MW变桨系统
华锐1.5MW变桨程序安装步骤
1. 安装变桨软件。
检查变桨系统的安装软件的版本是否是最新的，如不是最新，需要重新下载程序。
PC机需安装了V56_Base.exe的软件（安装正常后出现COMBIVIS5，CP Mode 两种快捷方式）才能进行程序的下载。
以变桨控制柜HC400的变频器程序的更新或下载为例介绍下载步骤：
a) 使用KEB数据线连接变桨变频器和PC。
注：不能带电插拔KEB数据线;连接到PC机的端口和程序中设置的通讯端口要一致。
b) 双击COMBIVIS5，出现如下窗口，点击“Yes”。
跳出如下窗口，点击“Yes”(由于下面的截图是在没有连接变频器的情况下的窗口，如果在线连接变频器，上面的文字信息将有所不同) 。
出现如下对话框：选择“F5-S/V2.80 4000rpm”，点击“ok”。
c)．在“File”菜单下点击选择“Open...”选项，↙；
在弹出对话框中选择“Parameter_Pitch_3004_Blade1.dw5”选项,打开；
在如下对话框中选择“否”选项,
显示如下：
点击“”或者在如下菜单中选择“Download to inverter”
之后经确认键，就开始下载程序到变频器中，显示如下进程图框：。
金风MW机组整机介绍
技术参数
GW108/2000kW
额定功率：
2000kW
上网逆变输出电压： 690V
叶片： 叶轮直径： 扫风面积：
Sinoma52.5或类似叶片
108 m 9038.7m2
轮毂高度（推荐） ： 80m、100m、120m
额定转速：
14rpm
额定风速(标准空气 密度理论值)：
9.5m/s
切入风速：
切出风速(10分钟均 值) ：
变桨轴承
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。
密封圈
与叶片联接 密封圈
与轮毂联接
三、叶轮变桨系统
变桨驱动装置
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响和 绕组温度检测传感器的伺服电动机。
变桨电机
驱动轴 变桨减速器
二、机组的整体机械构造
金风机组的主体部件图
二、机组的整体机械构造
整机侧剖视图
二、机组的整体机械构造
三、叶轮变桨系统
叶轮变桨系统组成
导流罩
变桨齿形带
变桨轴承
变桨控制柜
变桨轮毂
接近开关和 限位开关
三、叶轮变桨系统
叶轮变桨系统组成
变桨控制柜
变桨轴 承
传感器 支架
变桨驱动
齿形 带
胀紧度 调节压
板
三、叶轮变桨系统
金风1500千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧功率单元 网侧功率单元 主断路器
AC
DC DC
DC
AC
690 V
进线电缆 f = 50 Hz
10 / 35 kV f = 50 Hz
变桨系统原理及维护方案
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。
金风1.5MW Vensys变桨系统
金风 1.5MW Vensys变桨系统摘要：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。
现场NG5主要有两种，一种意大利生产的，型号为Zivan Battery Charger NG5，其工作的投入与切出完全取决于超级电容的电压，控制器检测到超级电容电压低于58V时开始充电，电容电压达到60V停止充电。
REE1.5MW变桨系统PBS充电规范
40V。（此过程约需要 4 个小时时间）
2.2.2 采用 DH1718E-6双路数显直流稳压电源 1. 将两组电池（6 块）并联起来（注意：在并联电池的时候要首先将全部负极并联起来，之
2
天津瑞能电气有限公司
REnergy Electric Tianjin Ltd.
2 操作步骤
2.1 将电池从轴箱内取出 操作之前需确认电压是否安全！ 1. 拆除PMC 模块上的X1 至X6 接口上的连接器以及PMM 模块上的X11 至X15、X17 和 X20 接口上的连接器。 2. 拆除 PMM 上 X19 的连接器。
4
天津瑞能电气有限公司
REnergy Electric Tianjin Ltd. 10. 打开电池开关，在未插入PMM 的X19 连接 器上检测电池组的电压和极性。 11. 如果一切正常，关闭电池开关，将X19 连 接 器插入 PMM 模块。
3. 拧下横梁上的螺栓并抬起横梁。 4. 对于已安装的加热器：断开加热 器与上面电池组PMC 面的电缆 连接，然后按下按钮并从端子处 拔出电缆 5. 拆下A 电池组上的全部负极导 线。 6. 拆下A 电池组上的全部正极导 线。 7. 拆下B 电池组上的全部负极导 线。 8. 拆下 B 电池组上的全部正极导线。
9. 剪开导线上的扎带。 10. 拧下电池上支架的螺栓后摘下支架。 11. 打开A、B 电池组侧面的扁平线缆夹子，取下扁平线缆。（按下线缆夹两侧的按键， 取出 线缆）。 12. 将A 组电池小心的取出。 注意：不要用螺栓或者其他的尖锐物将电池加热垫划伤，因为这样会造成电池加热垫 的损坏。 13. 从PMM 引出的扁平线缆被连接在B 电池组的下部，在拆卸工程中应将其拆下。 14. 将 B 组电池小心的取出。
1.5MW风机变桨说明
1.5MW风机机组风轮系统说明风轮系统风轮系统是机组的重要部件，其主要作用是吸收风能。
它由三片桨叶、轮毂以及变桨系统组成。
风轮参数桨叶桨叶采用玻璃纤维复合材料制成，表面覆盖有防护层，具有较强的抗低温和抗风沙性能，迎风缘也作了防磨损处理，桨叶除了支撑本身重量，抵抗一定的拉伸、弯曲变形破坏外，更重要的是要能最大限度的吸收风能，每片桨叶往往包含有多个翼型，他们是通过空气动力学研究结果来设计的，能保证风能利用率并优化机组所受载荷。
为了更好的保护机组免遭雷电破坏。
桨叶顶端装有接闪器，闪电电流可以经过预埋在桨叶内部的避雷线流向塔架。
机组内设有放电机构，并有可靠的防雷接地及浪涌保护装置。
轮毂轮毂是支撑桨叶、连接主轴的重要零件，它是按带有星型和球型相结合的铸造结构来设计、生产的。
这种轮毂的结构实现了负荷的最佳分配，同时具有结构紧凑，质量轻的优点。
轮毂的材料采用高等级球墨铸铁，它具有优良的机械性能。
轮毂主要参数及技术要求：材料：QT350-22AL(低温型)；QT400-18AL(常温型)涂层：HEMPEL 油漆轮毂采用整体、树脂砂模铸造，加工面饱满，非加工面光滑圆顺。
变桨系统1.5MW风力发电机组为了能合理利用风能资源采用变桨系统，同时能有效控制机组功率，在超过额定风速运行时，若不能进行相应的控制，会导致功率飙升，严重影响风机的损耗，变桨控制系统可以通过变桨的方式使机组功率限制在额定功率附近，且能使机组处于良好的受力状态，减小冲击载荷。
1.5MW风力发电机组的桨叶和轮毂通过变桨回转支撑连接，变桨传动设备及其控制装置集成在轮毂之中，变桨系统中还安装了一套世界先进的自动润滑装置提供变桨轴承的润滑，保证变桨可靠，运行平稳。
变桨的另外一个作用是制动，需要制动时，桨叶完全顺桨，不再产生强大的驱动风轮旋转的气动力，1.5MW风力发电机组采用三片桨叶独立变桨方式运行，即使有两片桨叶变桨机构失效，单个变桨机构也能是机组降低安全转速范围内，变桨系统中还采用了备用电池，即使电网失电，仍能顺利执行变桨动作。
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。
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。
1.5MW风机变桨系统故障分析及具体措施
1.5MW风机变桨系统故障分析及具体措施摘要风力发电作为现阶段电力能源供应系统的重要的构成部分，发电机组通常需要在高温、沙尘等恶劣环境下运行，风向、风速、风力与温度环境等特别容易受外力因素影响，所以其设计具有随机性、多变性与间歇性等方面的优点，风机系统在交变负载的影响下，容易出现故障问题。
变桨系统是风力发电的重要技术，分为液压变桨与电动变桨等形式，液压变桨系统的常见问题包括超限故障、不同步故障等；电动变桨运行系统主要的故障问题为电气回路、变桨电滑环以及后备电源等出现损坏，检修与管理人员应结合具体故障原因，采取针对性的处理方式。
1.变桨系统日常的巡检与维护1.1变桨轴承的基础保养(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。
(3)检查变桨轴承齿面情况。
(4)按运行规定定期润滑变桨轴承。
(5)定期紧固变桨轴承螺栓。
1.2变桨驱动电机的基础保养（1）定期检查变桨驱动器装置表面清洁度。
（2）定期检查变桨驱动器装置防腐涂层。
（3）定期检查变桨电机是否存在过热、有异常噪音等情况。
（4）定期更换变桨减速器齿轮箱油。
（5）定期紧固变桨驱动器螺栓。
（6）检查变桨电机接线是否存在老化1.3变桨限位开关的基础保养（1）定期检查限位开关灵敏性，是否存在松动现象。
（2）定期检查限位开关接线是否良好，并对其进行触发测试（3）定期紧固限位开关螺栓。
1.4变桨主控柜和超级电容柜的基础保养（1）定期检查变桨主控柜与轮毂之间的缓冲器是否存在磨损现象。
（2）定期检查变桨主控柜与动力电缆接头是否牢固、磨，电缆桥架是否变形、断裂。
（3）定期紧固控制柜与支架的螺栓。
（4）定期检测超级电容电压是否正常。
（5）定期检查变桨控制柜风扇是否正常运行，滤网有无堵塞。
（6）定期检查防雷模块接线有无松动，是否存在放电灼伤痕迹。
（7）定期检查控制柜门锁是否完好。
2.变桨类故障分析及处理方法2.1变桨角度不等同：由于B编码器是机械凸轮结构，与叶片的变桨齿轮啮合，精度不高且会不断磨损，在有大晃动时有可能产生较大偏差，因此先复位，排除故障的偶然因素;如果反复报这个故障,进轮毂检查A、B编码器,检查的步骤是先看编码器接线与插头，若插头松动，拧紧后可以手动变桨观察编码器数值的变化是否一致，若有数值不变或无规律变化，检查线是否有断线的情况。
MW级风力发电机液压变桨系统的研究的开题报告
MW级风力发电机液压变桨系统的研究的开题报告一、选题背景近年来，随着全球环保意识的增强，风电的发展越来越受到关注。
风力发电机作为最常用的风电发电设备，可以将风的能量转化为电能。
同时，风力发电机的装机容量不断提高，其中MW级的风力发电机已经成为发展的趋势之一。
在MW级风力发电机中，液压变桨系统作为重要的控制装置之一，对于提高机组的可靠性和发电效率有着重要的作用。
二、研究内容和目的本研究将针对MW级风力发电机的液压变桨系统进行研究。
研究内容主要包括变桨系统的结构和工作原理，系统的控制方法，以及系统的故障分析与处理等。
通过对MW级风力发电机液压变桨系统的研究，可以为提高机组的可靠性和发电效率提供技术支持，也可以为后续的相关研究提供参考。
具体研究目标如下：1、掌握MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理，了解系统中各部件的功能和作用。
2、研究液压变桨系统的控制方法，包括控制策略、控制器和传感器等，了解控制系统的工作流程和关键技术。
3、分析液压变桨系统的故障原因和故障处理方法，包括系统的故障诊断和维护保养等。
三、研究方法本研究主要采用文献调研和实验研究相结合的方法进行。
首先通过查阅相关文献，了解MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理，掌握系统的控制方法。
然后，通过实验研究，对系统的性能进行评估，确定系统优化方案，提高系统的可靠性和发电效率。
四、预期成果本研究的预期成果包括：1、对MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理进行深入了解，并掌握系统的控制方法和故障处理方法。
2、评估液压变桨系统的性能，确定系统的优化方案，提高系统的可靠性和发电效率。
3、为MW级风力发电机液压变桨系统的后续研究提供技术支持和参考。
金风2.5MW机组变桨系统基础知识培训
一、金风2.5MW机组叶片的机械结构及电气分布
一、金风2.5MW机组叶片的机械结构及电气分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 超级电容
模块
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨滑环
金风2.5MW机组变桨系统培训
目录
一、金风2.5MW机组叶片的机械结构及电气分布 二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布 三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 四、金风2.5MW机组变桨控制系统的电气控制原理 五、金风2.5MW机组变桨控制系统的维护常识
一、金风2.5MW机组叶片的机械结构及电气分布
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨滑环
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨电机
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨旋转编码器
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨旋转编码器
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
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)
变桨培训(MOOG)知识讲解
采集转换 5秒吸合一次 采集轴三 和轮毂温度
26
温度变送器
Pitchmaster X2:3、4
Pitchmaster X2:5、6
电压检测模块
电池柜:蓄电池
直流回路 供230V直流电
轴柜:Pitchmaster正常 轴柜:安全链闭合接触器 17
4、变桨回路
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
直流回路
分流电阻 主控柜：主电400V
18
变桨电机
正常变桨
AC500输出直流电
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
Pitchmaster: 主电断,维持一段时间
Pitchmaster 电子刹车
5
变桨系统结构原理图
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
6
三、电气原理讲解
1、供电回路 2、PLC及通讯回路 3、安全链回路 4、变桨回路 5、其它重要电气回路
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
7
1、供电回路
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
滑环-轮毂400V
充电器AC500
4
二、变桨系统整体结构组成
国电联合动力技术有限公司 国电风电设备调试所
MOOG公司风力发电机组的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。
轴柜：变桨驱动器 pitchmaster
变桨系统的工作原理
变桨系统的工作原理
变桨系统是风力发电机组中的关键部件，其工作原理是根据风机的转速和风向来调整风机叶片的角度，以最大限度地利用风能并提高发电效率。
变桨系统包括传感器、控制器和执行机构三个主要部分。
传感器用于监测风机的转速和风向情况，控制器根据传感器的反馈信号，判断并采取相应的控制策略，最终控制执行机构来调整叶片的角度。
在变桨系统中，传感器通过测量风机转速和风向来获取相关的数据。
转速传感器通常使用磁敏传感器或光电传感器，能够测量风机叶轮的旋转速度。
风向传感器可以是基于风向传感器或风向电子罗盘，用于判断风的方向。
控制器是变桨系统的核心部分，它根据传感器的反馈信号进行数据处理和判断，采取相应的控制策略来调整叶片角度。
常见的控制策略包括最大功率跟踪控制（MPPT），即调整叶片角度以使风机输出功率最大化；以及风机保护控制，即在高风、低风或故障情况下保护风机的安全运行。
执行机构是根据控制器的指令来实际调整叶片角度的部件。
常见的执行机构包括液压执行机构和电动执行机构。
液压执行机构通过控制液压系统来调整叶片角度，电动执行机构通过电机驱动来实现叶片角度的调整。
综上所述，变桨系统通过传感器监测风机转速和风向，控制器
根据传感器反馈信号来采取相应的控制策略，最终通过执行机构调整风机叶片角度，以实现有效利用风能并提高发电效率的目的。
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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；
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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
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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。
2MW变桨系统培训
2MW风力机组变桨系统介绍上海电气风电设备有限公司技术部1.变桨组成2.变桨的功能与原理3.变桨的工作过程4.变桨调试5.变桨故障排除变桨系统的组成MOOG（LUST）6柜系统，系统比较紧凑，节省空间，但维护空间小。
变桨系统的组成1. 中央控制单元：在轴柜3中，由PLC（BECKHOFF）或专用控制器构成的变桨控制器，并配备了HMI操作屏。
功能：负责风机主控系统与变桨系统的通讯（信号，指令和工作状态的传送）2. 轴控单元：分布在各轴柜中，以伺服驱动器为核心的驱动单元（PITCHMASTII）功能：接受由中央控制单元的指令，通过驱动电机调节/转动桨叶到指定角度3. 蓄电池/超级电容单元：分布在各电池柜，由蓄电池组/超级电容构成的后备电源功能：在电网失电或系统故障情况下，蓄电池/超级电容驱动系统驱动桨叶到安全位置。
4. 驱动电机，限位开关，绝对值编码器，5. 润滑系统：在轴柜3的上部，分为变桨轴承润滑和变桨内齿润滑，由风机主控控制。
变桨系统的组成变桨系统的组成变桨系统在风机中的功能和原理基本功能:1）通过改变风机的桨叶角度来调节风力发电机的功率以适应随时变化的风速;2）保障风机机组安全工作原理:1）变桨系统接收风力发电机组主控系统的指今, 调节、转动风机的叶片到指定角度:-在额定风速之下，将桨叶全开，最大限度捕获风能，保证空气动力效率-达到及额定风速之上，根据主控器指令调节叶片角度，保证机组的输出功率。
2）超过安全风速时或紧急情况下, 旋转桨叶到安全位置,保护风力发电机组, 实现安全停车功能变桨工作过程变桨系统调试1.接线及送电前检查2.送电检查相序，闭合所有开关。
3.测试轮毂润滑4.风机校零5.紧急顺桨及电机风扇加热系统测试6.轮毂内温度传感器及柜内风扇测试接线及送电前检查1）需要连接的线有轴柜1中，400V和230V电源线；轴柜3中信号线和通讯线。
2）检查轴柜和电池柜内部接线是否良好，柜与柜之间接头，限位开关、编码器接头连接是否牢固。
1.5MW风电机组变桨系统编码器安装、使用指导书
目录1. 编制目的 (1)2. 适用范围 (1)3. 安全注意事项 (1)4. 编码器工作原理 (1)4.1 旋转变压器 (2)4.2绝对式编码器 (2)5. 编码器安装 (4)5.1 机械安装 (5)5.2 电气安装 (8)1. 编制目的编码器作为变桨系统的重要组成部分之一，被用于测量变桨角度及变桨速度，并将测量值反馈至变桨控制器和变桨驱动器，参与变桨系统桨叶控制。
编码器作为一种精密设备，按照相应的安装使用规范仔细安装，能够降低故障率，保证编码器运行的长久性。
为指导现场服务人员对于变桨编码器的安装和使用，特编制本指导书。
2. 适用范围本指导书适用于东汽风力发电机组变桨系统编码器的安装使用工作。
编码器的安装、使用人员必须详细阅读本指导书，以便按照相应规范安装、使用编码器。
3. 安全注意事项●进入变桨系统安装编码器时必须锁定轮毂销！●进入桨叶处进行B编码器安装时必须关闭相应桨叶轴控柜的3*400V电源开关和电池供电开关！●更换编码器必须实在系统断电的情况下进行4. 编码器工作原理变桨系统采用A/B编码器的形式。
A编码器即变桨电机轴端编码器采用旋转变压器加绝对编码器，用以测量变桨电机的旋转速度和位置,旋变主要用于变桨伺服驱动器的速度控制。
B编码器通常采用绝对值式编码器，用以反映叶片的当前角度位置，主要作校对用。
4.1 旋转变压器旋转变压器是一种将转子转角变换成与之呈某一函数关系电信号的元件。
旋转变压器在结构上与绕线式异步电机相似，定转子均有冲有齿和槽的电工钢片迭成，为了获得良好的电气对称性，以提高旋转旋转变压器的精度，一般都设计成隐极式，定、转子之间的气隙是均匀的。
定子和转子槽中各布置两个轴线相互垂直的交流分布绕组。
定子绕组为变压器的一次绕组，转子绕组为变压器的二次绕组。
旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于旋转变压器的原边、副边绕组随转子的角位移发生相对位置的改变，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系。
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三、变桨系统的硬件组成
变桨控制柜内的布局
变桨系统分布结构
变桨电机1
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
变桨电机2
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
变桨电机3
90度限位开关 0度接近开关
旋转编码器 电磁刹车 动力电源线
变桨柜1
滑环
连接器
Profibus DP
Beckhoff I/O system
电压
DC
温 状控 变
电流
24V
度 态制 桨
电
信号
信 信命 速
机
A10电压/ 电流转换
DC/DC 变换
风扇
号 号令 度 Pt100
温 度
电源开关
DC 60V 开关电源
DC 0V
变桨逆变器
UVW
电
机 刹
变桨电机
车
叶
片
电机
桨
转速
距
反馈
角
旋转编码器
线路连接
滑环
3×2.5mm2
DP总线
安 全
(3)
链
DP总线 (3)
安
DP总0V AC 供电
4×2.5mm2
x5b x5a x10a x10b x5c Pitchbox1 x10c
x9 x8 x6 x7
3×400V AC 供电
4×2.5mm2
x5b x5a x10a x10b x5c Pitchbox2 x10c
名称 开关电源
变频器
型号 ZIVAN
额定60V/80A SW:AC2T2IFWMF145_HYSO4
功能及端口定义 功能：将50HZ线电压400V(三相)交流电输入转换为60V直流电输出。 AUX1 C\AUX1 NO=开关电源正常输出信号 ON/OFF=开关电源工作/停止工作信号 LSENSE 电流检测通道 功能：将60VDC转换成三相频率可变的29VAC BATT/-BATT为直流输入,U V W为交流电输出；
x9 x8 x6 x7
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
限位开关
8×1mm2
3×35mm2 Motor 10×1mm2
2×1mm2
限位开关
8×1mm2
3×35mm2 Motor 10×1mm2
X4:5=模块24V电源的接口；X4:9／X4:10=电压检测模拟量输出； X4:11=电流检测模拟量输出 1=旋边电源；3/7=正/负向SSI脉冲输入；5=清零端；8/9=速度和位移 反馈；10=反馈旋边工作正常信号；
额定48V/450A
F3/F9控制变桨电机刹车电磁阀； E5=自动变桨控制信号；F4=自动变桨使能； E12=叶片向0度方向变桨信号；E13=叶片向90度方向变桨信号； F6/F12外部过载信号；
A10自制模块 旋转编码器
功能：采集超级电容高低电压；
X4:4=／X4:3分别采集电容高低60V／30V直流输入电压；
2×1mm2
限位开关
8×1mm2
Encoder旋编
3×1mm2
0°接近开关
电机控制 及信号线
Encoder旋编
3×1mm2
0°接近开关
电机控制 及信号线
Encoder旋编
3×1mm2
0°接近开关
电机控制 及信号线
3.1 变桨系统驱动原理
状态 自动/手动切换
向0度变桨 向90度变桨
手动
控制 状控 态制 信命 息令
变桨电机采用交流异步电机，变桨速率由变桨 电机转速调节（通过逆变器改变供电的频率来 控制电机的转速）。
3.2 变桨系统主要部件:
控制柜内部电源及控制检测部分: 1、开关电源(NG5) 2、变桨变频器(AC2) 3、超级电容 4、A10自制模块 5、BC3150及beckoff模块 6、温度检测（PT100） 控制柜外部驱动及检测部分: 1、变桨电机 2、旋转编码器 3、温度检测（PT100） 4、0°接近开关及90°限位开关
90 0 度度 限接 位近 开开 关关
变桨控制系统实现风力发电机组的变桨控制，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。变桨控制柜主电路采用交流--直流--交流回 路，由逆变器为变桨电机供电，变桨电机采用交流异步电机，变桨速率由变桨
电机转速调节。
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°/s的速率，从0°顺桨到90°。当来自滑环的电网电压掉电时，备用电源直 接给变桨控制系统供电，仍可保证整套变桨电控系统正常工作。相比密封铅酸 蓄电池作为备用电源的变桨系统，采用超级电容的变桨控制系统具有下列优点： a、充电时间短； b、交流变直流的整流模块同时作为充电器，无须再单独配置充放电管理电路； c、超级电容随使用年限的增加，容量减小的非常小； 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。
四、主要元件的功能原理
变桨超级电容
• 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
变桨电机 • 类型：IM3001(3相笼型转子异
步电机) • 额定功率：4.5kW，1500rpm • 最大转矩：75Nm • 制动转矩：100Nm • 额定电压：29V • 额定电流：125A • 额定功率因数：0.89 • 绝缘等级：F • 转动惯量：0.0148kgm2 • 防护等级：IP54
金风1.5MW风力发电机组的变桨系统介绍 Vensys、Lust、SSB
作者：许云鹏
Vensys变桨系统
主要内容： 一、变桨系统的机械结构 二、变桨距控制的目的 三、变桨系统的硬件组成 四、主要元件的功能原理 五、变桨系统的手动操作 六、变桨系统的维护和故障判断
一、变桨系统的机械结构
控制系统
二、变桨距控制的目：
使叶片的角度在一定范围（0度---90度）变化，以便调节输出 功率，避免了定桨距机组在确定攻角后，有可能夏季发电低， 而冬季又超发的问题。在低风速段，功率得到优化，能更好的 将风能转化电能。
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； 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。