SSB变桨系统的基础知识(共16页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上SSB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225

2、VDC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；91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91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: l 风机PLC和SSB变桨系统之间的接口为Profibus-DPl 叶片动作的三

3、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CAN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：l 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；l 风机主控给定的EFC位被置0；l 安全链断；l 编码器跳变。执行过程：开始紧急的动作数据输入DCTransD的“X 3:4 BBA” 和上电变流器的 “X

4、 2:13 RFG”并且225VDC 的备电电源有效。 EFC指令复位使7K1“电源”继电器得电，信号输入到“BBA”。所有的叶片依靠独立的备电系统并独自加速向91状态位置移动。 当限位开关被压下后，必须使用bypass旁路按钮才能进行变桨（自动/手动）操作。图片：“紧急(EFC)的动作”功能简图下面进行速度描述:图片。 5.3: 紧急动作 加速功能 描述变流器DCTransD的叁数设置到速度 v 1和 v 3 以及时间t 1 和 t 2。 变桨将根据叁数设定速度和时间的值停到91或 95限制开关位置并且-8K1继电器释放。 例子:速度参数 v 3 被调整到 0/s。 t 1 和 t2时间值调

5、整后动作将被停止。v 1=7/s/t 1=2 secv 2=5/s/t 2=17 sec v 3=0/s 叶片动作的最大的时间是19 秒。 注意: 在操作期间循环“紧急的动作”是速度控制的。 位置编码器的数据不起作用。 2.3 “手动”操作模式只有叶片在停车位置才能操作。 在变动第二片叶片之前, 确定第一叶片又在停车的位置。2.3.1 变桨控制器 LD-SSB-2 因为风电机组控制电机驱动叶片，马达控制器是独立的。每个桨叶有两个旋编：电机轴侧旋编编码器A和齿形带侧旋编编码器B。系统默认以电机轴侧旋编编码器A进行控制。编码器数值的有效范围为-598。当编码器A的范围超过此限值时，会报变桨位置超限

6、故障，并触发急停。每个控制器有相应的AI通道测量需要的温度值。2.3.2 控制手柄 一般的说明: 叶片由 3个功能键手动(jogging)操作: S1: 选择转变操作模式: “自动” 或 “手动” S2: 手动操作向前/ 向后，rev为向0度方向变桨，fwd向90方向变桨。S3: 选择手动操作速度，快速为2.4/s，慢速为1.2/s。H1: 指示操作状态“手动”图片。 5.4: 遥控设备单元2.3.3 “变桨范围超限” 因为每个叶片动作范围是 -598。 超过限值，将引起立刻停止动作。将会是产生“变桨范围错误”的错误信息: 对“正常”操作模式 (自动状态) 重新开始并且重新设定错误信息，以下的

7、程序必须被运行:l 置位安全链中的“bypass limit switch”信号。 l 将桨叶变至91。l 复位安全链中的“bypass limit switch”信号。l 将手柄打到自动位置。 2.3.4 编码器清零 只有在任意两个叶片在91限位位置，即91限位被触发时，才能对第三个桨叶用手柄执行手动变桨。当叶片被人工移动到它的机械零点时进行参数设置。 当这样做的时候, 为了要排除计算范围溢出, 传感器一定要设定在黄色按钮操作的计算范围，按钮位于传感器后面的一个螺丝帽下面。按钮在绝对值感应器上的螺丝帽后面 图片。 5. 6: 感应器按钮用软件开始对应叶片的参数设置键入“校正”。 在“机械校准

8、”之后, 现在的角度值自动地被清到零点。 显示的真实角度值现在必须是 0 。 参数设置就完成了。 3 SSB柜体的组成轴柜 电容柜3.1变桨系统组件1. 每一个变桨电机一套停车刹车，测速电机, 绝对值变送器（旋编）和强制的空气-冷却2. 一套在市电断电或触发急停模式时的后备电源超级电容器3. 有着充电控制和电池电压检查的电池充电器4. 一个三相的DC-Link变流器, 4 象限的叶片变桨伺服直流马达5. 自动的叶片变桨控制系统 (变桨控制器)3.2 技术上数据 /特性1. DCtransD 用三相电源供电的变流器, 一路直流供电和一路直流输出。2. 将超级电容挂在直流母线上作为后备电源，并通过

9、集成功率二极管驱动直流变桨电机（直流串励电机）。3. 在发电机运行中能量流动通过刹车斩波器内部/外部的附加电阻限制。3.3DCTrans 介绍直流电机直流斩波流三相400V 从滑环来的三相400V交流电源，通过三相桥式整流变成直流电，供给直流电机，通过控制直流电流的大小改变控制电机的转速。限位、安全保护信号通过7K1送到CAN通信接口输出电抗器波三相电源滤波器电容供电3.3.1正常模式三相电源通过一个限流电阻给DCTransD供电，启动完毕，通过7K4旁路启动电阻。外部保护信号通过7K1给到DCTransD,当外部保护时7K1动作造成DCTransD,转换到紧急模式。DCTransD和变桨控制

10、器S100通讯，通过CAN-BUS端口。3.3.2紧急模式当电网断电或触发急停时，DCTransD转换到电容供电，电容225V直流电源通过5F2、5F3供为DCTransD供电，将桨叶快速顺桨至91。3.5充电单元-概念1、 充电单元对每个模块执行的温度检查，极性翻转和过压检测。2、 充电过度，过热和极性翻转将造成充电停止3、 电容量测量和极限的检查4、 独立继电器给接触器发信号（UC OK/redy）5、 2个连接计算机(EIA 485)的串口(为了数据交换、参数分配、服务功能、远程监控，等等)3.5.1充电单元诊断1、 独立继电器发信号给接触器UC OK:意味着如果UC模块与或者或的设置没

11、有错误的情形。Ready：意味着如果UC模块与或者或的设置没有错误的情形和UC模块充满电。2、 LED灯介绍Mains ok (绿色LED):LED亮的条件是供电在允许范围之内（400VAC土15%）UC charger（黄色LED）:LED亮的条件是当一直充电仍然没有充达到额定输出电压。UC charger（绿色LED）:LED亮的条件是已经达到额定电压。它又达到超出最小输出电压（Ubmin）的极限。Error(红色LED)：如果以下条件达到l UC模块的过温l UC模块充电达到极限以下l UC模块极性翻转l UC模块过压l 系统配置错误3.6安全链1、 两个硬件安全链信号来自风机主控PLC

12、2、 一个附加的软件安全链信号，由DP总线信息数字量输出给3K2接触器的方式决定。3、 2通道安全链继电器3K1的状态决定安全链信号。4、一路软件安全链，通过3K2控制安全继电器3K1。总线通信故障和编码器跳变也能触发软件安全链软件。4 SSB电机介绍4.1 SSB电动机是直流电机4.2 直流的电机的接线SSB的电机内部设置了短接线（见3、4端子），主要是检查C1插头是否插接牢固可靠，如果有一个插头连接不好将会报pilot故障，即接线故障。电磁刹车测速电机变桨电机旋编SSB电机散热风扇哈丁头脱落检测5 主要后备系统介绍51 冗余的24VDC电源系统当安全链动作或者电网断电后，每个柜内的3T1将

13、超级电容的225VDC转换本柜的24VDC控制电压。5.2 电网正常时的24VDC的供电电网正常时通过2#轴柜的400VAC变24VDC模块2T1，同时给三个变桨轴柜提供24V直流电源，保证辅助电路的继电器和模块正常工作。6 SSB模块设定介绍6.1 24VDC供电模块紧急24VDC供电模块3T1，每个轴柜各有一个。这个模块在紧急模式电容供电时给本轴柜提供24VDC电源。6.2正常24VDC供电模块这个模块装在2#轴柜上，在电网正常时，把400VAC转换成24VDC供给三个轴柜的辅助电路继电器和模块使用。6.3电池电压检查模块这个模块负责检查电池（超级电容）电压，依图纸进行设定。6.4电网电源

14、检测模块这个模块检测电网电压值和相序，依图纸进行设定。6.5温度继电器11A1、12A1是两个温度检测继电器，外接PT100。依图纸进行设定。用来保证各柜体的温度在正常范围内。 6.6时间继电器用来柜内设置加热时间，设定60分钟。用来设定加热时间。6.7通讯模块6.7.1 通讯和配线为了在主机和变桨系统之间通讯, PROFIBUS-DP外部总线接口模块是使用在终端MCFB的主版通讯卡(板卡地址0)，外部总线地址在接口模块(参考分别描述)调整6.7.2 S100（14A1）介绍14A1就相当于一个子站，带有数字和模拟信号的I/O口，带有通讯CAN-BUS内部通讯接口，其中在1#轴柜的14A1上增

15、加了MCFB的主版通讯卡。和外部程序进行PROFIBUS-DP通讯。6.7.3 DcctransD与S100的通信控制板S100（14A1）和电机驱动器DCtransD(5A1)间的通信，通过CAN-BUS实现。6.7.3.1通讯模块S100（14A1）主站的地址设置。6.7.3.2 1号柜控制板S100地址设置6.7.3.3 2号柜控制板S100地址设置6.7.3.4 3号柜控制板S100地址设置7 温度继电器和短路按钮这套设备只有3#轴柜才有，所有230V加热电源都是通过3#轴柜供给。温度继电器设置加热温度到10度轴柜才能正常工作，当需要测试的时候可以通过1S1按钮旁路温控继电器1A1。8 识图方法Ax/1L1：AX1/N：Ax1/L1：Ax1/L+:Ax/UB+：Ax/UB-：专心-专注-专业