【金风风机】4.Vensys变桨系统
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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
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
2×1mm2 91°限位开关 8×1mm2
Βιβλιοθήκη Baidu
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
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
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
风扇
电源开关
开关电源
DC 60V
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
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）。
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
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
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
• 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
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
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
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。
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
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
2×1mm2 91°限位开关 8×1mm2
Βιβλιοθήκη Baidu
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
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
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
风扇
电源开关
开关电源
DC 60V
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
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）。
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
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
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
• 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
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
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
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。