風電電動變槳系統

分類：技術教程日期：2009-10-23 15:02:37 來源：廠商

1、產品特點

科遠電動變槳系統基于歐洲合作伙伴十多年風電電動變槳技術研發經驗，采用最新數字技術和各類改進型的設計，與其他廠家的變槳系統相比有如下顯著的優點：
（1）、采用模塊化設計、大規模集成技術，專為每個葉片配置獨特的PMC（葉片驅動控制單元）和PMM（葉片驅動管理單元），通過大幅度減少分立元器件的使用，提高系統的可靠性、服務的便捷性和系統運行壽命。
（2）、PMC基于最新的數字控制技術，通過簡單的調整和設置，可以驅動ACM電機（低成本的異步交流電機），也可以驅動SM（高動態性能的同步伺服電機），另外也可以驅動DC電機（傳統的直流電機）。
（3）、采用創新的電池管理技術，確保其長期惡劣環境運行的可靠性，具有集成管理接口，可再線診斷狀態和壽命信息。
（4）、系統采用寬溫型設計，所有部件的設計都考慮了專門的應用環境需求，可應用于海上、炎熱、或極端的低溫氣候條件，產品不需額外加熱/冷卻裝置的工作溫度范圍為-20°C 到 +50°C。
（5）、對于炎熱的氣候條件系統可以設置風扇冷卻系統，對于極端低溫的環境應可選用電加熱器。
（6）、具有經濟的外形尺寸和重量（和前代產品相比減少了50%）。
（7）、具有CANopen通訊接口，所以通訊、診斷、配置功能都可通過該接口和外部系統通訊。
（8）、圖形化的用戶接口和多語言設置功能。
（9）、設備的啟動和調試無需外部設備，不需要配置Service box。
（10）、通過GL等可靠性認證。

2、系統功能描述

PCS變槳系統如下圖所示包括一個Center Box（中間柜）、三個獨立的Axis Box（葉片變槳驅動控制柜），與其他公司的變槳系統相比，PCS的中間柜設計相對簡單，不采用PLC實現控制功能，僅實現單純的400v電源、UPS電源、CANopen信號線的分發功能，主控柜布置包括：主開關、熔斷器、濾波器、防雷保護等元件，以及其他客戶可能的附加部件。
系統的三個葉片變槳驅動控制柜包括：后備安全系統、驅動控制、電池管理、診斷功能等，通過各自的PMC、PMM模件實現完全獨立，與其他變槳系統相比冗余功能更徹底，具有最佳的可靠性。

葉片變槳驅動控制柜根據客戶選擇的驅動電機類型不同，機柜的接線和布置稍有不同，根據電機的類型不同PCS系統可分為SM、AC、DC三種，基于創新設計的PMM、PMC，PBS等部件，大規模集成技術的應用提高了系統的可靠性，系統展現了一個非常現代的藝術級解決方案。

3、電動變槳系統的安全性

在大型風力機系統中，變槳系統的一項主要功能是擔當機組的主剎車系統功能，作為空氣動力剎車，要求變槳系統的風力機必須具備很高的可靠和安全性能，電動變槳系統通過多種檢測和控制手段、多重冗余設計保證風力機組安全穩定運行。

（1）、完全獨立的三葉片的冗余配置系統
PCS 系統的控制任務在每個葉片上為完全獨立實現，這樣任何故障的出現只會反映在其中1個葉片上，而不影響其他的槳葉的變槳功能。

（2）、冗余編碼系統
在槳葉安裝測位置的絕對值編碼器與電機側的編碼器實現冗余配置，相互校驗槳葉位置和速度信號。

（3）、雷擊和過壓保護
PCS 帶有額外的雷擊保護回路，保護電路故障信號直接送到控制器中，內部含有其他更先進的過壓保護裝置以保證其安全性。

（4）、安全鏈急停EFC信號與CAN-Bus信號并行通訊
EFC信號為獨立于CAN通訊的風機主控系統緊急動作信號，為24V電壓帶電常閉回路設計，一旦該回路斷開，將觸發PCS順槳指令。
上述的1-4足以滿足德國GL相關認證要求指標，其他有關項目符合歐洲的相關安全指標EN954-1。

（5）、PMC和PMM主電路的獨立控制
PMC、PMM單元采用32位RISC處理器，具備完善的自主檢測和診斷報警功能，可通過CAN總線和主控軟件通訊，實現完善的狀態診斷，也可在緊急情況下觸發急停信號，完成自主順槳控制。

（6）、看門狗監視所有主控單元
PCS系統設計有獨立的看門狗回路，監視PMC、PMM、以及通訊回路發生嚴重故障時，看門狗動作引起安全鏈動作和啟動急停環節動作。

（7）、CAN總線的安全
CAN-bus總線與其他串行總線比較，提供多種安全性檢測和保護措施。

數據流自動CRC16校驗
總線非破壞的沖突性檢測
完善的數據流優先級傳送機制
具有心跳監測協議監測各CAN節點安全
緊急數據可以通過Safety-PDO被傳輸

（8）、創新的后備電池系統PBS
系統基于最新一代的鋰電池技術，這些電池體積小，工作效率高，穩定，經濟。具有完善的充放電檢測、運行壽命檢測系統，確保后備電源可靠運行。