風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1.機(jī)組概述：

水平軸、三葉片、上風(fēng)向、變速變槳距功率調(diào)節(jié)

無(wú)齒輪箱、葉輪直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)

外轉(zhuǎn)子永磁同步發(fā)電機(jī)

機(jī)組額定功率為1500kW

2.GW8M500kW、GW8力500kW

GW82/1500kWGV(/87/1500kW

1500kW1500kW

690V/620V690V/620V

Sinoma40.25或HT43或類似葉

類似葉片片

82.34m87m

5324.9m25909-6112m2

70m75/85m

17.3rpm17.3/16.6rpm

10.3m/s9.9m/s

3m/s3m/s

22m/s22m/s

52.5m/s52.5m/s

-30℃至40℃-3C℃至40℃

-40℃至50℃-4C℃至50℃

20年20年

3.永磁發(fā)電機(jī)及其軸承

3.1前軸承（BT軸承）是雙列圓錐滾子軸承，它具有一個(gè)雙滾道的外圈和兩個(gè)內(nèi)圈，兩內(nèi)

圈之間自一隔圈，可以通過(guò)改變隔圈的厚度調(diào)整釉承游隙。

這類軸承可以在承受徑向載荷的同時(shí)承受雙方向軸向載荷，可在軸承的軸向游隙范圍內(nèi)限制

軸和外殼的軸向位移。主要用于承受以徑向載荷為主的徑向與軸向聯(lián)合載荷。具有承教能力

大，極限轉(zhuǎn)速低的特點(diǎn)。

3.2后軸承（NJ軸承）是單列圓柱滾子軸承，該軸承是內(nèi)圈、外圈可分離的結(jié)構(gòu)。使用銅

合金制保持支架，可以承受一定程度的一個(gè)方向軸向負(fù)荷。

這類軸承特點(diǎn)1.滾子與漆道之間為線接觸或修下線接觸，徑向承載能力大，適用于承受重

負(fù)荷與沖擊負(fù)荷：2.摩擦系數(shù)小：3.對(duì)軸或座孔的加工要求較高，安裝精度要求較高；4.內(nèi)

圈或外圈可分離，便于安裝和拆卸。

4.發(fā)電機(jī)細(xì)部介紹：

兩套3相繞組互差30度電角度；由此帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)：可以消去5次、7次諧波電流，提高發(fā)電

機(jī)效率，降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；

自然空氣冷卻方式：冷空氣通過(guò)風(fēng)道直接吹到散熱疊片上，隨著風(fēng)速增加，機(jī)組的輸出功率

增加，溫度隨之升高。而同時(shí)風(fēng)道內(nèi)冷空氣的流量也會(huì)增加，帶走更多的熱量，冷卻效果好。

磁鋼采用稀土永磁材料，遨場(chǎng)強(qiáng)度高，允許溫升較高，抗退磁能力強(qiáng)。

5.偏航系統(tǒng)機(jī)構(gòu)：主要包括3個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的帶外齒圈的四點(diǎn)接觸

球軸承（即偏航軸承）、偏航保護(hù)以及一套偏航剎年機(jī)構(gòu)。偏航剎車分為兩部分：一部分為

與偏航電機(jī)軸直接相連的電磁剎車，另一部分為偏航制動(dòng)器。

偏航軸承采用“零游隙”設(shè)計(jì)的四點(diǎn)接觸球軸承，以增加整機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，增強(qiáng)抗沖擊載

荷能力。

6.偏航液壓制動(dòng)器：為液壓盤式壓力閘，由液壓系統(tǒng)提供約140?160bar的壓力，使剎

車片緊壓在剎車盤上，提洪足夠的制動(dòng)力。偏航時(shí)，液R釋放但保持24bar的余壓，這樣一

來(lái)，偏航過(guò)程中始終保持一定的阻尼力矩，大大減少風(fēng)機(jī)在偏航過(guò)程中的沖擊載荷。

偏航制動(dòng)器在使用后，需定期檢查偏航制動(dòng)器的摩擦片厚度，當(dāng)摩擦片厚度為2mm左右時(shí)，

需要更換新的摩擦片

/.Meqcon變流控制系統(tǒng)：

適合接入電網(wǎng)的頻率：50由0Hz

電壓：620VAe（+/-10%）；

標(biāo)準(zhǔn)功率因數(shù)：1.0,

無(wú)功功率的調(diào)節(jié)范圍：-0.95~0.95；

運(yùn)行溫度（以外界環(huán)境運(yùn)行為準(zhǔn)）：零下30c~零上50℃；

采用風(fēng)冷散熱、集中控制方式

8.Freqeon變流配置的系統(tǒng)由變槳子站、機(jī)艙控制子站、低電壓控制子站、Freqeon變流

控制子站和主控器組成。

控制系統(tǒng)采用Profibus-DP通信，主站和子站分配不同的通信地址。

主站地址：1

低電壓控制子站地址：11

機(jī)艙控制子站地址：20

Freqeon變流控制子站地址：10

變槳控制子站的地址：41、42、43

Freqeon變流配置的系統(tǒng)采用pwm控制，二極管整流、IGBT斬波升壓、IGBT逆變結(jié)構(gòu)，變

流器采用集中控制方式。

9.金風(fēng)1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)以德國(guó)倍福公司生產(chǎn)的嵌入式PC控制器為核心,

組成了機(jī)組的PAC控制系統(tǒng)。

控制器實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的過(guò)程控制、安全保護(hù)、故障檢測(cè)、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)顯示以及

人工操作的功能，配有多種通訊接口，可實(shí)現(xiàn)就地通訊和遠(yuǎn)程通訊。采用PROFIBUS-DP現(xiàn)

場(chǎng)總線組網(wǎng)，安全可靠。

10.主控系統(tǒng)是機(jī)組可靠運(yùn)行的核心，主要完成以下工作：

采集數(shù)據(jù)并處理輸入、輸出信號(hào)；判定邏輯功能；

對(duì)外圍執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令；

與機(jī)艙柜及變槳控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，接收機(jī)艙柜及變槳控制系統(tǒng)的信號(hào)；

與中央監(jiān)控系統(tǒng)通訊、傳遞信息。

11.金風(fēng)1.5兆瓦機(jī)組主控制系統(tǒng)使用貝福公司生產(chǎn)的PLC,處理速度快且功能強(qiáng)大：

11.1硬件：

主處理器CX1020采用功能強(qiáng)大的1GHzIntel?M（系列）CPU,主頻達(dá)到1GHz,程序運(yùn)

行速度快。

可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)及運(yùn)行控制?？煞殖?套控制器，每套4個(gè)任務(wù)，最小任務(wù)周期可達(dá)

50uSo

可根據(jù)實(shí)際使用點(diǎn)數(shù)精確配置，支持即插即用功能，配置方便、使用簡(jiǎn)單。

11.2軟件：

控制器使用內(nèi)嵌式操作系統(tǒng)，可選用WindowsCE或嵌入版WindowsXP操作系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)小

但功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)便；

支持IEC61131-3編程語(yǔ)言，通用性較強(qiáng)；

支持多種系統(tǒng)接口或者現(xiàn)場(chǎng)總線接口，配置方便，滿足實(shí)際使用需求；

實(shí)時(shí)性強(qiáng)，具有256級(jí)線程優(yōu)先級(jí)，每個(gè)線程都有獨(dú)立的時(shí)鐘，支持中斷嵌套，數(shù)據(jù)處理能

力強(qiáng)。

12.主控制器組成：

金風(fēng)1.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控器由CX1500-M310、CX1020>CX1100、KL9210、KL9010

組成。其中CX1500-M310模塊負(fù)責(zé)DP通訊，CX1020負(fù)貨機(jī)組程序的邏輯判斷，CX1100負(fù)

貢CPU的供也及后續(xù)模塊的通訊，KL921U負(fù)貢后續(xù)模塊的供也。

在金風(fēng)1.5兆瓦機(jī)組的控制系統(tǒng)中，主控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus-DP與各個(gè)子站進(jìn)行交

互通訊，各個(gè)功能模塊通過(guò)K-Bus總線進(jìn)行通訊，主控制器通過(guò)PC104總線接口進(jìn)行內(nèi)部通

訊

13.主控制器CX-1020

CX1020的標(biāo)準(zhǔn)配置包括一個(gè)64MB的CF卡以及兩個(gè)以太網(wǎng)RJ45接口。這兩個(gè)接口與

一個(gè)內(nèi)部交換機(jī)相連，用戶可以在不使用額外以太網(wǎng)交換機(jī)的情況下創(chuàng)建線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所

有其它CX系列產(chǎn)品組件都可以通過(guò)設(shè)備兩側(cè)的PC104接口進(jìn)行連接。產(chǎn)品還提供了無(wú)源

冷卻模塊。操作系統(tǒng)可以是WindowsCE或嵌入版WindowsXP。TwinCAT自動(dòng)化軟件把

CX1020系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功能強(qiáng)大的PLC和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，在可視化或者非可視化狀態(tài)下均可進(jìn)

行操作。與CX1000不同，CX1020也可以通過(guò)TwinCATNCI完成帶插補(bǔ)的軸運(yùn)動(dòng)。

14.控制器供電電源CX1100-0002

CX1100-0002模塊是系統(tǒng)可以選擇的三種電源模塊中的一種。所有其他系統(tǒng)組件的電源通過(guò)

內(nèi)置PC104總線供電，元需單獨(dú)的電源線。然而，CX1100組件除了提供電源以外，還可

具有其他重要特性：集成的NOVRAM可實(shí)現(xiàn)故障情況下過(guò)程數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)。有兩行字

符（每行16個(gè)字符）的LCD顯示器用于顯示系統(tǒng)和用戶信息。

15.Profibus-DP通信主拈模塊CX1500-M310

主要用于ProfiBus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的通信，最多可以處理125個(gè)從站，每個(gè)從站可處理244個(gè)

24.1通道模擬量輸出端子KL4001

KL4001模擬量輸出端子可輸出直流0V到10V范圍的信號(hào)。該端子可為處理層提供分辨

率為12位的電氣隔離信號(hào)。總線端子的輸出通道有一個(gè)公共接地電位端。KL4001是單通

道型，適用于帶有接地電位的電氣隔離信號(hào)。它通過(guò)運(yùn)行信號(hào)燈顯示端子與總線耦合器之間

的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)。在機(jī)組中主要用于控制變槳輸出信號(hào)。

25.SSI傳感器接口端子KL5001

KL5001SSI接口端子可直接連接SSI傳感器。傳感器電源由SSI接口提供。接口電路產(chǎn)生

一個(gè)脈沖信號(hào)以讀取傳感器數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)以字的形式傳送到控制器的過(guò)程映像區(qū)中。各

種操作模式、傳輸頻率和內(nèi)部位寬可以永久地保存在控制寄存器中。在機(jī)組中主要用于旋轉(zhuǎn)

編碼器的數(shù)據(jù)采集。

26.總線供電端子KL9210

KL9210供電端子可插入輸入和輸出端子之間的任意位置，以構(gòu)建一個(gè)電位組，或給右側(cè)端

子供電。供電端子提供的電壓最高為交流230Vo具有診斷功能的端子可向控制器報(bào)告電壓

故障或短路。在機(jī)組中主要給后續(xù)端子模塊進(jìn)行直流24V供電。

27.4通道模擬量輸入端子KL3454

KL3454模擬量輸入端子模塊可處理4-20mA范圍內(nèi)的信號(hào)。電流信號(hào)被轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)

后，其分辨率為12位，并在電隔離的狀態(tài)下被傳送至上一級(jí)自動(dòng)化設(shè)備。在KL3454總線

端子模塊中，有4個(gè)輸入端為2線制型，并有一個(gè)公共接地電位端。24V電源觸點(diǎn)連接

到端子模塊，用于連接2線制傳感器，而無(wú)需外部電源。

28.K-Bus總線終端端子KL9010

KL9010總線終端端子可用于總線耦合器和總線端子之間的數(shù)據(jù)交換。每?個(gè)站都可在右側(cè)

使用KL9010作為總線終端端子?？偩€末端端子不具有任何其它功能或連接能力。

29.數(shù)字量輸入模塊基本原理

數(shù)字輸入模塊用于連接外部的機(jī)械觸點(diǎn)和電子數(shù)字式傳感器，例如二線式光電開關(guān)和接近開

關(guān)等。數(shù)字量輸入模塊將從現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的外部數(shù)字信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部的信號(hào)電平。輸

入電路中一般設(shè)有RC濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)的抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起的錯(cuò)誤輸

入信號(hào)，輸入也流一般為數(shù)亳女。

30.數(shù)字量輸出模塊

數(shù)字量輸出模塊用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小功率電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等負(fù)載。數(shù)字

量輸出模塊將CPU內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)化為控制過(guò)程所需的外部信號(hào)電平，同時(shí)有隔離和功率

放大的作用。輸出模塊的功率放大元件有驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載的大功率晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管、

驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載的雙向晶閘管或固態(tài)繼電器。

31.模擬量輸入模塊

模擬量輸入模塊用于將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為CPU內(nèi)部處理用的數(shù)字信號(hào)，主要由A/D轉(zhuǎn)換器

組成。

32.模擬量輸出模塊

模擬量輸出模塊將CPU送給它的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)或電壓信號(hào)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)

節(jié)或控制，主要由D/A轉(zhuǎn)換器組成。

33.主控程序控制原理

金風(fēng)1.5兆瓦機(jī)組控制系統(tǒng)PLC(PAC)是機(jī)組可靠運(yùn)行的核心，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：數(shù)據(jù)采

集及輸入、輸出信號(hào)處理；邏輯功能判定；對(duì)外圍執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令；與機(jī)艙柜通訊，

接收機(jī)艙信號(hào)，并根據(jù)實(shí)時(shí)情況進(jìn)行判斷發(fā)出偏航或液壓站的工作信號(hào)；與三個(gè)獨(dú)立的變槳

柜通信，接收三個(gè)變槳柜的信號(hào)，并對(duì)變槳系統(tǒng)發(fā)送實(shí)時(shí)控制信號(hào)控制變槳?jiǎng)幼?；?duì)變流系

統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，根據(jù)不同的風(fēng)況對(duì)變流系統(tǒng)輸出扭矩的要求，使風(fēng)機(jī)的發(fā)電功率保持最佳;

與中央監(jiān)控系統(tǒng)通訊、傳遞信息。

34.機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)

初始化狀態(tài)PLC自檢，控制參數(shù)、故障參數(shù)、動(dòng)作參數(shù)、統(tǒng)計(jì)變量讀取

停機(jī)狀態(tài)機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低于2rpm,大風(fēng)時(shí)低亍3rpm

1、主控收到手動(dòng)啟動(dòng)命令，或滿足自啟動(dòng)條件，向變流器發(fā)出啟動(dòng)畬令。

2、變流器收到啟機(jī)指令后進(jìn)行預(yù)充電。

待機(jī)狀態(tài)3、預(yù)充電電壓上升到預(yù)設(shè)值后吸合網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)斷路器。

4、斷路器吸合成功后變流器向主控發(fā)出準(zhǔn)備運(yùn)行信號(hào)。

5、主控收到準(zhǔn)備運(yùn)行信號(hào)后槳葉從停機(jī)位置向待機(jī)位置變槳。

1、葉輪轉(zhuǎn)速持續(xù)約定時(shí)間達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速后機(jī)組進(jìn)入轉(zhuǎn)速上升階段。

啟動(dòng)狀態(tài)（轉(zhuǎn)

速上升階段）2、轉(zhuǎn)到到達(dá)&Brpm附，變槳速度1度/s,轉(zhuǎn)到到達(dá)力Brpm后，主控向變流器

發(fā)出運(yùn)行指令，變流器調(diào)制反饋后，變槳速度1.5度/s。

1、葉輪轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定并網(wǎng)轉(zhuǎn)速后機(jī)組進(jìn)入并網(wǎng)階段。

并網(wǎng)狀態(tài)2、主控收到準(zhǔn)備并網(wǎng)信號(hào)后，向變流器發(fā)出需求扭矩值或電流值。

3、變流器按照需求扭矩值或電流值執(zhí)行，機(jī)組進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。

1、主控收到手動(dòng)停機(jī)命令、故障發(fā)生、大風(fēng)、小風(fēng)等環(huán)境故障

2、主控需求扭矩斜率減小，槳葉按設(shè)定速度順槳。

停機(jī)過(guò)程

3、葉輪轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速后，停止變流器運(yùn)行指令，變流器停止調(diào)制。

4、葉輪轉(zhuǎn)速小于設(shè)定停機(jī)轉(zhuǎn)速后，機(jī)組進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)

維護(hù)狀態(tài)停機(jī)狀態(tài)下，主控柜維護(hù)開關(guān)觸發(fā)

35.控制系統(tǒng)的控制及安全保護(hù)

機(jī)組整個(gè)運(yùn)行過(guò)程都處于主控PLC嚴(yán)密控制之中。其安全保護(hù)系統(tǒng)分三層結(jié)構(gòu)：主控制PLC

系統(tǒng)，獨(dú)立于PLC的安全鏈，器件本身的保護(hù)措施。在機(jī)組發(fā)生超常振動(dòng)、過(guò)速、電網(wǎng)異常、

出現(xiàn)極限風(fēng)速等故障時(shí)保護(hù)機(jī)組，對(duì)電流、功率等的保護(hù)，采用兩套相互獨(dú)立的保護(hù)機(jī)構(gòu)。

電網(wǎng)電壓過(guò)高，風(fēng)速過(guò)大時(shí)，甩控系統(tǒng)會(huì)在系統(tǒng)恢復(fù)正常后自動(dòng)復(fù)位，機(jī)組重新啟動(dòng)。

36.機(jī)組一般的運(yùn)行控制動(dòng)作

A、當(dāng)風(fēng)速持續(xù)lOmin超過(guò)2.5m/s,機(jī)組允許偏航對(duì)風(fēng)。小風(fēng)速（3m/s左右）下，待機(jī)狀態(tài)

下，葉輪轉(zhuǎn)速超過(guò)O.7r/min時(shí)，機(jī)組自動(dòng)啟機(jī)，葉輪轉(zhuǎn)速大于10r/min時(shí)向電網(wǎng)送電。

B、隨著風(fēng)速的增加，發(fā)電機(jī)的出力隨之增加，當(dāng)風(fēng)速大于12m/s時(shí)，達(dá)到額定出力，超出

額定風(fēng)速機(jī)組進(jìn)行恒功率控制（通過(guò)變槳控制和變流港的相矩捽制實(shí)現(xiàn)）c

C、當(dāng)風(fēng)速持續(xù)lOmin高于22m/s時(shí)，將實(shí)現(xiàn)正常停機(jī)（變槳系統(tǒng)控制葉片進(jìn)行4。/s順槳,

轉(zhuǎn)速低于切入轉(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組脫網(wǎng)）。

D、當(dāng)風(fēng)速持續(xù)10s高于28.6m/s時(shí)，實(shí)現(xiàn)正常停機(jī)；當(dāng)風(fēng)速持續(xù)1秒高于30.8m/s時(shí)，實(shí)

現(xiàn)正常停機(jī)。

E、當(dāng)遇到一般故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)正常停機(jī)（變槳40/s順槳）。

F、當(dāng)遇到某些固定故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速停機(jī)（變槳60/S順槳）。

G、當(dāng)遇到威脅到機(jī)組安全的故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)（變槳7。/s順槳）。

37.溫度傳感器PtlOO

這種溫度傳感器是利用導(dǎo)體笛（pt）的電阻值隨溫度的變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。通

常這樣的溫度傳感器可以測(cè)量負(fù)200到正500攝氏度的范圍，而且在這個(gè)溫度范圍下，珀的

電阻值和溫度具有良好的線性關(guān)系。

38.熱敏電阻

熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化。熱敏電阻包括正溫度系

數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，以及臨界溫度熱敏電阻（CTR）。

39.接近開關(guān)

接近開關(guān)是?種不與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)

面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)交流或直流電

器或給沖算機(jī)裝置提供控制指令。

40.OverSpeed葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量

金風(fēng)1.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中葉輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量是通過(guò)接近開關(guān)及Overspeed轉(zhuǎn)速模塊來(lái)實(shí)

現(xiàn)的。

41.Gpulse+Gspeed發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量

金風(fēng)1.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量是通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)測(cè)量是通過(guò)Gpluse+

Gspeed轉(zhuǎn)速模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

42.轉(zhuǎn)速測(cè)量用傳感器與模塊

為了測(cè)量機(jī)組的異常振動(dòng)（如葉片的擺振），所有的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都裝有振動(dòng)測(cè)量傳感

器。一般機(jī)組會(huì)安裝2個(gè)監(jiān)測(cè)日的不相同的傳感器，一個(gè)被用于監(jiān)測(cè)機(jī)組的振動(dòng)頻率（或加

速度），另一個(gè)被用于監(jiān)測(cè)因振動(dòng)激勵(lì)而引起的振動(dòng)幅度。

43.機(jī)艙加速度測(cè)量模塊

金風(fēng)1.5兆瓦機(jī)組中的加速度傳感器是使用專用加速度芯片（ADXL322或類似芯片）搭建的專

用電路模塊。

主要用于檢測(cè)機(jī)艙和塔架的低頻振動(dòng)情況，頻率范圍為（0.1-20HZ）,可以同時(shí)測(cè)量垂直2

個(gè)方向的加速度，加速度的測(cè)量范圍為（-0.5g-T0.5g）.加速度輸出信號(hào)與輸出電壓的關(guān)系，

如下所示：

X方向加速度[V]：-0.5g=0V;0g=5V;+0.5g=10V

Y方向加速度[V]：-0,5g=0V;0g=5V;+0,5g=10V

lg->9,81m/s2

44.ADXL322芯片原理

用芯片來(lái)測(cè)量機(jī)組當(dāng)前的振動(dòng)加速度值，并在機(jī)組的控制程序中設(shè)置了加速度的允許值（或

者不同風(fēng)速的情況下，對(duì)應(yīng)不同的振動(dòng)加速度限定值），一旦傳感器測(cè)定到的振動(dòng)加速度值

（X方向或Y方向）超過(guò)限定值，機(jī)組立即執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)程序。

45.振動(dòng)開關(guān)

振動(dòng)開關(guān)監(jiān)測(cè)的是機(jī)組的機(jī)艙的振動(dòng)擺幅，同時(shí)也是機(jī)組振動(dòng)的最后一道保護(hù)，其開關(guān)觸點(diǎn)

被串接在機(jī)組的安全鏈回路里。常見的振動(dòng)開關(guān)有擺錘式和鏈球式兩種。金風(fēng)L5兆瓦風(fēng)力

發(fā)電機(jī)組中使用的是擺錘式振動(dòng)開關(guān)。

46.安全鏈介紹

安全鏈?zhǔn)仟?dú)立下機(jī)組PLC控制系統(tǒng)的硬件保護(hù)措施。采用反邏輯設(shè)計(jì)，將可能對(duì)風(fēng)力機(jī)組造

成嚴(yán)重?fù)p害的故障節(jié)點(diǎn)串萩成一個(gè)【可路：緊急停機(jī)按鈕（塔底主控制柜）、發(fā)電機(jī)過(guò)速模塊

的1和2、扭纜開關(guān)、來(lái)目變槳系統(tǒng)安全鏈的信號(hào)、緊急停機(jī)按鈕（機(jī)艙控制柜）、振動(dòng)開

關(guān)、到變槳系統(tǒng)的安全鏈信號(hào)、PLC急停信號(hào)。一旦其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)動(dòng)作，將引起整條回路斷

電，機(jī)組進(jìn)入緊急停機(jī)過(guò)程，并使主控系統(tǒng)和變流系統(tǒng)處于閉鎖狀態(tài)。如果故障節(jié)點(diǎn)得不到

恢復(fù)，那么整個(gè)機(jī)組的正常的運(yùn)行操作都不能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，安全鏈也是整個(gè)機(jī)組的最后一道

保護(hù)，它處于機(jī)組的軟件保護(hù)之后。安全系統(tǒng)由符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)的安全繼電器和硬件開關(guān)

節(jié)點(diǎn)組成，它的實(shí)施應(yīng)用使機(jī)組更加安全可靠。

47.變槳系統(tǒng)與主控系統(tǒng)安全鏈的關(guān)系

變槳系統(tǒng)通過(guò)每個(gè)變槳柜中的K4繼電器的觸點(diǎn)來(lái)影響主控系統(tǒng)的安全鏈，而主控系統(tǒng)的安

全鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)每個(gè)變槳柜中的K7繼電器的線圈來(lái)影響變槳系統(tǒng)。變槳的安全鏈與主控的安全

鏈相互獨(dú)立而又相互影響，當(dāng)主控系統(tǒng)的安全鏈I：?個(gè)節(jié)點(diǎn)動(dòng)作斷開時(shí)，安全鏈到變槳的繼

電器-112K2線圈失電，其觸點(diǎn)斷開，每個(gè)變槳柜中的K7繼電器的線圈失電觸點(diǎn)斷開，變槳

系統(tǒng)進(jìn)入到緊急停機(jī)的模式，迅速向90度順槳。當(dāng)變槳系統(tǒng)出現(xiàn)故障（如變槳變頻器OK

信號(hào)丟失、90度限位開關(guān)動(dòng)作等）時(shí)，變槳系統(tǒng)切斷K4繼電器上的電源，K4繼電器的觸

點(diǎn)斷開，使安全鏈來(lái)自變架的繼電器-115K7線圈火電，其觸點(diǎn)斷開，主控系統(tǒng)的整個(gè)安全

鏈也斷開。同時(shí)，安全鏈到變槳的繼電器-112K2線圈失電，其觸點(diǎn)斷開，每個(gè)變槳柜中的

K7繼電器的線圈失電觸點(diǎn)斷開，變槳系統(tǒng)中沒有出現(xiàn)故隙的葉片的控制系統(tǒng)進(jìn)入到緊急停

機(jī)的模式，迅速向90度順槳。這樣的設(shè)計(jì)使安全鏈環(huán)環(huán)相扣，能最大限度的對(duì)機(jī)組起到保

護(hù)作用。

48.扭攬開關(guān)

扭纜開關(guān)被安裝在機(jī)艙中的偏航扭纜計(jì)數(shù)器（凸輪計(jì)數(shù)器）中。偏航扭纜計(jì)數(shù)器里面掛載凸

輪微動(dòng)開關(guān)，而且由凸輪與微動(dòng)觸點(diǎn)之間的距離可以計(jì)算出凸輪觸動(dòng)觸點(diǎn)時(shí)機(jī)組的偏航行

程，所以把偏航扭纜計(jì)數(shù)器凸輪微動(dòng)開關(guān)串接到機(jī)組的安全鏈里作為機(jī)組的扭纜的最后一道

安全保護(hù)。

49.振動(dòng)開關(guān)

振動(dòng)開關(guān)監(jiān)測(cè)的是機(jī)組的機(jī)艙的振動(dòng)擺幅，同時(shí)也是機(jī)組振動(dòng)的最后一道保護(hù)，其開關(guān)觸點(diǎn)

被串接在機(jī)組的安全鏈回路里。常見的振動(dòng)開關(guān)有擺錘式和鏈球式兩種。1.5兆瓦機(jī)組中使

用的是擺錘式振動(dòng)開關(guān)。擺錘式振動(dòng)開關(guān)由一個(gè)安裝在微動(dòng)開關(guān)上的擺針及重錘組成，重錘

按照機(jī)組擺動(dòng)幅度的保護(hù)數(shù)值被固定在擺針的合適位置上。當(dāng)機(jī)組因振動(dòng)出現(xiàn)較大幅度的擺

動(dòng)時(shí)，擺錘帶動(dòng)擺針晃動(dòng)，使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作引起機(jī)組的緊急或安全停機(jī)。機(jī)組重新啟動(dòng)時(shí)，

擺錘必須回到豎直位置。

50.發(fā)電機(jī)過(guò)速1和過(guò)速2

在1.5兆瓦風(fēng)機(jī)過(guò)速保護(hù)上使用Overspeed模塊判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速是否超過(guò)設(shè)定保護(hù)值。若電

機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定保護(hù)值，則模塊將斷開內(nèi)部的保護(hù)觸點(diǎn)。咳觸點(diǎn)信號(hào)在串聯(lián)在系統(tǒng)安全鏈內(nèi)，

從而導(dǎo)致系統(tǒng)安全鏈動(dòng)作機(jī)組保護(hù)停機(jī)，從而達(dá)到電機(jī)過(guò)速保護(hù)的目的。

51.液壓泵

1.5兆瓦液壓站使用的是柱塞泵，柱塞泵通過(guò)液壓缸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油與壓油。

52.儲(chǔ)能器

1.5兆瓦液壓站的蓄能器是充氣式皮囊式蓄能器

蓄能器是用以儲(chǔ)存油液的壓力能，在需要時(shí)能將此能量釋放出來(lái)完成有用功的裝置在液壓

系統(tǒng)中的主要作用如下：儲(chǔ)存液壓能、吸收壓力沖擊和壓力脈動(dòng)、獲得動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。

53.壓力繼電器

壓力繼電器是利用液體的壓力來(lái)啟閉電氣觸點(diǎn)的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到壓力繼

電器的調(diào)定值時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，使電氣元件（如電磁鐵、電機(jī)、時(shí)間繼電器、電磁離合器等）

動(dòng)作，使油路卸壓、換向，執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，或關(guān)閉電動(dòng)機(jī)使系統(tǒng)停止工作，起安全

保護(hù)作用等。

54.壓差發(fā)訊器（過(guò)濾器堵塞發(fā)訊器）

過(guò)濾器的發(fā)信裝置有機(jī)械式;、磁鐵式和電信號(hào)式等幾種形式。當(dāng)濾芯堵塞后，發(fā)訊器會(huì)發(fā)出

堵塞信號(hào)。

55.金風(fēng)1.5MW機(jī)組偏航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

偏航控制系統(tǒng)的機(jī)械部分主要包括3個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的帶外齒圈的四點(diǎn)接

觸球軸承（即偏航軸承）、偏航保護(hù)以及一套偏航剎車機(jī)構(gòu)。偏航剎車分為兩部分：一部分

為與偏航電機(jī)軸直接相連的電磁剎車，另一部分為偏航制動(dòng)器。

56.機(jī)艙位置傳感器

又稱凸輪計(jì)數(shù)器，其內(nèi)部安裝?個(gè)10千歐姆的電位器，風(fēng)機(jī)通過(guò)電阻的變化，確定風(fēng)機(jī)的

偏航角度并通過(guò)其電阻的變化計(jì)算偏航的速度。除電位器外，其內(nèi)還安裝限位開關(guān)，防止電

纜纏繞而設(shè)置，當(dāng)機(jī)艙偏航旋轉(zhuǎn)圈數(shù)達(dá)到900度時(shí)，限位開關(guān)發(fā)出信號(hào)，整個(gè)機(jī)組快速停機(jī)。

57.偏航電機(jī)

偏航電機(jī)為多極電機(jī)，電壓等級(jí)為400V,內(nèi)部繞組接線為星形。電機(jī)的軸末端裝有一個(gè)電

磁剎車裝置，用于在偏航停止時(shí)對(duì)電機(jī)的鎖定，從而將偏航轉(zhuǎn)動(dòng)鎖定。電磁剎車附帶手動(dòng)釋

放裝置，在需要時(shí)可人為手動(dòng)釋放電磁剎車。

58.偏航減速器

減速器的作用為將偏航電機(jī)發(fā)出的高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)能轉(zhuǎn)化成低轉(zhuǎn)速高扭矩動(dòng)能以驅(qū)動(dòng)偏航

軸承。

偏航減速器為一個(gè)四級(jí)行星傳動(dòng)的齒輪箱。采用浸沒式澗滑，大部分的傳動(dòng)齒輪都浸沒在潤(rùn)

滑油中。

偏航減速器通過(guò)幾級(jí)行星機(jī)構(gòu)，將偏航電機(jī)的低扭矩高轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)化成高扭矩低轉(zhuǎn)速的

偏航驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)艙旋轉(zhuǎn)的。變槳減速器也是同樣的機(jī)械原理。

59.偏航軸承

偏航軸承采用帶外齒圈的川點(diǎn)接觸球軸承，屬于【可轉(zhuǎn)支承。軸承采用“零游隙”設(shè)計(jì)以增加

整機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，增強(qiáng)抗沖擊載荷能力；對(duì)偏航相應(yīng)速度更快。

60.偏航制動(dòng)器

1.5MW機(jī)組偏航制動(dòng)器采用的是液壓鉗盤式制動(dòng)器，偏航制動(dòng)器安裝在風(fēng)機(jī)底座上，液壓

油經(jīng)液壓站加壓后經(jīng)進(jìn)油孔進(jìn)入活塞上部油腔，推動(dòng)活塞沿缸壁運(yùn)動(dòng)，活塞將160bar（偏航

制動(dòng)壓力）和24bar（偏航時(shí)為機(jī)組提供阻尼的壓力，通常簡(jiǎn)稱偏航余壓）壓力作用在剎車

片上，使得剎車片與剎車盤間產(chǎn)生摩擦力提供制動(dòng)力矩和阻尼力矩。

當(dāng)機(jī)組處于對(duì)風(fēng)或維護(hù)狀態(tài)時(shí)，保持150-160bar的壓力，防止機(jī)艙旋轉(zhuǎn)。

機(jī)組對(duì)風(fēng)偏航時(shí)，偏航制動(dòng)器保持20-24bar的壓力，提供?定的阻尼力矩。

解纜時(shí)，偏航制動(dòng)器在Obar壓力下偏航，減少摩擦片的磨損量。

61.Vensys變槳系統(tǒng)簡(jiǎn)介

國(guó)產(chǎn)Vensys變槳控制柜主電路采用交流-直流--交流回路，由逆變器（AC-2）為變槳電機(jī)供

電。變槳電機(jī)采用交流異步電機(jī)。PLC組成變槳的控制系統(tǒng)，它通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線（profibus-DP

總線）和主控制系統(tǒng)交互通信，接受主控制系統(tǒng)的指令（主要是槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)的速度指令），并控制

交流調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)槳葉朝要求的方向和角度轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)監(jiān)測(cè)變槳系統(tǒng)的內(nèi)

部信號(hào)，把它直接傳遞給主控制系統(tǒng)。

每個(gè)葉片的變槳控制柜，都配備一套超級(jí)電容組，作為的備用的UPS電源。超級(jí)電容

儲(chǔ)備的電能，在保證變槳控制柜內(nèi)部電路正常工作的前提下，足夠使葉片以7。/s的速率，

從0°順槳到90°。特殊情況下，當(dāng)來(lái)自滑環(huán)的電網(wǎng)電壓掉電時(shí)，超級(jí)電容直接給變槳控制

系統(tǒng)供電，可保證整套變槳控制系統(tǒng)的正常工作，使葉片順槳安全停機(jī)。相比使用密封鉛酸

蓄電池作為備用電源的變槳系統(tǒng),Vensys變槳控制系統(tǒng)這樣使用超級(jí)電容作為備用電源具有

以下優(yōu)點(diǎn)：

a、充電時(shí)間短；

b、超級(jí)電容隨便用年限的增加，容量減小的非常??；

c、壽命長(zhǎng)；

d、無(wú)須維護(hù)；

e、體積小，重量輕；

f、充電時(shí)產(chǎn)生的熱量少；

g、從使用方式上看，電容直接并聯(lián)在交流變直流的整流電源的輸出母線上，省去

了專用的電源管理設(shè)備，降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了系統(tǒng)的可靠性。

62.Vensys變槳系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）電氣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修工作量??；

（2）采用異步電機(jī)調(diào)速，相比采用直流電機(jī)調(diào)速，在保證調(diào)速性能的前提下，避免了直流

電機(jī)存在碳刷容易磨損問(wèn)題；

（3）超級(jí)電容為后備電源（UPS）。當(dāng)機(jī)組遇到電網(wǎng)突然斷電或其它緊急情況停機(jī)時(shí)，變

槳伺服系統(tǒng)可以通過(guò)自備的超級(jí)電容（UPS）短暫供電，使變槳系統(tǒng)完成順槳及其它安全

保護(hù)措施，提高了變槳系統(tǒng)的可靠性：

（4）PLC組成變槳的控制系統(tǒng)，沒有使用專用的控制器進(jìn)行系統(tǒng)控制，提高了系統(tǒng)控制部

件的通用性，降低了變槳控制系統(tǒng)的維護(hù)難度和部件的采購(gòu)難度。

63.國(guó)產(chǎn)Vensys控制柜內(nèi)部電源及控制檢測(cè)部分：

1、變槳充電電源NG5

2、變槳變頻器AC--2

3、超級(jí)電容

4、電容電壓轉(zhuǎn)換模塊A10

5、溫度傳感器PtlOO

6、倍福BC3150及其他模塊

64.國(guó)產(chǎn)Vensys控制柜外部驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)部分：

7、滑環(huán)

8、變槳電機(jī)

9、旋轉(zhuǎn)編碼器

10、5°和87°接近開關(guān)

11、90°限位開關(guān)

65.變槳充電電源：

輸入電壓：400VAC（+/-15%）

輸出電壓：60VDC

輸出電流：80ADC

內(nèi)部電路設(shè)計(jì)為開關(guān)電源，

型號(hào)：JF-CHARGEE-60V-80A-KJF-CHARGEE-60V-80A-J

優(yōu)點(diǎn)：

效率高；

體積小；

充電時(shí)間短；

充電不受交流電源變化的約束；

能夠提供理想的充電曲線，

66.變槳變頻器AC-2

IMS功率模塊，F(xiàn)lash內(nèi)存，微處理器控制，CanBus

型號(hào):ZapiAC-2

電力電子器件：MOSFET

開關(guān)頻率：8kHz

額定直流輸入電壓：60VDC

最大輸出電流：450A

輸出頻率：0.6—56Hz

輸出電壓：3相29伏

67.超級(jí)電容

型號(hào):BMODO500Poi6BO2（Maxwell）或TC1GV-UC01-G913（天誠(chéng)）

額定電壓：60VDC

四組串聯(lián)總?cè)萘浚?25F

總存儲(chǔ)能量：150kJ

四組串聯(lián)

單組電容電壓：16VDC

單組電容容量：500F

68.電容電壓轉(zhuǎn)換模塊A10

將電容電壓（高電壓60V、低電壓30V）轉(zhuǎn)換成倍福模塊能夠檢測(cè)的電壓。將AC2變頻器的

0K信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換傳送給PLC的相應(yīng)模塊。

69.溫度傳感器PtlOO

這種溫度傳感器是利用導(dǎo)體鉗（pt）的電阻值隨溫度的變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。通

常這樣的溫度傳感器可以刻量負(fù)200到正500攝氏度的范圍，而且在這個(gè)溫度范圍下，伯的

電阻值和溫度具有良好的線性關(guān)系。

70.倍福BC3150及其他模塊

變槳控制柜中都有一個(gè)總線控制器BC3150,它是每個(gè)Vensys變槳控制柜中P