【金风风机】4.Vensys变桨系统
Vensys变桨系统简介
3.2变桨线路连接图
3.3变桨系统驱动原理
变桨控制柜通过安装在电机尾部的旋转编码器来检测叶片所在的角度。 分别安装在桨叶对应的87度、5度接近开关，提供了附加的位置检测功能。安装在桨叶对 应92度的限位开关提供了当位置检测失效的情况下的安全保护功能。 通过变桨逆变器AC2驱动变桨电机进行桨叶角度调整。 直流开关电源NG5将400VAC转换为60VDC，为超级电容充电同时为24VDC电源供电。 3.4变桨控制流程图 Vensys变桨系统动作方式分为：自动模式、手动模式、强制手动模式，现根据流程图对动 作模式进行说明。控制流程图如下：
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。
KL5001 SSI 接口模块可直接连接 SSI 传感器。传感器电源由 SSI 接口提供。接口电路 产生一个脉冲信号以读取传感器数据，读取的数据以字的形式传送到控制器的过程映像区中。 各种操作模式、传输频率和内部位宽可以永久地保存在控制寄存器中。
在Vensys变桨系统中，用于为旋编提供电源，同时采集旋编角度信号
PT100分度表
在图表中，纵坐 标为十分度，横 坐标为个分度。 举例说明：当环 境温度为57摄氏 度时，对应 PT100电阻为 122.09欧姆。
2022金风认证考试真题模拟及答案(6)
2022金风认证考试真题模拟及答案(6)1、变流柜体内的湿度调节开关应该拨在多少（）（单选题）A. 60%B. 70%C. 80%D. 50%试题答案：B2、液压系统由（）等组成.（多选题）A. 液压泵站、电气电磁元件B. 蓄能器、刹车装置、连结管路C. 自动润滑系统、刹车装置、连结管路D. 液压泵站、电气电磁元件、偏航系统、变桨系统试题答案：A,B,C3、液压泵反馈故障生成条件：（）（多选题）A. PLC收到建压要求，持续4秒钟没有得到液压站电机启动的反馈信号时，风机立即报此故障B. 当液压站系统压力建压达到160bar后，持续4秒钟液压站电机反馈信号没有消失，立即报此故障C. PLC收到建压要求，仍没有得到液压站电机启动的反馈信号时，风机立即报此故障D. 当液压站系统压力建压达到160bar后，液压站电机反馈信号仍没有消失，立即报此故障试题答案：A,B4、货币市场是指以短期金融工具为媒介进行的、期限在（）以内的短期资金融通市场。
（单选题）A. 6个月B. 1年C. 3年D. 5年试题答案：B5、变桨系统张紧轮的检查项目有（）.（多选题）A. 检查张紧轮是否有破损、裂缝、腐蚀和密封B. 检查油脂，擦去多余的油脂C. 检查张紧轮与齿形带轮的平行，平行度2mm（在叶片顺桨位置和工作位置分别检查）D. 检查齿形带是否挤压齿形带挡板试题答案：A,B,C,D6、偏航系统具有以下哪些特点（）.（多选题）A. 偏航刹车为液压驱动刹车，静止时，10 组偏航刹车闸在150bar～160bar 压力下将机舱牢固制动；偏航时，刹车仍然保持一定的余压（20bar～30bar 的余压），使偏航过程中始终有一定的阻尼存在，保证偏航运动更加平稳B. 偏航电机是多极电机，电压等级为400V，内部绕组接线为星形C. 位于偏航电机驱动轴上的电磁刹车具有失效保护功能，在出现外部故障（如断电）时，电磁制动系统仍能使机组的偏航系统处于安全、可靠的制动状态D. 偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，以增加整机的运转平稳性，增强抗冲击载荷能力E. 偏航系统具有自动控制功能，保证机组在小风状态下自行解缆，避免了高风速段偏航解缆造成的发电量损失试题答案：A,B,C,D,E7、关于凸轮计数器说法正确的是（）（多选题）A. 凸轮计数器尼轮齿轮的齿数是10B. 机舱每转一圈，凸轮计数器转17.9C. 凸轮计数比为1：2000D. 凸轮计数器电阻值为10千欧试题答案：A,B,D8、通过网页监控可以对风机进行哪些操作（）（多选题）A. 观察风机重要的运行数据B. 在输入密码的情况下进入调试测试界面对机组的相关量进行设置C. 当风机进入运行状态下，可以对风机进行限功率设置D. 重新启动CE试题答案：A,B,C,D9、如下关于右偏航限位触发设定正确的是（）.（单选题）A. 调节凸轮初始0°位置后使尼龙齿轮面正对人正视面，逆时针旋转36圈，然后调节1#螺钉，使对应的右偏凸轮顶点旋到触点开关并听到触点动作声音时停止B. 调节凸轮初始0°位置后使尼龙齿轮面正对人正视面，顺时针旋转36圈，然后调节1#螺钉，使对应的右偏凸轮顶点旋到触点开关并听到触点动作声音时停止C. 调节凸轮初始0°位置后使尼龙齿轮面正对人正视面，逆时针旋转36圈，然后调节2#螺钉，使对应的右偏凸轮顶点旋到触点开关并听到触点动作声音时停止D. 调节凸轮初始0°位置后使尼龙齿轮面正对人正视面，顺时针旋转36圈，然后调节2#螺钉，使对应的右偏凸轮顶点旋到触点开关并听到触点动作声音时停止试题答案：A10、水冷系统在进行日常巡检的过程中应该注意（）（多选题）A. 电机：主循环泵电机，空气散热器风机的噪声和振动.B. 主循环泵机械密封，有无渗透.C. 空气散热器芯体灰尘聚集程度.D. 系统运行压力是否正常.试题答案：A,B,C,D11、主控柜内的湿度调节开关应该在拨到多少（）（单选题）B. 70%C. 80%D. 50%试题答案：A12、下列对变桨电机描述正确的是（）（多选题）A. 额定电流125AB. 额定电压29VC. 额定功率4.5KWD. 制动扭矩100Nm试题答案：A,B,C,D13、风向标调试时将风向标的标头对准机头时对风角度应该是（）.（单选题）A. 180°B. 0°C. 90°D. 270°试题答案：A14、机组偏航系统无法正常工作的原因有（）.（多选题）A. 液压系统故障B. 安全链有中断C. 机舱与主控的通讯不通D. 缺相或断相试题答案：A,B,C,D15、机组变频器温度高的故障设定值为（）度（单选题）B. 60C. 55D. 65试题答案：C16、CE系统中修改系统时间时，选择的时区应该是（）.（单选题）A. （GMT-12：00）International Date Line WestB. （GMT-07：00）Chihuahua，La Paz，MazatlanC. （GMT-03：00）Buenos Aires，GeorgetownD. （GMT+08：00）Beijing，Chongqing，Hong Kong SAR，Urumqi试题答案：D17、水冷系统运行时，水冷出阀减去进阀温度差值持续120s大于（）机组报水冷温度比较故障（单选题）A. 5度B. 5.5度C. 7.5度D. 7度试题答案：A18、液压泵反馈故障生成条件：（）（多选题）A. PLC收到建压要求，持续4秒钟没有得到液压站电机启动的反馈信号时，风机立即报此故障B. 当液压站系统压力建压达到160bar后，持续4秒钟液压站电机反馈信号没有消失，立即报此故障C. PLC收到建压要求，仍没有得到液压站电机启动的反馈信号时，风机立即报此故障D. 当液压站系统压力建压达到160bar后，液压站电机反馈信号仍没有消失，立即报此故障试题答案：A,B19、调试测量发电机绝缘时，要求单相对地.两绕组间的绝缘电阻值大于（）.（单选题）A. 5MΩB. 50MΩC. 500MΩD. 2.2GΩ试题答案：C20、主控系统对机组的功率控制调节是通过（）（多选题）A. 变桨控制B. 转矩控制C. 电流控制D. 电压控制试题答案：A,B21、齿轮油的循环安全阀打开和关闭的压力分别为（）（多选题）A. 3B. 4C. 9D. 10试题答案：A,D22、下列关于变流程序/参数下载正确的是（）（多选题）A. 从变流面板菜单或者NCDrive软件查看系统软件版本号是否为最新B. 各功率单元参数下载，参数文件可以互换C. 点击Download进行参数下载，弹出对话框提示Value Locked表示参数下载失败D. 变流程序参数下载需要用到RS232串口线试题答案：A,D23、（）是指一家金融机构牵头与另一个或几个联合起来，共同发行的证券发行方式。
2022风电场安全真题模拟及答案(3)
2022风电场安全真题模拟及答案(3)共660道题1、1U1控制器在变流系统中是（）（多选题）A. 主控制器B. 从控制器C. 网侧控制器D. 电机侧控制器试题答案：A,C2、自感电势的方向（）。
（单选题）A. 总是阻止电源电势的变化B. 总是阻止线圈内电流变化C. 总是阻止线圈磁通的变化试题答案：C3、Vensys变桨系统，手动变桨速度为（）.（单选题）A. 0.5°/sB. 1.0°/sC. 1.3°/sD. 2.5°/s试题答案：D4、在测试叶轮锁定传感器时，接近开关与感应铁杆的垂直距离为（）之间.（单选题）A. 1mm～2mmB. 2mm～3mmC. 3mm～4mmD. 4mm～5mm试题答案：C5、地震预报的三要素不包括（）（单选题）A. 时间B. 地点C. 震级D. 天气试题答案：D6、发电机紧急停机转速（过速2）故障的故障值是（）（单选题）A. 19.2rpmB. 20.8rpmC. 21rpmD. 20rpm试题答案：B7、变压器线圈和铁心发热的主要因素是（）。
（单选题）A. 负荷电流B. 工频电压C. 运行中的铁损和铜损试题答案：C8、用张力测量仪WF-MT2测量齿形带的振动频率.使齿形带的频率调整到（）（单选题）A. 200Hz±10HzB. 180Hz±10HzC. 160Hz±10HzD. 220Hz±10Hz试题答案：B9、对于1500机组的发电机说法正确的是（）（多选题）A. 金风1500KW发电机额定功率为1580KW.极数为88极.三相.额定电压690V，防护等级为IP23.发电机重量43.6吨B. 金风1500KW发电机定子绕组材料采用F级绝缘材料，温升按照B级考核C. 金风1500KW发电机额定功率为1580KW.极数为88极.六相.额定电压690V.防护等级为IP23.发电机重量43.6吨。
风电场运行检修技能大赛理论试题及答案 (2)
风电场运行检修技能大赛理论试题一、填空题（30空，每空1分，共30分）1.DP通讯如果作为终端模块上使用应该拨到状态答案：ON2.金风1.5MW机组采用，，变桨距调节,直接驱动,永磁同步发电机并网的总体设计方案.答案:水平轴|三叶片|上风向3.风冷方式的优点 ,缺点 .答案: 结构简单|散热效率低4.内部防雷可分为 , 两种答案:电源线路防雷|信号线路防雷5.主控的所有停机指令，包括，和 . 答案：普通停机|快速停机|紧急停机6.绝大多数的风力发电机都是从上风向向下风向看旋转的.答案：顺时针7.金风1500KW系列风力发电机组润滑系统由: ，，组成.答案：偏航轴承润滑系统|发电机前后轴承润滑系统|变桨轴承润滑系统8.手动变桨时开关向BW方向拧叶片向_________方向走.答案:90度9. 调试检查变桨减速器应无漏油现象,且从油窗能够看到油位到达__________处答案:1/210.平台窗口在通过后应当立即____________使用提升机吊运物品时,勿站在吊运物品的____________答案:关闭|正下方11.光纤分为和两种.答案: 单模|多模12.液压系统储压罐内部有一个气囊,气囊里充的是气.答案:氮13.在Verteco变流系统中,冷却方式为在Freqcon变流系统中,冷却方式为．答案:水冷|风冷14.Pt100温度传感器测量温度,在0℃下传感器的电阻值是答案:100Ω15.从机舱图纸中看,400V AC回路包括: ，，，。
答案: 偏航电机回路|变桨系统供电回路|提升机电源回路|液压泵供电回路16．变桨逆变器的输入电压为_____。
答案：60v二、单选题（30题，每题1分，共30分）1. Vensys变桨限位开关故障停机方式( ).A.慢速停机B.正常停机C.快速停机D.紧急停机答案：D2.机组正常停机时的变浆速度是（）.A、4°/SB、6°/SC、7°/SD、10°/S答案：A3.风速信号的采集是由下列哪种模块进行的（）A、KL1104B、KL2408C、KL3404D、KL3403答案：C4.旋入叶片法兰部分螺纹（）固体润滑膏。
金风1.5MW Vensys变桨系统
金风1.5MW Vensys变桨系统发表时间：2020-12-29T16:33:45.903Z 来源：《中国电业》2020年第·21期作者：杨俊浩[导读] 本文通过对变桨系统作用，组成及驱动原理进行了简单的介绍，分析了一些主要元器件充电器NG5、逆变器AC2和超级电容常见故障的原因及处理方法，最后对一个综合例子进行分析。
杨俊浩新疆龙源风力发电有限公司摘要：本文通过对变桨系统作用，组成及驱动原理进行了简单的介绍，分析了一些主要元器件充电器NG5、逆变器AC2和超级电容常见故障的原因及处理方法，最后对一个综合例子进行分析。
关键词：金风1.5MW 变桨 NG5 AC2 超级电容1.引言变桨系统作为风力发电机组核心系统，也是机组故障率最高的系统，它很大程度上决定了机组是否能够平稳运行，维护好变桨系统是我们工作的重中之重。
根据这段时间对机组维护所得的一点知识，总结出上述机组变桨系统的一点经验，希望能对现场消缺提供一些经验和帮助。
2.变桨系统作用2.1功率控制金风1500kW风力发电机组功率控制线方式为变速变桨策略的控制方式。
风速低于额定时，机组采用变速控制策略，通过控制发电机的电磁扭矩来控制叶轮转速，维持最佳叶尖速比运行，使机组始终跟随最佳功率曲线，从而捕获最大风能。
当风速大于额定时，机组采用变速变桨控制策略，通过变速控制器即控制发电机的扭矩使其恒定，从而恒定功率。
通过变桨调节发电机转速，使其始终跟踪发电机转速的设置点，使机组维持稳定的功率输出。
2.2气动刹车金风1500kW风力发电机组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气动刹车。
主控的所有停机指令，包括正常停机，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。
3. 变桨系统主要元器件介绍3.1 直流充电电源NG5NG5充电器将三相交流400V经过NG5充电电源整流输出60V，80A，给超级电容和变桨逆变器AC2提供电源。
金风1.5MW机组考试试卷编制2
L液压站上面的贮压罐的作用OA.在液压泵间隙工作时产生的压力进行能量存贮B.在液压泵损坏时做紧急动力源C.泄漏损失的补偿D.缓冲周期性的冲击和振荡答案ABCD机型：通用；题型所属系统：液压；题型阶段：运维；题型：多选题2.VenSyS机组报出41号子站直流充电故障有可能是的原因的OA.防雷模块失效B.A2模块失效C.NG5反馈信号丢失D.AC20K信号丢失答案ABC机型：通用；题型所属系统：变桨；题型阶段：运维；题型：多选题3.AC2的输出电压是多少—.答案:29V机型：通用；题型所属系统：变桨；题型阶段：运维；题型:填空4.vensys变桨中Tl模块是给什么供电,.答案:变桨电机电磁刹车，变桨电机风扇机型：通用；题型所属系统：变桨；题型阶段：运维；题型:填空5.金风1.5WM机组发电机磁极对数P是多少—.答案：44机型：通用；题型所属系统：电机；题型阶段：运维；题型:填空6.下列哪些属于变桨控制系统（）.A.KL4001B.BC3150C.KLl104D.KL2408答案:AIBlCD机型：通用；题型所属系统：变桨；题型阶段：运维；题型：多选题7.下列哪些模块的输入电压在0-10伏的范围内（）.A.KL4001B.KL5001C.KL3404D.KLl104答案:C8.下列哪些模块是机舱控制系统所没有的（）.A.KLl104B.KL4001C.KL2408D.KL9210答案:BC机型：通用；题型所属系统：机舱；题型阶段：运维；题型：多选题9.发电机转速比较故障的故障值是（）.A.2rpmB.3rpmC. 4.5rpmD.Irpm答案:AlBlC机型：通用；题型所属系统：电机；题型阶段：运维；题型：多选题10.电力测量端子KL3403可以测算（）.A.线电流B.功率因数C.频率D.无功功率答案:BCD机型：通用；题型所属系统：其他；题型阶段：运维；题型：多选题11.下列哪些故障是变桨系统的故障（）.A.叶片位置比较故障B.频率超局C.电网功率超限D.变桨变频器OK信号丢失故障答案:AlD机型：通用；题型所属系统：变桨；题型阶段：运维；题型：多选题单项选择题1、在就地监控进入就地调试与控制，需要输入密码O.A.jdjkB.1234567C.jdtsykzD.dqwh答案:B机型：通用题型所属系统：S变流题型阶段：运维题型：单项选择switch电机侧变流器在做电机侧断路器吸合实验时在O输入密码。
00风电 Vensys变桨控制系统
DC 0V
电机 刹车
变桨逆变器AC2
UVW 变桨电机
叶 片 桨 距 角
旋转编码器
91
87
度 5度 度
限 接接
位 近近
开 开开
关 关关
四、Vensys 变桨控制系统的主要元件及工作原理
Vensys变桨控制系统主要元件
Vensys控制柜内部电源及控制检测部分:
1、变桨充电电源NG5 2、变桨变频器AC--2 3、超级电容 4、电容电压转换模块A10 5、温度传感器Pt100 6、倍福BC3150及其他模块
2.3 Vensys变桨控制系统的特点
（1）电气结构简单﹑维修工作量小; （2）采用异步电机调速，相比采用直流电机调速，在保证调速性能的前提下，避免了直流电 机存在碳刷容易磨损问题; （3）超级电容为后备电源（UPS）。当机组遇到电网突然断电或其它紧急情况停机时，变桨 伺服系统可以通过自备的超级电容（UPS） 短暂供电，使变桨系统完成顺桨及其它安全保护措 施，提高了变桨系统的可靠性； （4）PLC 组成变桨的控制系统，没有使用专用的控制器进行系统控制，提高了系统控制部件 的通用性，降低了变桨控制系统的维护难度和部件的采购难度。
Profibus DP
自动/手动切换
状态
Beckhoff I/O system
向0度变桨
向90度变桨 手动控制 状态
电压信 号
控制 A10电压/电
DC 24V DC/DC 变换
DC 24V
DC/DC 变换
温
状
控变
电
度
态
制桨
机
信
信
命速
温
号
号
令度
度
信息
金风1500kW风机故障解释说(Switch变流、VENSYS变桨、贺得克水冷、硬件安全链)B0版
ICSQ/JF 新疆金风科技股份有限公司企业标准新疆金风科技股份有限公司发布Q / JF 2FW1500.90GX.3-2009目 次前 言 (II)金风1500kW风力发电机组风机故障解释说明手册故障 (1)1范围 (1)2注意事项 (1)error_acceleration_nacelle_global--------------机舱加速度故障 (2)error_ambient_temperature_global-----------------环境温度故障 (2)error_water_cooling_global-----------------------冷却系统故障 (3)error_ converter_global----------------------------变流器故障 (11)error_hydraulic_global---------------------------液压系统故障 (16)error_yaw_mechanism_global---------------------------偏航故障 (17)error_generator_global-----------------------------发电机故障 (20)error_grid_global------------------------------------电网故障 (20)error_fuse_global----------------------------------熔断器故障 (24)error_ups_global-------------------------------------ups故障 (26)error_profibus_global-----------------------profibus总线故障 (27)error_pitch_global-----------------------------------变桨故障 (33)error_generator_speed_global-------------------发电机转速故障 (52)error_wind_measurement_global--------------风速仪和风向标故障 (58)error_init_file_global-------------------------初始化文件故障 (59)error_stop_global------------------------------------停机故障 (60)error_system_cpu_global----------------------------- cpu故障 (60)error_navigation_light_global ---------------------航空灯故障 (61)Q / JF 2FW1500.90GX.3-2009前 言本解释说明只是对各个故障进行了简单的讲解，使人明白故障是在什么条件下发生的，发生后会执行什么样动作，对现场机组故障处理起到一定的指导作用。
2021金风认证考试真题模拟及答案(3)
2021金风认证考试真题模拟及答案(3)1、现场无法连接CX1020的处理办法正确的是（）（多选题）A. 取下CF卡，用读卡器将数据读出并全部删除，用能连接上的CF存储卡文件全部覆盖B. 通过删除CF卡内Documents and Settings文件夹，对CE进行重新设置的办法C. 更换CX1020D. 检查本机IP地址试题答案：A,B,C,D2、在斜面上向下移动重物时，当斜面倾角由15°增大至30°时，在不考虑摩擦力的情况下，拉力将（）。
（单选题）A. 不变；B. 减少；C. 增加一倍；D. 大于一倍。
试题答案：D3、在手动变桨模式下进行手动变桨时需要满足以下条件（）（多选题）A. 三个桨叶中有两个桨叶的桨叶角大于86度，且5度接近开关没有被点亮时，可以向0度方向手动变桨.B. 只要92度限位开关没有被触发，就可以手动向后变桨.C. 只要不触发限位开关就可以向前变桨.D. 打到强制手动模式可以随意变桨.试题答案：A,B,D4、齿轮油的循环安全阀打开和关闭的压力分别为（）（多选题）A. 3B. 4C. 9D. 10试题答案：A,D5、Switch变流器的故障列表中第78号故障是（）（单选题）A. Main fuse tripB. Gen unit faultC. Mainbreaker tripD. Genbreaker fault试题答案：B6、vensys变桨系统内部通讯的41子站终端电阻应该拨到（）（单选题）A. ON状态B. OFF状态C. 0状态D. 1状态试题答案：B7、采购业务员的责任包括（）。
（单选题）A. 对采购产品的质量和及时性负责；B. 对公司产品的发展与改进提出建议；C. 提出并参与选择供方。
试题答案：A8、变桨系统在整个机组系统中的作用为（）.（多选题）A. 桨距调节B. 桨距角的采集C. 故障保护D. 变桨外围数据的采集试题答案：A,B,C,D9、1500KW系列机组运行状态有（）.（多选题）A. 初始化B. 待机、启动C. 增速、并网D. 停机、紧急停机试题答案：A,B,C,D10、下面哪些行为属于不当操作：（）（多选题）A. 将风力发电机组作其它用途B. 风力发电机组脱离电网运转C. 随意修改控制软件D. 未经公司许可，对风力发电机组进行结构上的修改试题答案：A,B,C,D11、1500KW系列机组运行状态有（）.（多选题）A. 初始化B. 待机、启动C. 增速、并网D. 停机、紧急停机试题答案：A,B,C,D12、一对相互啮合的直齿齿轮模数为2，则齿轮的齿顶间隙为（）mm。
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
金风变桨系统
包括电源故障、传感器故障、执行器故障等，可能导致系统无法 正常工作或误动作。
机械故障
如轴承磨损、齿轮断裂、液压泄漏等，可能导致系统运行异常或 停机。
控制系统故障
包括控制器故障、通信故障等，可能导致系统失控或无法远程监 控。
诊断方法和步骤
观察法
通过观察系统运行状态、指示灯、故 障代码等信息，初步判断故障类型和 范围。
海上风电市场潜力巨大
随着海上风电技术的不断成熟和成本降低，海上风电市场将迎来爆发式增长。金风变桨系统凭借其先进的技术和可靠 性，将在海上风电领域占据重要地位。
国际市场拓展
金风科技作为国内风电行业的领军企业，积极拓展国际市场，参与全球竞争。其变桨系统凭借卓越的性能和品质，将 在国际市场上获得更多认可和应用。
通过采用高强度轻质材料和优化结构设计，金风变桨系统实现了轻 量化，降低了机组的载荷和疲劳损伤。
高扭矩密度
金风变桨系统具有高扭矩密度的特点，能够在低风速下提供足够的 扭矩，确保风电机组在复杂风况下的稳定运行。
稳定性与可靠性
冗余设计
金风变桨系统采用冗余设计，关 键部件如传感器、控制器等均有 备份，确保在单一部件故障时，
航空航天领域
金风变桨系统的高精度、高可靠性特点使其在航空航天领域具有潜在应用价值 ，如无人机、飞行器等。
典型案例分析
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某大型风电场项目
该项目采用金风变桨系统，实现了风能的高效利 用和机组的稳定运行，提高了风电场的经济效益 。
某海上风电示范项目
该项目采用金风变桨系统，成功应对了海上恶劣 环境的挑战，为海上风电项目的开发提供了有力 支持。
加强人员培训，提高操作和维护人员的技能水平，确保系统安全稳定运行。
金风变桨系统培训
哈丁接头
控制原理
兆瓦机组使用的是变浆变速控制，在启动阶段叶片位置从 顺浆变浆至54度，直到叶轮转速增加到8.8RPM，机组发 顺浆变浆至54度，直到叶轮转速增加到8.8RPM，机组发 电。发电后叶片角度与风的大小状况决定。变速变桨距控 制的优点和功能是: 1） 制的优点和功能是: 1）.通过变速、变桨的控制吸收更多 风能，2 在停机时为叶轮提供气动刹车，3 风能，2）.在停机时为叶轮提供气动刹车，3）.减少作用 在机组上的极限载荷。 变浆变速额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风 速。额定风速以下阶段要实现的主要目标就是让叶轮尽可 能多的吸收风能，由于额定风速以下风速较小，因此，此 时没有必要变桨，只需要将叶片角度设置为规定的最小桨 矩角，这样可以跟踪最优Cp。额定风速以上通过扭矩控 矩角，这样可以跟踪最优Cp。额定风速以上通过扭矩控 制器及变桨控制器共同作用，使得功率、扭矩相对平稳。
Forward：朝0度变桨； Manual:手动控制模式； Backward：朝90度变桨； Auto: 自动控制模式；
先前/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ后变 桨控制旋钮
400V电源 断路器
手动/自动变 桨控制旋钮
变桨控制柜状态设置
变桨控制柜主断路器Q1：OFF 变桨模式选择旋钮S1：M 强制手动变桨模式：激活。激活方法：移出X11：8、9短接排，插入 X11：5、6进行短接。
散热风扇
AC 2散 热风扇
柜体散热风扇
风扇电源滤波器和24V电源
24V电源 风扇电源滤波器
旋转编码器 将机械转动的模拟量(位移) 将机械转动的模拟量(位移)转换成以数字代码形式表示的 电信号，这类传感器称为编码器又称数字编码器 电信号，这类传感器称为编码器又称数字编码器 。 位置处在变桨电机的后部。对变桨角度进行检测。
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
风力发电机组变桨系统分析
目录摘要： (1)一、变桨系统论述 (1)（一）变桨距机构 (1)（二）电动变桨距系统 (2)1. 机械部分 (3)2. 气动制动 (4)二、变桨系统 (4)（一）变桨系统的作用 (4)1. 功率调节作用 (4)2. 气动刹车作用 (4)（二）变桨系统在轮毂内的拓扑结构与接线图 (6)三、变桨传感部分 (8)（一）旋转编码器 (8)（二）接近开关 (9)四、变桨距角的调节 (10)（一）变桨距部分 (10)（二）伺服驱动部分 (11)总结 (13)参考文献： (13)致谢 (14)风力发电机组変桨系统分析摘要：风能是一种清洁而安全的能源,在自然界中可以不断生成并有规律得到补充,所以风能资源的特点十分明显,其开发利用的潜力巨大。
本文对大型的兆瓦级风力发电机变桨系统做简单的介绍。
变速恒频技术于20世纪90年代开始兴起，其中较为成功的有丹麦VESTAS的V39/V42-600KW机组和美国的Zand的Z-40-600KW机组。
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。
变速恒频机组的显著优点已得到风力机生产厂和研究机构的普遍承认，将成为未来的主流机型。
但变速恒频风力机组仅通过电机自身调节要达到减小风速波动冲击的目的是很困难的，因为自然界中风速瞬息万变，特别是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。
但是变桨风机不会产生此类情况，变桨距是指大型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从而改变叶片气动特性，使桨叶和整机的受力状况大为改善。
近年来，电动变桨距系统越来越多的应用到风力发电机组当中，直驱型风力发电机组为变桨距调节型风机，叶片在运行期间，它会在风速变化的时候绕其径向轴转动。
因此，在整个风速范围内可能具有几乎最佳的桨距角和较低的切入风速，在高风速下，改变桨距角以减少功角，从而减小了在叶片上的气动力。
金风兆瓦风力发电机组国产Vensys变桨控制系统
图2
一、风力发电机组叶片变桨控制原理
不同叶片角度及不同风速下叶片攻角的变化示意图
图3图4图1图2一、风力发电机组叶片变桨控制原理
+90° -2°
一、风力发电机组叶片变桨控制原理
1.3 变桨距控制的优缺点
优点： 1）启动性好，机组并入电网发电时对电网及机组本身冲击小； 2）刹车机构简单，叶片顺桨的同时叶轮转速可以逐渐下降，机组的切除对电网没有冲击； 3）额定点以前的功率输出追求最大化，时风时 间间 ：能： 叶利电 轮流 转用变 速率化 变化高； 4）8额00 定点以后通过桨距调节输出功率，功率波动小，曲线平滑； 5）1叶8 轮叶根承受的静、动载荷小，提高机组的运行寿命。
国产Vensys变桨控制系统柜
控制及配电 柜
变桨驱动器外部 散热器及风扇
充电电源及 电容柜
三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布
国产Vensys变桨控制系统柜内分布
控制柜
电容柜
配电柜
三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布
控制柜内元器件分布
加热器
防雷
控制PLC
模块
三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布
2255000000
3300000000
图2 3355000000
4400000000
二、金风1.5MW机组叶片变桨的机械结构及电气分布
变桨系统的机械结构（第一代变桨结构）
变桨驱动装置由变桨电机和变桨减器两部分组成。变桨电机是含有位置反馈和绕组温度检测 传感器的伺服电动机。
二、金风1.5MW机组叶片变桨的机械结构及电气分布
三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布
国产Vensys变桨控制柜主电路采用交流--直流--交流回路，由逆变器（AC-2）为变桨电机供电。 变桨电机采用交流异步电机。 PLC 组成变桨的控制系统，它通过现场总线(profibus-DP总线)和 主控制系统交互通信，接受主控制系统的指令(主要是桨叶转动的速度指令)，并控制交流调速 装置驱动交流电动机，带动桨叶朝要求的方向和角度转动，同时监测变桨系统的内部信号，把 它直接传递给主控制系统。
Vensys变桨系统简介 ppt课件
b. AC-2——异步电机用高频 MOSFET逆变器
• IMS功率模块，Flash内存，微处理器控制， Can Bus
• 型号：Zapi AC-2 • 电力电子器件：MOSFET • 开关频率：8kHz • 额定直流输入电压：60VDC • 最大输出电流：450A
AC2基本原理图
该设备的端子布局如图所示：
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。
பைடு நூலகம்
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。
变桨机组的控制策略为：
A、额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风速，这样可以跟踪最优Cp； 额定风速以下阶段：要实现的主要目标就是让叶轮尽可能多的吸收风能。
Cp越大,吸收的风能越多。由于额定风速以下风速较小，因此，此时没有必要变桨，只需要此 时将叶片角度设置为规定的最小桨矩角。
B、额定风速以上通过扭矩控制器及变桨控制器共同作用，使得功率、扭矩相对平稳；功率曲 线较好。
NG5基本原理图
优点： • 效率高； • 体积小； • 充电时间短； • 充电不受交流电源变化的约束； • 能够提供理想的充电曲线。
直流充电电源首先对三相AC400V进行整流，获得DC540V，随后通过DC/DC变换电路将DC540V 转换为所需要的工作电压，该工作电压是与超级电容的电压有关的。 直流充电器输出的信号分别为：充电器正常信号（NG5 OK信号）、充电器温度信号。充电 正常信号为充电器给出的一个干触点，当充电器正常工作时，该触点闭合。如果充电器出 现异常则该触点断开。充电器温度信号为由充电器引出的PT100电阻信号。 在国产Vensys变桨系统中仅使用了直流充电电源的正常工作指示信号，未使用温度信号。
Vensys变桨系统简介复习过程
变桨机组的控制策略为：
A、额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风速，这样可以跟踪最优Cp； 额定风速以下阶段：要实现的主要目标就是让叶轮尽可能多的吸收风能。
Cp越大,吸收的风能越多。由于额定风速以下风速较小，因此，此时没有必要变桨，只需要此 时将叶片角度设置为规定的最小桨矩角。
B、额定风速以上通过扭矩控制器及变桨控制器共同作用，使得功率、扭矩相对平稳；功率曲 线较好。
Vensys变桨控制系统
金风科技培训中心 编订
12年2月 姬晓峰
Vensys变桨控制系统
主要内容：
一、变桨系统的机械结构 二、变桨系统的功能 三、变桨系统的电气结构及控制原理 四、主要元件实物认知及功能原理 五、 变桨系统故障判断 六、变桨回路讲解
通过本章你将了解到以下内容：
1、了解系统的机械结构,及变桨系统的机械驱动方式 2、了解变桨系统的功能，变桨系统的控制策略 3、了解变桨系统的电气结构，及各元件之间的连接与配合。 4、对主要元器件的实物认知，了解元件的原理及在变桨系统中的作用 5、对变桨系统故障进行判断，并对常见故障进行分析
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。
金风机组题库
⾦风机组题库题库⼀、单选1.⾦风2.5MW机组Vensys变桨系统主体结构包含下⾯( )A.变桨充电器B.超级电容C.变桨变频器D.变桨变压器答案:D机型：2500KW；题型所属系统：V变桨；题型阶段：运维；题型：单选题2.下列选项中哪⼀个是2.5MW机组vensys变桨⼦站控制器( )A.BX3100B.BC3100C.BK3150D.BC3150答案:A机型：2500KW；题型所属系统：V变桨；题型阶段：运维；题型：单选题3.有关变桨控制器的说法错误的是（）A.变桨控制器是安装在变桨柜的的beckhoff模块BX3100.B.更新变桨程序有塔底远程更新和柜内就地更新两种⽅式C.就地更新变桨程序需要使⽤⼀根⽹线连接到变桨控制器串⼝上进⾏D.变桨控制器在和主控失去通讯的情况下可以完全⾃主控制叶⽚顺桨答案:C机型：2500KW；题型所属系统：V变桨；题型阶段：运维；题型：单选题4变桨系统中,程序允许的5°接近开关和87°接近开关的误差是( )A.±0.5°B.±1.0°C.±1.5°D.±2.0°答案:C机型：2500KW；题型所属系统：V变桨；题型阶段：运维；题型：单选题5.当变桨系统接收到来⾃主控的急停命令,整机安全链断开或者,驱动电机以( )速度向90度⽅向变桨直到触发87度接近开关.A.7度每秒B.6度每秒机型：2500KW；题型所属系统：V变桨；题型阶段：运维；题型：单选题6.⽤于控制变桨速度、⽅向的倍福模块是下⾯的（）A.EL5001B.EL4001C.KL5001D.KL4001答案:D机型：2500KW；题型所属系统：V变桨；题型阶段：运维；题型：单选题7、正常情况下，2.5机组液压系统压⼒为（）A．(170-180) barB．(195-205) barC．(155-165) barD．(18-22) bar答案：B机型:100/2500; 所属题型系统:主控; 题型阶段: 运维; 题型: 单选8、⾦风2.5MW机组的总线耦合器是（）A．EK1521B．EK1501C．EK1100D．EK1110答案：B机型:100/2500; 所属题型系统:主控题型阶段: 运维; 题型: 单选9、⼿动变桨时，变桨速度是（）A．4deg/sB．2deg/sC．6deg/sD．7deg/s答案：B机型:100/2500; 所属题型系统:进⼝Vensys; 题型阶段: 运维; 题型: 单选10、⾦风2.5MW机组，进⼝Vensys变桨系统使⽤的超级电容电压为（）A．60 V ACB．60 V DC机型:100/2500; 所属题型系统:进⼝Vensys; 题型阶段: 运维; 题型: 单选11、⾦风2.5MW机组, 偏航刹车摩擦⽚⽆沟槽、裂纹。
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DP总线 (3)
3×400V AC供 电
4×2.5mm2
x5b x5a x10ax10b x5c Pitchbox1 x10c
x9 x8 x6 x7
3×400V AC供 电
4×2.5mm2
安
DP总线
全
(3)
链
DP总线 (3)
x5b x5a x10a x10b x5c Pitchbox2 x10c
x9 x8 x6 x7
压信号。 • 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。
5.1、倍福BC3150模块
总线控制器BC3150，通过K-BUS总线扩展技术， 可连接多达255 个总线端子。
2、变桨变频器AC2
• 型号：4-BMOD2600-6 • 额定电压：60VDC • 总容量：125F • 总存储能量：150kJ • 四组串联 • 单组电容电压：16VDC • 单组电容容量：500F
相比密封铅酸蓄电池作备用电源的变桨系统，超级电容的变桨控制系统具有下列优点： a、充电时间短；
bc、、交超流 级变 电直 容流 随的 使整 用流 年模 限块 的同 增时加作，为容充量电减器小，的无非须常再小单；独配置充放电管理电3路、；超级电容
Profibus DP
自动/手动切换
状态
Beckhoff I/O system
向0度变桨
向90度变桨 手动控制 状态
电压信 号
控制 A10电压/电
DC 24V DC/DC 变换
DC 24V
DC/DC 变换
温
状
控
变
电
度
态
制
桨
机
信
信
命
速
温
号
号
令
度
度
信息
命令
流转换
Pt100
Hale Waihona Puke 风扇电源开关开关电源
DC 60V
2×1mm2 91°限位开关 8×1mm2
3×35mm2 Motor 10×1mm2
2×1mm2 91°限位开关 8×1mm2
Encoder旋编
1、变桨柜之间连接Enco线der旋示编 意图
2-3×1mm2
87°、5° 接近开关
电机控制 及信号线
2-3×1mm2
87°、5° 接近开关
电机控制 及信号线
• 输入电压：400VAC(+/-15%)
• 输出电压：60VDC
• 输出电流：80ADC
优点：
• 效率高； • 体积小；
1、直流充电器NG5
• 充电时间短；
• 充电不受交流电源变化的约束；
• 能够提供理想的充电曲线。
• IMS功率模块，Flash内存，微处理器控 制，Can Bus
• 型号：Zapi AC-2 • 电力电子器件：MOSFET • 开关频率：8kHz • 额定直流输入电压：60VDC • 最大输出电流：450A
它是每个变桨控制系统的核心，其内部有变桨控 制程序。
该模块一方面负责变桨控制系统与主控制器之间 的通信，另一方面负责变桨控制系统外围信号的
采集处理和对变桨执行机构的控制。
紧急状态下（例如变桨控制系统突然失去供电或 通信中断），三个变桨控制柜中的控制系统，可 以分别利用各自柜内5超、级倍电福容BC存31储50的及电其能他，模分块别
3×400V AC供 电
4×2.5mm2
DP总线 （3）
x5b x5a
x5c
Pitchbox3
x9 x8 x6 x7
3×35mm2 Motor 10×1mm2
2×1mm2 91°限位开关 8×1mm2
Encoder旋编
2-3×1mm2 87°、5° 接近开关
电机控制 及信号线
3×35mm2 Motor 10×1mm2
d、寿命长； e、无须维护； f、体积小，重量轻等优点； g、充电时产生的热量少。
• 将电容电压（高电压60V、低 电压30V）转换成倍福模块能 够检测的电压范围内。
• 将AC2变频器的OK信号进行转 换。
4、电容电压转换模块A10和倍福KL3404模
• KL3404模拟量输入模块。 • 处理-10 V～+10 V 的电
后，不能再变桨。
强制手动变桨：调试、维护；34只、叶变片桨都控可制以方朝式0度 变桨，不受86度限制；叶片能在任意桨距角范围内
任意转动。
注意：强制手动模式时，操作不当对机械部件和人
哈丁接头
滑环
5、变桨系统与机舱的连接
控制柜内部电源及控制检测部分: 1、直流充电器NG5 2、变桨变频器AC2 3、超级电容
4、电容电压转换模块A10和倍福KL3404模块 5、倍福BC3150及其他模块
6、温度传感器Pt100和倍福KL3204模块
控四制、柜变外桨部系驱统动主及要检测部部件分:
7、变桨电机 8、旋转编码器和倍福KL5001模块
9、5°和87°接近开关
• 型号：Zivan Battery Charger NG5
对三个叶片实施90度顺桨停机动作。
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。
每个模块都有自己的DP地址，三个变桨柜分别为 41、42、43（十进制）。
Vensys变桨系统培训课件
一、变桨系统的机械结构
目录
二、变桨距控制的目的
三、变桨系统的介绍
四、变桨系统主要部件
五、变桨系统的维护和故障诊断
控制系统
一、变桨系统的机械结构
在风力发电领域中应用的几种控制方式： 定速定桨控制(FSFP) 成本低、功率曲线较差 定速变桨控制(FSVP)
叶轮转速基本保持不变、额定风速以上可以实现恒功率
DC 0V
变桨逆变器AC2
叶
UVW
片
2、变桨系统电气回桨 距 路图 角
电机 刹车
变桨电机
旋转编码器
91
87
度 5度 度
限
接接
位
近近
开
开开
关
关关
3、变桨系统特点
变桨控制系统实现机组的变桨控制，在额定功率以上通过控 制叶片桨距角使输出功率保持在额定状态。
自动变桨：正常工作，程序控制；
手动变桨：调试、维护；只有当两只叶片的位置在 86度附近，第3只叶片才能朝0度变桨；若要维护某 一叶片，如叶片朝0°方向变桨，其桨距角不能小 于5°，如叶片朝90°方向变桨，当碰到限位开关
二、变变桨速距失控速制控的制目(V的SFP)
额定风速以下可以实现最优Cp、但额定风速以上功率曲线较差 变速变桨控制(VSVP)
定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风速，这样可跟踪最优Cp；额
相同容量的定桨距和变桨距机组功率曲线的对比
三、变桨系统的介绍
滑环
3×2.5mm2
DP总线 (3)
安 全 链