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SSB変桨培训
SSB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。
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=2sec
v2=5°/s/t2=17sec
v3=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“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
直流斩波流
三相400V
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。
限位、安全保护信号通过7K1送到
CANⅡ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
●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、1SSB电动机是直流电机。
4、2SSB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
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、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
6.7.3控制板S100(14A1)和电机驱动器DCtransD(5A1)间的通信,通过CAN-BUSⅡ实现。
6.7.3.1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
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。
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