变桨电磁刹车.doc

变桨电磁刹车不动作原因分析及改进:明哲专业:电气工程及其自动化入职时间:2009年7月1日部门:技术服务中心目录摘要: 3关键词: 3一、引言 3二、 3(一)、变桨系统的硬件 3(二)、变桨系统的软件 4(三)、变桨系统的制动机构 5三、故障信息分析 5(一)、f文件分析 5(二)、b文件分析 6(三)、故障危害 8四、故障点分析 8(一)、AC2 8(二)、K2继电器 8(三)、DC-DC模块 9(四)、其他故障点 10五、改进方案 10(一)、对K2继电器的改进 10(二)、对DC-DC模块的改进 11六、总结 15七、参考文献 15摘要:变桨电机的电磁刹车作为变桨动作的唯一制动元件,有着极其重要的意义。本文通过一则故障实例,分析了造成电磁刹车不动作的各种可能。并针对此故障,提出了3种改进方案,同时考虑到故障引发的多种危害,重点设计了DC-DC模块的电压检测电路,以实现对变桨系统的硬件保护,保证在发生故障时变桨系统不受损害。关键词:变桨电磁刹车电压检测一、引言现代风力发电技术是涉及空气动力学、机械传动、电机、自动控制、力学、材料学等多学科的综合性高技术系统工程。变桨技术是整个风力发电技术中的核心部分,变桨距机构的主要作用是调节桨距角以控制功率和风轮转速。此外,在大风或停机时,变桨距机构要把叶片调整到顺桨位置以保护风力机。,采用的是各自独立的变桨执行机构,通过机电执行机构进行制动控制。机电执行机构由蓄电池、伺服电动机、驱动器、减速齿轮箱、传感器、回转支承等部分组成。机电执行机构平时由轮毂上的滑环或旋转变压器来提供电力,而机电执行机构的“失效—安全”设计必须用蓄电池或超级电容等储能元件来完成。二、(一)、变桨系统的硬件变桨系统的硬件主要包括:部电源及控制检测部分和外部驱动及其检测部分,其中部电源及其控制检测部分包括:开关电源(NG5),变频器(AC2),超级电容,A10自制模块,beckoff模块,DC/DC电源模块;外部驱动及其检测部分包括:变桨电机,旋转编码器,温度监测(PT100),5o接近开关、87o接近开关及90o限位开关。整个变桨系统的运行原理如下图所示:(二)、变桨系统的软件变桨系统有其单独的变桨程序,该程序存储于BC3150中。变桨程序是由九个部分组成的,即:主控的控制字,电容、电压和电流的检测,变桨控制字,变桨角度计算,变桨速度计算,旋边信息检测,运行中急停条件监测,变桨模式选择,输出设定等。主控软件发送控制命令字给变桨软件,变桨软件执行相应的动作;变桨软件将变桨系统的运行状态及运行参数反馈给主控软件;来自机舱的安全链信号与变桨安全链信号彼此独立;当来自机舱的安全链信号断开时,变桨执行机构有硬件、软件双重保护,从而保证叶片以急停的速度顺桨。限于篇幅和本文讨论容,在此不作更进一步的论述。(三)、变桨系统的制动机构1、变桨制动机构的组成整个变桨系统通过变桨电机拖动齿形带进行变桨动作,由于没有像偏航系统一样的液压制动系统,唯一的制动方法便是电磁刹车制动。制动系统包括:AC2,电磁刹车系统,K2继电器以及60V转24V的DC-DC模块。其中,柜体部的接线通过X6哈丁头与变桨电机进行连接。电机主要参数:、电磁刹车动作原理电磁刹车制动的原理比较简单:利用通电线圈产生的磁场吸引衔铁动作,使制动轮或衔铁与制动盘相互脱离;线圈断电后在弹簧的作用下释放衔铁,使制动轮或衔铁与制动盘相互摩擦实现制动。3、变桨动作流程当变桨系统要进行变桨动作时,通过PLC发出变桨命令,AC2控制K2继电器得电,则电磁制动线圈得电,吸引衔铁松开制动,然后变桨电机拖动变桨动作;当变桨停止时,K2继电器失电,从而电磁制动线圈失电,衔铁被释放进行抱闸。三、故障信息分析(一)、f文件分析2009年10月19日,官厅现场20#风机报出安全链故障而停机。到达现场后,通过风机的就地监控系统,读取当时的F文件,显示了安全系统故障(error_safety_system_global)和变桨部安全链故障(error_safety_system_safety_system_ok_from_pitch),并无其他的故障信息,如下图所示:,故障时刻42#叶片的角度和其他两个叶片相差较大。三个叶片的角度分别为,41#:;42#:;43#:,其中42#叶片与43#,42#叶片与41#。可