变桨培训(SSB)
SSB变桨通讯培训
通 讯 培 训
主讲人：田继鑫
学习 进步
目录
1、SSB变桨通讯拓扑图
2、运动控制器S100板介绍
1
SSB变桨通讯拓扑图
PROFIBUS-DP通讯总线
主控
1#轴柜 S100板
1#轴柜 驱动板
CAN通讯总线
2#轴柜 s100板
2#轴柜 驱动板
3#轴柜 S100板
3#轴柜 驱动板
1
SSB变桨通讯拓扑图
轴柜温度 +
轴柜温度 电容柜温度 + 电容柜温度 ---
实 践 出 真 知
10 次的讲解不如 1 次的新手操作，珍惜每次爬风机的机 会
9
I1.7
MCB冷却风扇1开关反馈信号（变桨 MCB冷却风扇2开关反馈信号（变桨电 MCB冷却风扇3开关反馈信号（变桨电 电机风扇） 机风扇） 机风扇）
序号为2-5、7、9的输入，由主控来完成控制。
2
序号 1 2 3 名称 ⊥ I1.0 I1.1
运动控制器S100板介绍
功能 1#板 2#板 接地 1# 超级电容充电器准备状态 1# 超级电容充电器OK状态 2# 超级电容充电器准备状态 2# 超级电容充电器OK状态 3# 超级电容充电器准备状态 3# 超级电容充电器OK状态 3#板
与维护手柄相连快速变桨模式选择 与维护手柄相连向0度变桨 与维护手柄相连向90度变桨 UPS的24V直流信号OK
与维护手柄相连快速变桨模式选择 与维护手柄相连向0度变桨 与维护手柄相连向90度变桨 --
序号为2-5、7、9的输入，由主控来完成控制。
2
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Reference+ Reference-
SSB变桨系统试验常见故障
1.SSB变桨系统地面出厂试验时，在调整95°限位开关及挡块位置时操作人员不慎将60947-5-1#95°限位开关直动头冲断。
2.G8-064315变桨控制柜，实验时变桨速度过快，执行速度远大于设定速度。
初步判断电机驱动器损坏，造成无法正常使用。
3. 473399－60#旋编编码器做变桨功能试验时，编码器存在角度无变化故障4、466631－04#旋编编码器做变桨功能试验时，编码器存在角度跳变故障5. 叶轮功能试验时，由于操作人不慎误将G8-070588变桨控制柜内的1F1防雷模块的火线与零线接反，导致1F1防雷模块烧坏。
6.变桨控制柜实验时系统报电机过温PTC故障，经更换柜内9A1模块后此故障消除。
7、变桨控制柜实验时系统报电机过温PTC故障，经更换柜内9A1模块后此故障消除。
8、G8-070093#变桨控制柜实验时柜内12A1模块指示灯不亮，经更换此故障消除。
9. 旋编编码器做变桨功能试验时，编码器角度始终保持在0°无变化，无法正常使用。
10、旋编编码器旋转时有卡阻现象，并且内部有异响。
无法正常使用11. 95°限位开关压下直动头不能正常复位，造成该95°限位开关无法正常使用。
12. 变桨系统中有2个限位开关触头有卡阻现象，活动不自如，无法正常使用。
13. 叶轮组在调试时发现，闭合电容开关时，9U1不动作，面板上显示9U1故障，无法正常使用14. LED显示H.N,面板显示：变流器故障，散热片温度故障，无法正常使用。
15. 变桨柜G8-065677打开电容开关后面板显示电容电压9U1为故障状态，9U1不动作，无法正常使用。
16. SSB控制柜配套带来的旋转编码器形状不同, 一套三个旋编信号线接头位置不同,装后性能不受影响。
培训教材(变桨)PPT课件
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。
64
3.齿轮安装压板
65
4.变将驱动器与轮毂支架
66Βιβλιοθήκη 5.顺桨接近撞块67
6.限位开关用螺钉
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7.变桨限位撞块用螺钉
69
8.缓冲器用螺钉
70
9.极限工作位置撞块用螺栓
71
10.连接板用螺栓
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11.变桨控制 柜支架用螺栓
73
12.控制柜用螺栓
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13.轮毂与齿轮箱上用螺柱
75
14.锁紧作用螺栓
5
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。
风力发电机组培训教材 变桨部分
1
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总体概述
变桨培训(SSB)
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
紧急顺桨
91°
96°
桨叶一直运 行到触发限 位开关（接 触器6K3动作） 后停止。如 果想继续变 桨需通过滑 环经BYPASS 信号送给变 桨系统
刹车由电池供电
紧急顺桨 23 电枢由电池供电
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
蓄电池驱动电机工作
28
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
5、变桨内部安全链
限位开关
电池
主控柜
轴柜1 电机
轴3 29 轴2
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
变桨旁路
轴柜
DC Common ground For signals 主柜BYPASS
30
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
主控与变桨系统接口
主控柜将230V Contral voltage 供到轴柜后， 5K4得电吸合， 400V输送给驱 动器
400V
主控柜
8
轴柜
轴柜
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
230VAC Control voltage、UPS，供电
400V 230V Control voltage
24V
当环境温度低于5度C 时，加热器加热，2K1 不动作。当加热器达 到5度C时，延时继电 器开始计时一小时， 计时完成后2K1动作。 230VAC 控制电压、 UPS电源送入
一、变桨系统基本原理介绍
变桨系统桨距的调节方法为： 当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节 桨距角调到50°，当叶轮转速达到1.5rpm时，维持 45S，再调节到0°，使叶轮具有最大的起动力矩，直 到风力机组达到切入转速并网发电； 在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨 距角保持在0°位置不变，不作任何调节； 当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统 根据输出功率的变化调整桨距角的大小，改变气流对 叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力 转矩，使发电机的输出功率保持在额定功率。
变桨系统原理及维护培训课件
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。
SSB变桨系统说明(注释)
总部 S a l z b e r g e nPDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 全球化服务商店 总部 青岛设备 （在建中） Salzbergen, 德国 中国Racine, 美国SSB 将会出现在重要时区和主要风场地点。
PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 聚焦现场服务风力发电机组的电动系统全球技术支持 热线与客户紧密合作进行培训支持长期服务协议更新与更新改造PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 电动变桨系统(交流/直流)主-和顶部箱发电机箱特殊柜如：风架风架／／SCADAPDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: SSB-风能的历史1992:开发安装300/600 kW 失速系统1995: 为1,5 MW 风机开发电动变桨系统1998: 1,5 MW 变桨系统的序列生产 开发和生产主开发和生产主－－和顶部柜2003:为1.5MW 风机生产第1000th 系统2005: 开发数控设备 (如数字逆变器如数字逆变器，，数字通信)600kW 主动失速型风机的主控柜PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 使用中的SSB 产品SSB 轴箱轴箱 SSB 电池箱电池箱 SSB 顶部箱SSB 变桨直流驱动变桨直流驱动 SSB 交流偏航驱动PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 离岸风机应用PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 参考清单PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: Repower MD70, MD77, MM82, MM92Nordex S70, S77Fuhrländer FL1500WinWinD WWD1NEG Micon (Vestas) NM80, NM92, NM110Leitner LeitwindFuji NWT3-1Unison KBP-2000MGeneral Electric TW300, TW600, TZ750, GE900, GE1.5s, sl, sle, xle,GE2.X,GE3.6s, sl！超过 6.000系统已供应给各大风力发电机生产商系统已供应给各大风力发电机生产商！变桨系统PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 内容概览PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: •变桨系统结构与功能•变桨电机•变桨电机的功率整流器•变桨控制器•控制•控制箱•轴箱•电池•电池充电系统•安全说明变桨系统结构与功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统的结构与功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统MD 77元件:转速计发电机、、绝对编码器和压力的空气冷却的转子叶片配备一个变桨集成停车制动、、转速计发电机•集成停车制动电机•每个冗余轴一个额外绝对编码器•每个转子叶片一套电池用于电源电压失败和脱口安全链的叶片变桨控制•带充电控制和电池电压监测的电池充电器•每个转子叶片一个三相转换器用于提供直接电流变桨电机数据•控制系统用于自动转子叶片控制(变桨控制器)•除了变桨电击,所有其它元件都安装在三轴里/电池箱和一个控制箱变桨系统的结构和功能独立驱动风扇停车制动转速计 绝对编码器 PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统电池箱结构和功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统的结构与功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统MD 77元件:•集成停车制动、转速计发电机、绝对编码器和压力的空气冷却的转子叶片配备一个变桨电机•每个冗余轴一个额外绝对编码器•每个转子叶片一套电池用于电源电压失败和脱口安全链的叶片变桨控制•带充电控制和电池电压监测的电池充电器•每个转子叶片一个三相转换器用于提供直接电流变桨电机数据•控制系统用于自动转子叶片控制(变桨控制器)•除了变桨电击,所有其它元件都安装在三轴里/电池箱和一个控制箱变桨系统的结构与功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统MD 77元件:•集成停车制动、转速计发电机、绝对编码器和压力的空气冷却的转子叶片配备一个变桨电机•每个冗余轴一个额外绝对编码器•每个转子叶片一套电池用于电源电压失败和脱口安全链的叶片变桨控制•带充电控制和电池电压监测的电池充电器•每个转子叶片一个三相转换器用于提供直接电流变桨电机数据•控制系统用于自动转子叶片控制(变桨控制器)•除了变桨电击,所有其它元件都安装在三轴里/电池箱和一个控制箱变桨系统的结构与功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统MD 77元件:转速计发电机、、绝对编码器和压力的空气冷却的转子叶片配备一个变桨集成停车制动、、转速计发电机•集成停车制动电机•每个冗余轴一个额外绝对编码器•每个转子叶片一套电池用于电源电压失败和脱口安全链的叶片变桨控制•带充电控制和电池电压监测的电池充电器•每个转子叶片一个三相转换器用于提供直接电流变桨电机数据•控制系统用于自动转子叶片控制(变桨控制器)•除了变桨电击,所有其它元件都安装在三轴里/电池箱和一个控制箱变桨系统控制箱结构和功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统的结构与功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 变桨系统MD 77元件:•集成停车制动、转速计发电机、绝对编码器和压力的空气冷却的转子叶片配备一个变桨电机•每个冗余轴一个额外绝对编码器•每个转子叶片一套电池用于电源电压失败和脱口安全链的叶片变桨控制•带充电控制和电池电压监测的电池充电器•每个转子叶片一个三相转换器用于提供直接电流变桨电机数据•控制系统用于自动转子叶片控制(变桨控制器)•除了变桨电击,所有其它元件都安装在三轴里/电池箱和一个控制箱变桨系统控制箱/轴&电池箱的结构和功能PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: •变桨系统间接控制功率•变桨系统是风机主要的制动系统•每个转子叶片可以单独地调整，而且连接到轮毂上。
变桨系统培训文档-1
1.5MW风电机组变桨系统知识培训风电机组根据外部环境的不同被定义为 “常温型风机”和“低温型风机”等不同的机型，变桨系统要能满足相应机组的运行环境条件。
SSB变桨系统应用培训。
一、功能描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。
变桨系统的作用是控制风机叶片旋转到设定的角度。
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。
二、主要部件组成电控箱 1套（数个） 变桨电机（配有变桨系统主编码器：A编码器） 3套备用电池 3套机械式限位开关 3套（6个） 限位开关支架及相关连接件 3套冗余编码器：B编码器 3套冗余编码器支架、测量小齿轮及相关连接件 3套各部件间的连接电缆及电缆连接器 1套技术文档 1套三、变桨系统各部件的连接框图图1：各部件间连接框图四、系统配置变桨中央控制箱执行轮毂内的轴控箱和位于机舱内的机舱控制柜之间的连接工作。
SSB变桨系统调试指导ppt课件
箱中可使用9S1按钮进行充电循环测 试，9S1触发后，充电接触器循环时间为 3秒，可测试充电循环是否正常。
8.限位开关回路检测
手动触发91°和95°限位开关，数字量信号 E2.7/E3.7/E4.7分别对应轴1、2、3的91°限 位开关反馈。E2.8/E3.8/4.8分别对应轴1、2、 3的95°限位开关反馈。
4.当环境温度高于5℃低于10℃调试过程时，可 以通过按2S2按钮直接旁路温度控制回路，2K1 动作将UPS电源送入。
5.闭合2F3,2K1动作后，控制电压可以送入。
3.加热回路检测
ABB温控器如图，每个温控器控制一个 箱体的加热，共7个（CC箱4个，每个 轴箱一个）。温控器三个指示灯分别是 电源指示灯，R1指示灯,R2指示灯。R1 代表11、12、14触点，当温度大于5℃ 时动作，当R1动作后，系统会延时 60min后允许变桨系统开始工作。R2代 表21、22、24触点，当温度低于15℃ 时动作，箱体内部加热。
2. 滑环信号连接
连接前请确认轴箱主电源开关和电池开关处于断开 位置。并断开箱体内部所有断路器及开关。 1.将400V电源接到CC箱相应位置。 2.将P（profibus通讯）、N（UPS）、O（数字量 信号）插头接到CC箱相对应插头。 3.检查400V电压和相序，确认N和PE线没有虚接。 检查UPS电压。 4.通过通讯口将变桨系统与电脑相连接。
5.变桨系统运行时注意编码器读数是否正常。 绝对值编码器读数范围4096*4096，所以编码 器有读数范围，电机编码器具有机械复位功 能，通过机械复位可能让编码器读数回到中 间位置，桨叶编码器没有机械复位，如果达 到读数范围尽头需往相反方向旋转，以使编 码器读数处于中间位置。
明阳3.0MW-SSB变桨培训
当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根 据输出功率的变化调整桨距角的大小，改变气流对叶 片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转 矩，使发电机的输出功率保持在额定功率。
3
顺桨停机保护
变桨系统不仅实现风机启动和运行时的桨距调节， 还实现了风力发电机组的刹车系统。
明阳3.0MW风电机组 变桨系统（SSB）
高嵛山风电场
1
主要内容
一、变桨系统基本原理介绍 二、变桨系统整体结构组成 三、电气原理讲解
2
一、变桨系统基本原理介绍
变桨系统桨距的调节方法为： 当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨
距角调到50°，当叶轮转速达到1.5rpm时，维持45S ，再调节到0°，使叶轮具有最大的起动力矩，直到风 力机组达到切入转速并网发电；
R13快速
8.安全链触发
可触发安全链： 电网相位错误
紧急顺桨 EFC控制
39k2、39k1 均由MPC判断后给出 信号来触发安全链
38K4 正常情况是得电的， 由采集板（16A1） 提供24V电压
16
MPC
17
230V 避 雷模块
插座、照明回路
电网接触器继电器27k1、 预充电旁路电阻继电器27k2供电回路、 24电源供电
温度单 元模块 供电
10
3.温度控制单元29A1
电 池 柜 风 扇
轴电 柜容 风柜 扇加
热
当轴箱温度低于10℃时控制单元 输出，使29k2继电器线圈得电吸 合，加热器工作；当轴箱温度高 于15℃时，控制单元停止输出， 加热器停止工作
与另两个轴箱的RS485 通讯串联后→CANBAS(20A1)→MPC(15 A1)
SSB变桨系统调试方案设计
变桨系统试验方案设计编制：校对：审核：目录一、变桨系统内部试验 (1)1.1正常变桨试验 (1)1.2紧急停机试验 (2)1.3变桨速度和方向的试验 (3)1.3.1信号点检测 (3)1.3.2故障信号灯 (4)二、变桨系统与主控联调 (4)2.1启动状态 (4)2.2自我测试 (5)2.3正常操作状态 (6)2.4正常停机状态 (7)2.5紧急停机状态 (8)三、变桨系统通信协议 (8)3.1通信数据格式 (8)3.2功能列表 (9)3.2.1读取当前数据（01h） (9)3.2.2发送操作数据（02h） (10)3.2.3读取参数（30h） (11)3.2.4发送参数（31h、32h） (11)3.2.5读取故障（50h） (12)3.2.6发送设定位置值（96h） (12)变桨系统试验方案设计变速恒频风力发电机组风轮转速随着风速的变化而变化，可以更有效地利用风能，并且通过变速恒频技术可得到恒定频率的电能。
风力机组因为在额定风速以上工况，风力机有可能受到很大的静态或动态冲击。
变桨距机构的主要功能就是在额定风速附近(以上)，依据风速的变化随时调节桨叶的节距角，控制吸收的机械能，一方面保证获取最大的能量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，最终提高了整个风力发电系统的发电效率和电能质量。
本系统采用SSB公司生产的电动式变桨系统，此系统的调试主要分成两个部分进行，第一部分主要测试变桨系统本身运行的正确性，第二部分通过主控与变桨系统进行系统联调。
一、变桨系统内部试验针对变桨系统的调试采用的是调试软件和硬件调试相结合的方式，从而保证变桨系统本身运行正常。
1.1正常变桨试验正常变桨的试验是通过调试软件调节变桨速度和节距角来观察电机的运转情况。
下面分别介绍调试软件以及调试步骤。
调试界面主要分成七个部分，下面对其每个部分作简要介绍：1）、界面第一行左侧的模块中，A1…B3显示的是实际的变桨节距角，A-B 的功能是使能A或B的编码器。
风力发电机变桨培训
动态工作
用一个风扇强制风冷
一个内置在定子绕组中的 Pt-100
变频器操作，增加 du/dt 值,增加铁心损耗,增加电 压峰值
单传动, 闭合环路
100 %，当制动器有飞轮 时，电机必须持续保持叶 片在工作位置
最大加速度125 1 rpm/s
扭矩限制 电缆长度 使用寿命
最大扭矩限制到65 Nm
3.3工作原理
变桨齿轮箱必须为小型并且具有高过载能力。齿 轮箱不能自锁定以便小齿轮驱动。为了调整变桨，叶 片可以旋转到参考位置，顺桨位置，在该位置叶片以 大约双倍的额定扭矩瞬间压下止挡。这在一天运行之 中可以发生多次。通过短时间使变频器和电机过载来 达到要求的扭矩。齿轮箱和电机是直联型。变桨电机 是含有位置反馈和电热调节器的伺服电动机。电动机 由变频器连接到直流母线供给电流。
3.4变桨驱动装置平面图
位置1：压板用螺纹孔，用于安装小齿轮压 板。
位置2：驱动器吊环，用于起吊安装变桨位置4：电机接线盒。
3.5变桨驱动装置的基本维护
1.检查变将驱动装置表面清洁度。 2.检查变将驱动装置表面防腐层。 3.检查变桨电机是否过热、有异常噪声等。 4.检查变桨齿轮箱润滑油。 5.检查变桨驱动装置螺栓紧固。
4.雷电保护装置
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， 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。
4.2组成部件
雷电保护爪主要由三部分组成,按照安装顺序 从上到下依次是垫片压板，炭纤维刷和集电爪。
4.3工作原理
雷电保护装置可以有效的将作用在轮毂和叶片 上的电流通过集电爪导到地面，避免雷击使风机线 路损坏。炭纤维刷是为了补偿静电的不平衡，雷击 通过风机的金属部分传导。在旋转和非旋转部分的 过渡处采用火花放电器。这个系统有额外的电刷来 保护轴承和提供静电平衡的方法。
变桨培训SSB
察右中风电场内部培训资料 2014.04
主要内容
变桨系统基本原理介绍
变桨系统整体结构组成 电气原理讲解 控制柜简介 常见故障分析处理
变桨系统风场调试安全事项
一、变桨系统基本原理介绍
变桨系统桨距的调节方法为： 当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节 桨距角调到0°，使叶轮具有最大的起动力矩，直到 风力机组达到切入转速并网发电； 在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨 距角保持在0°位置不变，不作任何调节； 当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统 根据输出功率的变化调整桨距角的大小，改变气流对 叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力 转矩，使发电机的输出功率保持在额定功率。
(Blade angle discrepan) 叶片角度不符合要求
主控界面检查A 、B 编码器是否同步 ，B编码器固定螺丝松 动，A编码器连轴器螺丝松动。
（pitch endstop switch)变桨限 位开关故障 ( pitch motor temp 1) 1#变桨电机温度 高
（No pitch reaction)变浆无动作 驱动器故障，没有脱开92°限 1、可以在后台控制界面手动变桨到92°，重新触发旁路限 位。三叶片其中有一个或几个没 位开关信号。 有从92°回到90°。 2、在就地可以拍急停，强制三叶片回92° 温度大于140度 先看电脑界面显示温度是否与电机真实温度相符，如果相符检 查变桨电机齿轮箱是否有卡住，电机风扇是否有故障。如果不 相符检查PT100是否损坏、模块或者L插头线。
主控与变桨系统接口
Slipring 1,2,3,4,5（ L1,L2,L3,N,PE） 是变桨系统接受来自主控系统的主电源（3X400VAC+N+PE），作为变桨系统的动力电源。 Slipring 6,7（ UPS L,N） 是主控系统提供给变桨系统的230VAC不间断电源，经过开关电源转变为24VDC,作为变桨系统 的24VDC控制电压。 Slipring 8,9 轮毂照明灯230VAC电源 Slipring 10 变桨电机PTC保护反馈到3100的24VDC信号 Slipring 11 变桨电池充电器3A1监视信号 Slipring 12 是主控系统提供给变桨系统的EFC命令（+24VDC信号），作为变桨系统运行的前提条件。 Slipring 13 是主控系统与变桨系统+24VDC信号传输的零位参考点。 Slipring 14,17 由主控系统通过Slipring 17提供给变桨系统+24VDC信号，当变桨系统通过行程开关判断三片桨 叶的位置都到达91°时(三个轴柜的3K3的21、24节点闭合串接)，+24VDC信号通过Slipring 14反 馈给3100. Slipring 15 不用 Slipring 16 是主控系统提供给变桨系统的旁路顺桨命令。
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。
SSB变桨系统的基础知识
SS B变桨系统基础知识1 原理结构SSB变桨系统是一个直流的伺服系统。
通过总线，它接收的控制命令有：变桨位置、变桨速度、复位、急停信号；系统内部状态信号也通过总线传送给主控。
系统原理结构如图1所示。
三相动力电源、DP总线及安全链信号分别通过N、P、O插头引入第一个变桨柜，动力电源通过A1引入下一变桨柜。
三个柜子之间使用CAN总线连接。
电网电源正常情况下，DCTransD直接驱动电机,由2号柜2T1供给24VDC电源（因为2T1的电压值为25V高于各个柜体内3T1的电压23.5V）；电网掉电情况下，挂在DCTransD上的超级电容投入工作，驱动电机运转，并通过电容225VDC通过3T1供给24VDC电源继续为24VDC辅助电路供电，完成顺桨。
主旋转编码器A反馈位置信息；由风机主控对旋转编码器B与A进行冗余比较；91º限位开关通过8K3串入自动模式下的刹车使能信号，作为DCTransD失控的最后一道保护；旋转编码器跳变时会触发91º限位开关。
2 工作模式2.1 “自动”操作模式/ 变桨控制环系统“自动”操作模式数据在主控PLC(风机PLC) 和SSB变桨系统的S100控制板之间交换。
在风机主控与S100控制器之间使用定义的Profibus-DP接口。
一个周期的一般功能被描述如下:●风机PLC和SSB变桨系统之间的接口为Profibus-DP●叶片动作的三个控制环:(1) 来自风机PLC为1号控制柜的S100设定数值(2) S100控制器为电机驱动器DctransD提供速度设定值(经由CA NⅡ总线)(3) 电机驱动器DctransD通过改变电机的电枢电流改变电机转速，并通过电机内置的测速发电机与电机之间形成一个转速闭环控制。
图片：控制环变桨系统概述2.2“紧急(EFC)”操作模式原因：●总线通信故障，包括风机主控与变桨控制器之间的profibus通信和变桨内部CAN通信故障；●风机主控给定的EFC位被置0；●安全链断；●编码器跳变。
《SSB和能健变桨培训》培训讲义
从站模块
EL 9011
：终端固定模块
RS422/RS485通讯模块 CPU模块
PROFIBUS DP 从站模块
6. 充电器
变桨系统充电器安装于控制箱中，当变桨系统处于待机及运行状态时，控制箱 中的充电器通过B插头以15分钟为时限轮番对三个电池箱充电。
充电器指示灯含义如下： Sensor：闪烁表示温度传感器正常，熄灭表示温度传感器故障或超出测量范围。 Charger battery ：长亮表示电池与充电器连接正常，熄灭表示电池与充电器 故障或开路。 Uv/Ov：长亮表示电池电压正常，熄灭表示电池电压低于190VDC或大于260VDC。 Charging：亮表示开始充电，熄灭表示停止充电。
CX1010-0012 ：CPU模块
CX1100-0004 ：电源模块
EL5001
：SSI编码器接口模块
EL9400
：电源模块
EL1008
：8通道数字量
输入模块
EL2008
：8通道数字量
输出模块
EL 3204
：PT100输入模块
EL 3112ຫໍສະໝຸດ ：模拟量输入模块EL 4034
：模拟量输出模块
EL6731-0010 ：PROFIBUS DP
9.3 叶片校零：
点击“calibrate value”中的0°键，然后单击cal键，即可实现对0°校零。 点击“calibrate value”中的92°键，然后单击cal键，即可实现对92°校零。 校零后需停短时间等待保存。
驱动器接受来自控制箱的3X400VAC电源作为主电源，经过整流变为电压和电 流都可控的直流电。
当PLC给定驱动器的RFG信号有效时，驱动器开始驱动电机运行，而此时决定 电机运转速度大小的是PLC发送给驱动器的速度给定信号。电机运转过程当中，A 电机编码器时刻把电机运行距离反馈给PLC。而测速发电机把电机速度信号反馈 给驱动器。
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主控柜将230V Contral voltage 供到轴柜后， 5K4得电吸合， 400V输送给驱 动器
400V
主控柜
8
轴柜
轴柜
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230VAC Control voltage、UPS，供电
400V 230V Control voltage
24V
当环境温度低于5度C 时，加热器加热，2K1 不动作。当加热器达 到5度C时，延时继电 器开始计时一小时， 计时完成后2K1动作。 230VAC 控制电压、 UPS电源送入
六、常见故障分析处理
故障现象 原因解释 解决办法
（pitch angle diff) 变桨角度 有差异
(Blade angle discrepan) 叶片角度不符合要求
主丝松动。
（pitch endstop switch)变桨限 位开关故障 ( pitch motor temp 1) 1#变桨电机温度 高
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CAN通讯
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4、主控与轮毂24V信号
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主控与变桨系统之间通过O重载插头连接， 互相传输信号。其中有过压保护器（X4）隔 离作为信号保护。 1.2.1 X4：1：1-3 主控给变桨系统发送启 动信号。 1.2.2 X4：1：2-4与X4：3：1-3 变桨系统 三个桨叶全部到达91°位置时反馈给主控的 信号。 1.2.3 X4：2：1-3 信号电压的0VDC公共点。 1.2.4 X4：3：2-4 来自主控的旁路顺桨位 置的限位开关信号。 1.2.5 X4：4：1-3与X4：4：2-4 重载插头 的安全链信号，中间串接急停开关（4S1）
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电压检测模块
7A1电机热保护 模块，T1/T2连 接到电机温控模 块，当温度超过 150度时，7A1的 13/14触点闭合， 信号传给PLC。
电池电压监视
电池电压状态信号 13
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电池电压检测
通过电池电压检测模 块7U1 检测电池电压 是否正常，当电池电 压正常时，触点15、 18脚导通。当电池电 压低于99V时，电池监 控模块报警，当电池 充电后电压达到201V 时报警取消。
电池柜 电池组
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五、SSB变桨利用L&B界面进行系统校零
将机舱柜内22号站打到ON，强制EFC信号：临时将X12-6上口接至X12-4。 在初始界面下点击【M1】
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进入对应的【menu】，选中其中的【configure parameter】
1.5MW风电机组变桨系统（SSB）
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2010.07
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主要内容
一、变桨系统基本原理介绍
二、变桨系统整体结构组成 三、电气原理讲解 四、控制柜简介 五、SSB变桨利用L&B界面进行系统校零
六、常见故障分析处理
七、变桨系统风场调试安全事项
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Slipring 1,2,3,4,5（ L1,L2,L3,N,PE） 是变桨系统接受来自主控系统的主电源（3X400VAC+N+PE），作为变桨系统的动力电源。 Slipring 6,7,8（ UPS L1,N,PE） 是主控系统提供给变桨系统的230VAC不间断电源，经过开关电源转变为24VDC,作为变桨系统 的24VDC控制电压。 Slipring 9 是主控系统提供给变桨系统的EFC命令（+24VDC信号），作为变桨系统运行的前提条件。 Slipring 10,12 由主控系统通过Slipring 10提供给变桨系统+24VDC信号，当变桨系统通过行程开关判断三片桨 叶的位置都到达91°时，+24VDC信号通过Slipring 12反馈给主控系统。 Slipring 11 是主控系统与变桨系统+24VDC信号传输的零位参考点。 Slipring 13 是主控系统提供给变桨系统的旁路顺桨命令。 Slipring 14，15 由主控系统通过Slipring 14提供给变桨系统+24VDC信号，当变桨系统内部各电控柜之间相关重 载插头连接好后，+24VDC信号才通过Slipring 15传送给主控系统。这就是安全链回路。 Slipring 16，17，18 备用 Slipring 20，21，22，23，24，25 是主控系统与变桨系统PLC的通讯回路。 Slipring 26，27，28 备用
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5、变桨内部安全链
限位开关
电池
主控柜
轴柜1 电机
轴3 29 轴2
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变桨旁路
轴柜
DC Common ground For signals 主柜BYPASS
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主控与变桨系统接口
电池及充电回路检测
充电器（6A1）通过断路器（6F1） 分别给三个电池箱充电，三个电池 箱充电分别由三个接触器（6K1,6K2, 6K3）控制。此三个接触器由PLC每 隔15min循环给定信号吸合充电，充 电器的输出电压根据电池箱温度决定， 充电器具有温度补偿作用。同时电池检 测回路信号和过/欠电压检测回路信号 传送给PLC。 充电指示灯 sensor ok—电池箱温度传感器连接正常， 如果没有传感器信号，充电器假定温度 为20度 UV/OV ok—电池电压正常，灯灭时表示 电池欠压（156-166V）或过压（255266V） BATT/MAINS ok—电池正常/充电器输入信号正常
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DGNR组件图
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DGNR原理图
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2、变桨回路，正常变桨
电池供电
主控18K1， 18K2，18K3 刹车释放 继电器
蓄电池供 电给电枢、 刹车
蓄电池
20
EFC-信号
9
轴柜8K2
温度到达启动要求
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温度控制单元：CC-U/RTDR
ABB温控器如图，判断来 自主控箱PT100（19R1） 的温度信号，决定是给主 控箱加热还是允许UPS延 时上电。每个温控器控制 一个箱体的加热，共7个。 温控器三个指示灯分别是 电源指示灯，R1指示灯， R2指示灯。R1代表11、12、 14触点，当温度大于5度 时动作，当R1动作后，延 时60min后允许变桨系统 开始工作。R2代表21、22、 24触点，当温度低于15度 时动作，箱体内部加热。
正常变桨
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刹车回路
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变桨电机运行之前先要松开电机刹车，此三个 电机的刹车由PLC通过继电器（19K1,19K2,19K3）进 行控制。
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驱动器驱动电机工作
在风力发电变桨系统中，正常情况下驱动器与电机都处于待机状 况，当主控系统给变桨系统发送信号要求动作时，驱动器才驱动电机 动作。 驱动器接受来自控制箱的3X400VAC电源作为主电源，经过整流变 为电压和电流都可控的直流电。 当主控给定驱动器的RFG信号有效时，驱动器开始驱动电机运行。
蓄电池
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5K3和6K1互锁
接触器（5K3）控制驱动器正常运行输出主回 路。当主回路电源有故障时，将由电池电源 供电，时间持续3s。若此时间中故障未除， 电池电源将从接触器（6K1）经过直接驱动直 流电机收桨。
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驱动器3A1：DGNR
DGNR指示灯：指示变频器状态 D18：Imax 达到电流限制发光，断开电枢 电流 D19：Netz ph 当L1，L2，L3相序错误或者缺 相时发光，检查相序
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电池模块 风机出现故障 时为变桨电机提供 备用电源进行紧急 顺桨。 每节蓄电池12V ，一组6块，每个电 池柜有3组共18块。 总电压约为216V。 电池箱与轴箱放电 回路通过M插头相连
供给轴柜
15
充电
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变桨回路
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输入密码：9228，进入该项目
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如果想对某个轴的电机编码器或者桨叶编码器进行校零，再点击进 入对应的项目，修改其中的encoder zero point即可
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当主电源发生故障或主控发送给变桨系统的EFC信号消失时， 驱动器将停止工作，此时刹车接触器6K2和电枢励磁回路接 触器6K1相继吸合，由后备电池直接驱动电机使桨叶回到90°。 然后系统停止。
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3、通讯
Profibus通讯
滑环
变桨系统与主控采用PROFIBUS通讯模式。通过过压保护器（8F1）和重载插头（P）相连接。 25
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二、变桨系统整体结构组成
SSB变桨系统采用最先进电动变桨控制，提高了 系统的可靠性，降低了维护成本。变桨的控制系统由 七个柜体组成：三个轴柜，三个蓄电池柜和一个主控 柜，他们不仅实现风机启动和运行时的桨距调节，而 且能够在事故情况下担负起安全保护作用，完成叶片 顺桨操作，同时还完成故障诊断、状态监测、故障状 态下的安全复位功能、雷电保护控制、电池管理功能 等，确保了系统的高可靠性。