1 SS B 变桨系统培训
一 系统简介
1 原理结构
SSB 变桨系统是一个直流的伺服系统。通过总线,它接收的控制命令只有: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
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:
●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CA NⅡ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“X 3:4 BBA” 和上电变流器的“X 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时间值调整后动作将被停止。
v 1=7°/s/t 1=2 sec
v 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-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“bypass limit switch”信号。
●将桨叶变至91°。
●复位安全链中的“bypass limit switch”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。
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,并通过集成功率二极管驱动直流变桨电机。
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
从滑环来的三相400V交流电源,通过三相桥变成直流电,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。
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
● 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
限位、安全保护信号通过7K1送到
CAN Ⅱ通信
●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PLC
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 SS B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电网正常时通过2#轴柜的400V AC 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
测速电机
电磁刹车
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400V AC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。
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。
6、6时间继电器
用来柜内设置加热时间,设定60分钟。
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上增加了MCFB的主版通讯卡。和外部程序进行PROFIBUS-DP通讯
6.7.3 控制板S100(14A1)和电机驱动器DCtransD(5A1)间的通信,通过CAN-BU SⅡ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。