SSB变桨系统的基础知识

1SSB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22.1“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CANⅡ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。执行过程：开始紧急的动作数据输入DCTransD的“X3:4BBA”和上电变流器的“X2:13RFG”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。3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v1和v3以及时间t1和t2。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v3被调整到0°/s。t1和t2时间值调整后动作将被停止。v1=7°/s/t1=2secv2=5°/s/t2=17secv3=0°/s4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-5°~98°。当编码器A的范围超过此限值时，会报变桨位置超限故障，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-5°~98°。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，以下的程序必须被运行:置位安全链中的“bypasslimitswitch”信号。将桨叶变至91°。复位安全链中的“bypasslimitswitch”信号。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5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”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。3SSB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，并通过集成功率二极管驱动直流变桨电机（直流串励电机）。63.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。三相400V直流斩波流直流电机73.3.1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（UCOK/redy）5、2个连接计算机(EIA485)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UCOK:意味着如果UC模块与或者或的设置没有错误的情形。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Mainsok(绿色LED):LED亮的条件是供电在允许范围之内（400VAC土15%）UCcharger（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。UCcharger（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UC模块的过温UC模块充电达到极限以下电容供电三相电源滤波器输出电抗器波限位、安全保护信号通过7K1送到CANⅡ通信接口8UC模块极性翻转UC模块过压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PLC2、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。94、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。4SSB电机介绍4.1SSB电动机是直流电机104.2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。5主要后备系统介绍5．1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。6SSB模块设定介绍6.124VDC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。哈丁头脱落检测SSB电机散热风扇旋编变桨电机测速电机电磁刹车116.2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。126.5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136.7.1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6.7.2S100（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上增加了MCFB的主版通讯卡。和外部程序进行PROFIBUS-DP通讯。6.7.3DcctransD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-BUSⅡ实现。146.7.3.1通讯模块S100（14A1）主站的地址设置。6.7.3.21号柜控制板S100地址设置6.7.3.32号柜控制板S100地址设置6.7.3.43号柜控制板S100地址设置157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-：16