《mw變流系統(tǒng)培訓(xùn)》PPT課件

1、金風(fēng)1.5MW風(fēng)機(jī)的變流系統(tǒng)介紹（verteco系統(tǒng)）作者：孫偉1培訓(xùn)ppt主要內(nèi)容：一、1.5MW機(jī)組verteco變流系統(tǒng)的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二、verteco變流系統(tǒng)三、verteco變流系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)控制原理四、verteco變流系統(tǒng)的電機(jī)側(cè)控制原理五、主控與變流系統(tǒng)的連接六、Verteco變流系統(tǒng)的柜體內(nèi)部冷卻2培訓(xùn)ppt一、Verteco變流系統(tǒng)主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 該變流器采用了可控整流的方式把發(fā)電機(jī)發(fā)出的電整流為直流電，通過(guò)網(wǎng)側(cè)逆變模塊把直流電變成工頻交流電并入電網(wǎng)。其控制方式為分布式控制，這種方式和它的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。 網(wǎng)側(cè)和發(fā)電機(jī)側(cè)各有獨(dú)立的控制器，以網(wǎng)側(cè)控制器為主控制器，其它控制器為子

2、控制器。3培訓(xùn)pptVerteco變流器系統(tǒng)原理圖 4培訓(xùn)ppt 如圖所示：1U1為網(wǎng)側(cè)逆變功率模塊，2U1和3U1為發(fā)電機(jī)側(cè)整流功率模塊，4U1為制動(dòng)功率模塊。 網(wǎng)側(cè)逆變功率模塊1U1的作用是將直流母線上的電能轉(zhuǎn)換成為電網(wǎng)能夠接受的形式并傳送到電網(wǎng)上。而發(fā)電機(jī)側(cè)整流功率模塊2U1和3U1則是將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能轉(zhuǎn)換成為直流電能傳送到直流母線上。制動(dòng)功率模塊4U1則是在某種原因使得直流母線上的電能無(wú)法正常向電網(wǎng)傳遞或直流母線電壓過(guò)高時(shí)，將多余的電能在電阻4R1和5R1上通過(guò)發(fā)熱消耗掉，以避免直流母線電壓過(guò)高造成器件的損壞。5培訓(xùn)ppt二、Verteco變流系統(tǒng) 6培訓(xùn)ppt7培訓(xùn)ppt網(wǎng)側(cè)斷路器

3、1Q1機(jī)械鎖定鑰匙的鑰匙把的位置處于水平方向時(shí)斷路器處于機(jī)械鎖定狀態(tài)，在需要進(jìn)行機(jī)械鎖定時(shí)最好將鑰匙撥到水平位置后將鑰匙拔離以確保安全。鑰匙位于與地面垂直位置時(shí)表明斷路器處于正常工作狀態(tài)，此位置無(wú)法移除鑰匙。8培訓(xùn)ppt9培訓(xùn)ppt按鍵功能描述： 復(fù)位故障 選擇鍵 1）數(shù)值確認(rèn) 2）故障歷史復(fù)位 1）菜單和頁(yè)的上翻 2）數(shù)值的增加 1）菜單和頁(yè)的下翻 2）數(shù)值的減少 1）菜單返回 2）數(shù)字位向左選擇 3）退出編輯模式 1）菜單進(jìn)入 2）數(shù)字位向右選擇 3）進(jìn)入編輯模式 啟動(dòng)按鈕 停機(jī)按鈕10培訓(xùn)ppt11培訓(xùn)ppt12培訓(xùn)ppt 變流柜中采用的功率模塊都是VACON公司生產(chǎn)的通用變頻器。這里所

4、說(shuō)的控制器也是VACON公司為變頻器所配的控制器。這些控制器和功率模塊一一對(duì)應(yīng)，相互之間通過(guò)光纖/CAN總線互連。 從硬件上看，這些控制器的基本配置一致，從控制角度看，1U1 的控制器是變流器主要的控制核心，通過(guò)它變流器完成和WTC之間的信息和命令交互，同時(shí)完成對(duì)其他控制器的操作。 13培訓(xùn)ppt 1U1 和2U1 及3U1控制器及功率模塊之間通過(guò)光纖和CAN總線連接，而4U1與其他控制器的連接通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)?U1/2U1/3U1之間需要高速通訊以滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行所需，而制動(dòng)功率模塊的相應(yīng)時(shí)間可以慢一些。14培訓(xùn)ppt三、verteco變流系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)控制原理 網(wǎng)側(cè)功率單元的作用

5、是將直流母線上的直流有功功率轉(zhuǎn)換為50Hz交流有功功率傳送到電網(wǎng)上。其控制對(duì)象為直流母線電壓。其控制原理框圖為：15培訓(xùn)ppt 從圖中可以看到，網(wǎng)側(cè)功率模塊控制對(duì)象有電網(wǎng)電壓和直流母線電壓。這兩個(gè)控制對(duì)象本質(zhì)上分別代表網(wǎng)側(cè)無(wú)功功率和有功功率。 一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓上升時(shí)，需要網(wǎng)側(cè)模塊提供感性無(wú)功；而當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓下降時(shí)則需要提供容性無(wú)功。 16培訓(xùn)ppt 其中電網(wǎng)電壓為可選項(xiàng)，實(shí)際系統(tǒng)中并沒(méi)有這個(gè)功能，而以WTC（機(jī)組主控制器）給出的無(wú)功功率指令代替。根據(jù)這個(gè)無(wú)功指令，考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)有限，則可以直接得到這個(gè)無(wú)功對(duì)應(yīng)的無(wú)功電流，如下式所示：式中Idref為無(wú)功電流，Q為無(wú)功給定，Us為電網(wǎng)電壓。

6、 17培訓(xùn)ppt 根據(jù)電網(wǎng)電壓也可以產(chǎn)生無(wú)功輸出給定，但在目前的系統(tǒng)中并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這一功能。 有功功率是由發(fā)電機(jī)提供的，發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率通過(guò)發(fā)電機(jī)側(cè)功率模塊轉(zhuǎn)化為直流有功輸送到直流母線上。 而網(wǎng)側(cè)功率模塊則將直流母線上的有功轉(zhuǎn)換為交流有功輸送到電網(wǎng)上。 18培訓(xùn)ppt 當(dāng)直流母線上輸入有功功率增加到大于通過(guò)網(wǎng)側(cè)模塊輸送到電網(wǎng)上的有功時(shí)，將導(dǎo)致直流母線電壓上升；而當(dāng)直流輸入有功功率下降到小于輸送到電網(wǎng)的有功時(shí)，直流母線電壓會(huì)下降。19培訓(xùn)ppt 也就是說(shuō)，直流母線電壓的變化直接反應(yīng)了發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率的變化。網(wǎng)側(cè)功率模塊通過(guò)監(jiān)測(cè)直流母線電壓的波動(dòng)，就可以得到輸出有功電流的大小。20培訓(xùn)ppt四、

7、verteco變流系統(tǒng)的電機(jī)側(cè)控制原理 從圖中可以看到這里只給出了一套繞組對(duì)應(yīng)的功率模塊的控制框圖。這是由于兩套繞組在控制原理上是一致的，只是在控制的相位上有一定偏差，所以這里只需要給出一套繞組對(duì)應(yīng)的功率模塊控制框圖。 21培訓(xùn)ppt 圖中光電碼盤(pán)在實(shí)際系統(tǒng)中是不存在的，實(shí)際上采用的是無(wú)速度矢量控制原理。通過(guò)這一控制方式，可以得到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，從而得到轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置角r。通過(guò)VACON公司的核心算法，可以從電機(jī)電樞電流及電機(jī)參數(shù)推導(dǎo)得到轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度。 22培訓(xùn)ppt 從框圖上可以看到這里采用的是直接轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制。 首先根據(jù)檢測(cè)得到的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，積分得到轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置角r。根據(jù)這個(gè)位置

8、角r，對(duì)檢測(cè)得到的發(fā)電機(jī)定子電流進(jìn)行三相靜止坐標(biāo)系到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換，得到轉(zhuǎn)矩電流分量iq和勵(lì)磁電流分量id。這兩個(gè)量作為電流閉環(huán)控制的反饋量。 23培訓(xùn)ppt 轉(zhuǎn)矩電流的參考給定有兩個(gè)來(lái)源：（1）由轉(zhuǎn)速參考給定與檢測(cè)得到的轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行比較，然后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器得到轉(zhuǎn)矩電流給定。（2）根據(jù)轉(zhuǎn)矩給定直接得到轉(zhuǎn)矩電流給定。24培訓(xùn)ppt 勵(lì)磁電流的參考給定則比較復(fù)雜。首先根據(jù)直流母線電壓推算出對(duì)應(yīng)的定子最大端電壓，將這個(gè)電壓和前饋電壓值比較，將其中較小者作為機(jī)端電壓最大值。再將這個(gè)結(jié)果和電壓給定進(jìn)行比較，再經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)控制器得到勵(lì)磁電流給定。 注意，這里雖然用PI調(diào)節(jié)器的符號(hào)表示磁場(chǎng)控制器，但實(shí)

9、際上與一般的PI調(diào)節(jié)器是有一定區(qū)別的。25培訓(xùn)ppt 在得到勵(lì)磁電流/轉(zhuǎn)矩電流的給定和反饋之后，通過(guò)電流調(diào)節(jié)器可以得到轉(zhuǎn)矩電壓/勵(lì)磁電壓的參考給定值Udref/Uqref。 再根據(jù)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置角r，對(duì)這兩個(gè)給定進(jìn)行兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到三相靜止坐標(biāo)系的變換，得到發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓的給定。根據(jù)這三相給定，PWM模塊給出功率器件的驅(qū)動(dòng)脈沖。 26培訓(xùn)ppt制動(dòng)功率模塊使用原理（典型應(yīng)用）27培訓(xùn)ppt五、主控與變流系統(tǒng)的連接1、主電纜 （1）變流系統(tǒng)電源電纜， 400VAC，56mm2； （2）變流系統(tǒng)UPS電源電纜， 230VAC 32.5mm2； （3）電流互感器電纜， 400VAC 42.5mm2。 28培訓(xùn)ppt2、控制和通信電纜（1）Profibus DP通信電纜，485信號(hào)（2）控制線，24VDC 10 x1mm2。29培訓(xùn)ppt2.1 控制和通訊信號(hào) （a）主控到變流的DP信號(hào) （b）變流到主控的DP信號(hào) （c）硬件控制線的控制信號(hào) 30培訓(xùn)ppt2.2 變流和主控連接的10芯控制線的控制信號(hào) 變流系統(tǒng)準(zhǔn)備啟動(dòng)； 變流系統(tǒng)故障； 變流系統(tǒng)急停； 變流系統(tǒng)急停