变桨电磁刹车.doc

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变桨电磁刹车不动作原因分析及改良
姓名：明哲
专业：电气工程及其自动化
入职时间：2021年7月1日
部门：技术效劳中心
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目 录
摘要： 3
关键词： 3
一、引言 3
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、改良方案 10
〔一〕、对K2继电器的改良 10
〔二〕、对DC-DC模块的改良 11
六、总结 15
七、参考文献 15
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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。本文通过一那么故障实例，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种改良方案，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局部，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展制动控制。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、回转支承等局部组成。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—平安〞设计必须用蓄电池或超级电容等储能元件来完成。
〔一〕、变桨系统的硬件
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变桨系统的硬件主要包括：内部电源及控制检测局部和外部驱动及其检测局部，其中内部电源及其控制检测局部包括：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；外部驱动及其检测局部包括：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列图所示：
变桨系统运行原理图
〔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。变桨程序是由九个局部组成的，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应给主控软件；来自机舱的平安链信号与变桨平安链信号彼此独立；当来自机舱的平安链信号断开时，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内容，在此不作更进一步的论述。
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〔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展变桨动作，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，柜体内部的接线通过X6哈丁头与变桨电机进展连接。电机主要参数：
种类
额定功率
最大转矩
制动转矩
额定电压
额定电流
IM3001
75Nm
100Nm
29V
125A
2、电磁刹车动作原理
电磁刹车制动的原理比拟简单：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
当变桨系统要进展变桨动作时，通过PLC发出变桨命令，AC2控制K2继电器得电，那么电磁制动线圈得电，吸引衔铁松开制动，然后变桨电机拖动变桨动作；当变桨停顿时，K2继电器失电，从而电磁制动线圈失电，衔铁被释放进展抱