及过压保护， 标称电压24V， 标称电流10A，启动电压33V。
蓄电池维护
"LC-"系列 Figure No: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Model No: LC-*********
报警动作指示灯
电源指示灯
元件篇
1F2(3F1)——热继电器
主要用作对电机进行过 载保护，它的工作原理是过载 电流通过热继的双金属热元件 后，由于材质不同产生不同的 加热特性，弯曲变形带动机械 连锁机构使辅助触点动作，实 现报警信号的上传，最终断开 电动机供电主电路。 鉴于双金属片受热弯曲过程中， 热量的传递需要较长的时间， 因此，热继电器不能用作短路 瞬时保护，而只能用作过载保 护。
C： 电流输出减小到限流点 M： 电流输出减小到额定电
流
二位数码管
元件篇
6A3（1A1)——三相电压监控继电器
REL：设为”us”档，使用过/欠压检测、 相序检测功能
min:-30%当电网电压跌落至AC280V时输 出报警信号，辅助触点断开
Max:-20%当电网电压升高至480V时，输 出报警信号，辅助触点断开
呼吸孔 直流电池组
呼吸孔
恒温加热器
PT100
直流制动器 （同轴）
测速发电机 （同轴）
冷却风扇
电路连接口
法兰盘
电枢主轴
绝对值A编码器 （同轴）
PT100
PTC元件
（定子槽内） （定子槽内）
FD77A型风力发电机组变桨部分基础知识讲解
二、 FD77A型风电机组变桨桨采用电动变桨距系统，其中3 个桨叶分别带有独立的电驱动变桨系统，机械部分包 括回转轴承、变速箱、变桨齿轮及齿圈。回转轴承的 内环安装在叶片上，轴承的外环固定在轮毂上。当电 驱动变桨距系统上电以后，电动机带动小齿轮旋转， 而小齿带动变桨齿圈，从而带动叶片一起旋转，实现 了改变桨距的目的。
变桨控制技术的优势：
1、提高了风电机组的风能转换效率，保证了风机输出 功率的稳定性；
2、可以减小转子和驱动链中各部件的受力情况，使机 组结构更加可靠；
3、能够减少风力对风力机的冲击，并允许风机在大风 速下正常运行；
4、在并网过程中，还可以实现快速无冲击并网； 5、变桨技术的应用，减小了齿轮箱的负担和发电机的
FD77A型风力发电机组变桨部分基础 知识讲解
一、风电机组变桨概述
二、FD77A型风电机组变桨系统结构 三、变桨系统功能简述
一、变桨系统概述
变桨距是指风力发电机安装在轮毂上 的叶片借助控制技术和动力系统改变桨距 角的大小。变桨系统可以使叶片气动特性 发生改变，通过控制风轮转速，改善了桨 叶在整机受力状况和功率输出。
2、电气部分 电气部分包括主控制柜、轴控制柜、电池柜和驱动电机。 （1）主控制柜：
• 轴控制器 • 电池充电器 • 雷电保护接地端子 • 电量循环检测装置 • 温度检测装置 • 加热器 • 过电压保护装置
（2）轴控制柜：
电源开关 电池监控器 变流器
电池开关
电流互感器
保护器
加热器
电动机保护继电器
如要进行I级刹车，电磁阀8.1失电，以50%额 定转矩制动，过程需要溢流阀8.2配合；当达到设 定时间或已经制动完成，电磁阀8失电，残余的压 力油全部回到油箱，实现II级刹车。 偏航刹车：
Vensys变桨控制系统培训
DC 60V 开关电源
变桨逆变器AC2 叶 片 桨 距 角
U 电源开关
V
W
DC 0V
电机 刹车
变桨电机 旋转编码器 91 度 限 位 开 关 87 度 接 近 开 关
5度 接 近 开 关
四、Vensys 变桨控制系统的主要元件及工作原理
4.5 温度传感器Pt100
这种温度传感器是利用导 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。通常这样的温度传感 器可以测量负200到正500摄氏 度的范围，而且在这个温度 范围下，铂的电阻值和温度 具有良好的线性关系。
Vensys变桨控制系统
编写：臧敦广
讲解：臧敦广 2013年5月
标题
• 内容 项目配置：一期进口 vensys，二期国产vensys
一、Vensys 变桨控制系统控制柜内硬件分布；
二、 Vensys 变桨控制系统的电气控制原理；
三、Vensys 变桨控制系统主要元件及工作原理；
四、Vensys 变桨控制系统故障解释。
四、Vensys 变桨控制系统的主要元件及工作原理
4.4 电容电压转换模块 A10
将电容电压（高电压60V、低电压30V）转换成倍福模块能够检测的电压。将AC2变频器 的OK信号进行转换传送给PLC的相应模块。
电容电压转换模块 A10
四、Vensys 变桨控制系统的主要元件及工作原理
A10 电路原理图
x9 3× 35mm2 2× 1mm2
3× 35mm2
2× 1mm2 Motor 10× 1mm
2
2× 1mm2 Motor 10× 1mm2
限位开关
Motor
限位开关
限位开关
变桨控制器使用说明
3 CAN A_L
低电平 CAN 电压输入/输出
4 CAN B_H
高电平 CAN 电压输入/输出
5 CAN B_L
低电平 CAN 电压输入/输出
d) 端口 E1,E2,E3,E4:数字量输入
E1 接收 6 路输入，E2、E3 和 E4 接收 8 路输入。其中 E1 为系统信号数字
量输入。
端口 名称
功能
需要东方电气自动控制工程有限公司技术人员重新配置软件参数。
c) 端口 C2：CAN 通信
C2 为 CAN 通信接口，包括两个 CAN 通信接口。
3-3
DMPCL002 变桨控制器说明书
KM800-005000BSM
端口 名称
功能
1
GND
（C）
CAN GND
2 CAN A_H
高电平 CAN 电压输入/输出
Vt 给定变桨
速度、角
+
度
St +
Degrees 速度 Vk +
转换
V V Uo
U
M
SSI
图 3 变桨控制原理图
2 变桨控制器端口说明 变桨距控制器端口分布如图 4 所示。其中 E1、E2、E3、E4 为数字量输入
端口；E5 为两线制 PT100 温度测量输入端口；E6 为 0~20mA 电流或 0~10V 电 压测量输入端口；A1、A2、A3 为数字量输出和模拟量输出端口；Z1、Z2、Z3 为读取编码器端口。
7
DE1.6
手动充电测试信号输入
E2，E3，E4：桨叶 1，2，3 的信号
端口 1 2
3
名称
GND DEx.1 DE2.2 DE3.2
功能
变桨系统
码盘的物理成像是通过光敏元件阵列实现 的，每位有两个光敏元件 / bit 差分信号 信号优化
旋转编码器的安装位置（在变桨电机的末端） 变桨电机中 的散热风扇
变桨电机中的 旋转编码器
变桨电机中 的电磁刹车
温度传感器 （Pt 100）
这种温度传感器是利用导体铂 （pt）的电阻值随温度的变化 而变化的特性来测量温度的。 通常这样的温度传感器可以测 量负200到正500摄氏度的范围， 而且在这个温度范围下，铂的 电阻值和温度具有良好的线性 关系。
BC3150有一个 PROFIBUS-DP 现场总线接口，可在 PROFIBUS-DP 系统中作为智能从站使用。 “紧凑型”总线端子控制器 BC3150 比较小巧而且经济BC3150 通过 K-BUS 总线扩展技术，可连接 多达 255 个总线端子。 KL1104 数字量输入端子从现场设备获得二进制控制信号，并以电隔离的信号形式将数据传输到 更高层的自动化单元。每个总线端子含 4 个通道，每个通道都有一个 LED 指示其信号状态。 KL2408（正极变换）数字量输出模块将自动化控制层传输过来的二进制控制信号以电隔离的信 号形式传到设备层的执行机构。 KL2408有反向电压保护功能。其负载电流输出有过载和短路保护功 能。每个总线端子含 8 个通道，每个通道都有一个 LED 指示其信号状态。 KL3404模拟量输入端子可处理 -10 V 和 +10 V 或 0 V 和 10 V 范围的信号。分辨率为 12 位，在 电隔离的状态下被传送到上一级自动化设备。在 KL3404总线端子中，有 4 个输入端为 2 线制型，并 有一个公共的接地电位端。输入端的内部接地为基准电位。
400VAC 5A 100/min 106 -30~+80oC C UL，CSA 0.16kg
变桨控制柜检查事项
变桨控制柜检查事项变桨控制柜是风力发电机组中的重要组成部分，负责控制桨叶的角度调节，以实现风轮的最佳转动效果。
为了确保变桨控制柜的正常运行，必须进行定期的检查和维护。
本文将介绍变桨控制柜的检查事项，以确保其安全可靠地运行。
一、外观检查1.检查变桨控制柜外壳是否完好，无裂纹、变形等损伤。
2.检查控制柜门是否能够正常打开和关闭，并检查密封圈是否完好。
3.检查控制柜内部的布线是否整齐，无松动、破损等情况。
二、电气连接检查1.检查电源线、控制线、信号线等连接是否牢固，无松动、断裂等情况。
2.检查电气连接点是否有氧化、腐蚀等现象，如有必要，及时清洁或更换连接器。
3.检查电气元件是否正常工作，如继电器、保险丝、断路器等，如有故障应及时更换。
三、传感器检查1.检查角度传感器、速度传感器等是否安装正确，无松动、偏移等情况。
2.检查传感器连接线是否完好，无断裂、破损等情况。
3.检查传感器信号是否正常，如有异常应及时进行调试或更换。
四、通风散热检查1.检查变桨控制柜的通风口是否畅通，无堵塞、积尘等情况。
2.检查通风风扇是否正常工作，如有异常应及时清洁或更换。
五、防尘防潮检查1.检查变桨控制柜的密封性能，确保其能有效防尘防潮。
2.检查变桨控制柜内部是否有积水、湿气等情况，如有应及时清理并检查漏水原因。
六、保护装置检查1.检查变桨控制柜的过流保护、过压保护、欠压保护等装置是否正常工作，如有异常应及时调试或更换。
2.检查变桨控制柜的故障报警装置是否正常工作，如有异常应及时修复。
七、软件系统检查1.检查变桨控制柜的软件系统是否正常运行，如有异常应及时修复或更新。
2.检查软件系统的参数设置是否合理，如有需要应进行调整。
八、运行记录检查1.检查变桨控制柜的运行记录，查看是否有异常报警、故障记录等情况。
2.分析运行记录，如发现异常情况应及时进行处理，并记录相关信息。
以上就是变桨控制柜的检查事项，通过定期的检查和维护，可以确保变桨控制柜的安全可靠运行，提高风力发电机组的发电效率。
变桨控制柜检查事项
变桨控制柜检查事项变桨控制柜是风力发电机组中的重要设备之一，负责控制和监测风力发电机组的桨叶运行状态。
为了确保风力发电机组的安全运行和有效发电，定期对变桨控制柜进行检查是非常必要的。
本文将从以下几个方面介绍变桨控制柜检查的事项。
一、外观检查对变桨控制柜的外观进行检查。
检查外壳是否完整，有无损坏或变形情况，是否有明显的腐蚀或漏电现象。
同时，还要检查控制柜内部是否有异物积聚，如灰尘、水滴等，以及是否有松动的接线或线束。
二、电气性能检查对变桨控制柜的电气性能进行检查。
这包括检查控制柜内部的电源线路是否正常连接，接线是否牢固，电缆是否有损坏或老化的现象。
同时，还要检查控制柜内部的保险丝、断路器等电气元件是否正常工作，有无烧坏或过载的情况。
三、信号传输检查对变桨控制柜的信号传输进行检查。
这包括检查变桨传感器、变桨电机等信号输入输出设备是否正常工作，有无损坏或失效的情况。
同时，还要检查信号传输线路是否畅通，有无松动、断裂或短路等问题。
四、软件系统检查对变桨控制柜的软件系统进行检查也是必要的。
这包括检查控制柜内部的变桨控制程序是否正常运行，有无错误或异常报警的情况。
同时，还要检查软件系统的版本是否需要更新，是否存在安全漏洞，及时进行修复和升级。
五、温度检测对变桨控制柜的温度进行检测也是重要的一项工作。
在运行过程中，变桨控制柜会产生一定的热量，过高的温度可能会导致设备损坏或失效。
因此，需要使用红外测温仪等工具对控制柜的各个部位进行温度检测，确保温度在正常范围内。
六、维护记录整理对变桨控制柜的维护记录进行整理和归档。
及时记录控制柜的检查结果、维护情况和故障处理等信息，便于日后的维护和分析，同时也有助于发现潜在问题和改进措施。
变桨控制柜检查是确保风力发电机组安全运行和有效发电的重要环节。
通过对外观、电气性能、信号传输、软件系统、温度等方面的检查，可以及时发现和解决问题，保障风力发电机组的稳定运行。
同时，对维护记录的整理和归档也是必要的，有助于日后的维护和分析工作。
变桨控制柜部分-机械与动力工程学院-南京工业大学
2K PUL+5V
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
PUL-5V 2K DIR+
DIR-
ENBL+
ENBL-
DC-
0V
DC+
+24V
A+
A-
B+
B-
2K PUL+5V
PUL-5V 2K DIR+
DIR-
ENBL+
ENBL-
DC-
0V
DC+
+24V
A+
A-
B+
B-
2K PUL+5V
PUL-5V 2K DIR+
DIR-
ENBL+
ENBL-
偏 偏 DIR航航 电电 机机 11 方脉 向冲
偏偏 偏 偏 航航 航 航 电电 刹 刹 机机 车 车 22 停 启 脉方 止 动
冲向
0V +24V
风向仪
S7-200 CN
Q 1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L+ 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1 M L+ DC CPU CPU224XP CN DC/DC/DC
偏航变桨控制系统原理图 N U
Page 10
偏航变桨控制系统原理图 N U
Page 11
偏航PLC电气原理图
Page 12
0V
2K PUL+5V
2K PUL+5V
K3 K4
PUL-5V 2K
PUL-5V 2K
K2 K1
原 原 DIR+ 动 动 DIR机机 电交 磁流 抱接 闸触
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多功能表 风力发电机 LAMP 蓄电池组 交流互感器 风发电控制器 12V 12V 12V V 12V A 离网逆变器 V
M
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四、偏航运行实验
偏航驱动装置
侧面轴承 划垫保持装置
偏航大齿圈
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四、偏航运行实验
4.1偏航的功能
使风力发电机组叶轮跟踪变化稳定的风向 当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时 ，自动解除缠绕。
变桨 控制 柜监 视原 理图
偏航PLC
变频器
变桨PLC
偏航控制
偏航角度
风向传感器
原动机转速
桨叶控制
桨叶角度
风速传感器
风能 控制 柜监 视原 理图
Page 8
监控中心
风能输入 电压电流
蓄电池 电压电流
逆变输入 电压电流
逆变输出 参数
偏航变桨控制系统原理图Page 9偏航来自桨控制系统原理图 N U4
Page 3
二、实验设备
本实验系统由以下三部分组成：
• 风机
•变桨控制柜
•风能控制柜
1
2
3
Page 4
风机部分
原动机
联轴器
永磁发电机 偏航电机 绝对值编码器 偏航回转支承 风机塔架 滑环电刷 液压刹车系统 减速箱
齿轮方式 齿轮模数 KW） 额定功率（ 齿轮个数 额定电压（ VAC） 外径（mm） 内齿 M4 2 39 48V 250
DIR-
偏偏 航航 电电 机机 22 脉方 冲向
偏 航 刹 车 停 止
偏 航 刹 车 启 动
0V +24V
风向仪
S7-200 CN
Q
A B
1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L+ 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1
M L+ DC
CPU CPU224XP CN DC/DC/DC
CPU CPU224XP CN DC/DC/DC
增量型编码器 3
NPN型
VCC GND A B
I
1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+
AB
+24V
+24V 0V I0.6 I0.7
Page 14
风能存储部分原理图
齿轮方式 额定功率（KW） 外齿 2.2KW 内径（mm） 148 磁极对数 8极 齿轮模数 M4 材料类型 50Mn 额定电压（V） 齿轮个数 86 380
额定电流（A） 外径（mm） 额定转速 （） Rmp） 内径（mm 刹车方式 材料类型
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轮毂 变桨步进电机 增量型值编码器 风叶 变桨回转支承 基座
COM1 COM0
I
1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+
+24V
编码器
NPN型
原变偏 动桨航 机
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编码器接线图
偏航编码器
NPN型
SHIELD BLUE PINK WHITE GRAY PURPLE BLUE GREEN YELLOW ORANGE BROWM BLACK RED
5.2变桨的原理
Page 20
五、变桨运行实验
5.3变桨运行的实验方法与步骤
步骤
1）将调节面板上的风速调节按钮通 过控制涡流风速的风速，查看监控中 心上显示的值分别从小到大调节。 2）将调节面板上的风速调节按钮通 过控制涡流风速的风速，查看监控中 心上显示的值分别从小到大调节。 3）将风速调节成这几档位，从小到 大，然后观察偏航角度。并记录。
五、变桨运行实验
5.1变桨的定义与功能
变桨是指风力发电机安装在轮毂上的叶片借助控制技术和动力系 统改变桨距角的大小，改变叶片的气动特性，将桨叶受力状况大 为改善。变桨距机构就是在额定风速附近（以上），依据风速的 变化随时调节桨距角，控制吸收机械能，一方面保证获得最大的 能量（与额定功率对应）。同时减少风力对风机的冲击。并在并 网过程中，还可以实现快速无冲击并网。
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偏航变桨控制系统原理图 N U
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0V
偏航PLC电气原理图
2K
2K
PUL+5V
PUL+5V
2K
K3
原 动 机 电 磁 抱 闸
K4
原 动 机 交 流 接 触 器
PUL-5V DIR+ DIR-
PUL-5V DIR+
2K
K2
K1
偏偏 航航 电电 机机 11 方脉 向冲
4.2偏航的原理
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四、偏航运行实验
4.3偏航运行的实验方法与步骤
1）按下设备的总电源、偏航按钮。 2）将风速传感器用手拨动，模拟风
步骤
向的变化。
3）等10s左右偏航电机动作，带偏航
到位后自动停止偏航，并刹车。 4）查看偏航运动方向是否正确。
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五、变桨运行实验
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风电监测与控制实验课程
南京工业大学机械与动力工程学院
内容
一、实验目的 二、实验设备 三、实验原理与结构 四、偏航运行实验 五、变桨运行实验 六、实验注意事项 七、实验报告要求
一、实验目的
1
通过风力发电机试验系统对风力 发电有个直观地认识 理解风力发电的工作原理
2
3
对风机偏航的液压控制原理的认识
对风机变桨的控制原理的认识
I0.0 I0.2 I0.4 I0.6 I1.0 I0.1 I0.3 I0.5 I0.7 I1.1
+24V 0V
Page 13
变 桨 P L C 电 气 原 理 图
变桨机头接线
步进电机
蓝绿棕白红黄黑橙
步进电机
蓝绿棕白红黄黑橙
步进电机
蓝绿棕白红黄黑橙
增量型编码器 1
NPN型
VCC GND A B
2K PUL+5V PUL-5V DIR+ DIRENBL+ ENBLDCDC+ A+ AB+ B0V +24V
2K PUL+5V PUL+5V 2K PUL-5V DIR+ DIRENBL+ ENBL0V +24V
2K
+24V 0V I0.0 I0.1
2K
PUL-5V DIR+ DIRENBL+ ENBLDCDC+ A+ AB+ B-
2K
DCDC+ A+ AB+ B-
0V +24V
增量型编码器 2
NPN型
VCC GND A B
+24V 0V I1.2 I1.3
0V +24V
S7-200 CN
风速仪
Q
COM1 COM0
1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L+ 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1
M L+ DC
352
170
5.79A 750R
电磁抱闸 50Mn
变桨控制柜部分
开关电源 偏航PLC 变频器
继电器
交流接触器 混合伺服电机控制器
混合伺服电机控制器电源
触摸屏 按钮 风速风向传感器
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风能控制柜部分
风能控制器
蓄电池
逆变器
负载
监控中心
Page 7
三、实验原理与结构
设备电气原理图
监控中心