ACT401变频器在WT1650风机偏航系统中的应用.pdf

绿色 能源 与节能 大 年文沲技术 2 3 AC T 4 0 1 变频器在 WT 1 6 5 0 风机偏航系统中的应用 姚辉 ， 1 ． 南车株洲电力机车研究所有限公司， 湖南株洲4 l 2 0 0 1 ； 叶 伟 2 ． 西南交通大学电气工程学院， 四川成都6 1 0 0 3 1 摘要 针对 wT1 6 5 0风机偏航 系统 的特 点 ，详 细介绍 了ACT 4 0 1 变频 器在偏航 驱动 应用 中的硬件 线路 设计 和P L C端的通信接 口软件设计，其运行结果表明，ACT 4 0 1系列变频器满足风机偏航 系统稳定运行的要求。 关键词 A C T 4 0 1 变频 器 ；偏航 系统 ；风 力发 电机 组 ；C AN o p e n通信 ；P L C 中图分类号T M6 1 4 ； T N 7 7 3 文献标 识码 A 文章编号 1 6 7 1 8 4 1 0 2 0 1 0 0 5 - 0 0 2 3 - 0 6 Ap p l i c a t i o n o f ACT4 0 1 Co n v e r t e r f o r W T1 6 5 0 W i n d T u r b i n e Ya w S y s t e m YAo Hu i ． YE W e i 1 ． CS R Zh u z h o u I n s t i t u t e Co ． ， L t d ． ， Zh u z h o u ， Hu n a n 4 1 2 0 0 1 ， Ch i n a ； 2． S c h o o l o f E l e c t ri c a l E n g i n e e r i n g ， S o u t h we s t J i a o t o n g Un i v e r s i t y ， Ch e n g d u ， S i c h u a n61 0 0 3 1 ， Ch i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e f e a t u r e s o f t h e y a w s y s t e m f o r W T1 6 5 0 wi n d t u r b i n e ， i t i n t r o d u c e s t h e h a r d wa r e c i r c u i t d e s i g n a n d t h e s o f t wa r e de s i gn of PLC t e r mi n a l c omm un i c a t i on i n t e r f a c e i n ya w dr i ve s ys t e m ． I t i s pr ove d t ha t t h e ACT401 s e rie s c on ve r t e r s me e t t h e r e qu i r e me n t s of s t a bl e r unn i n g f o r wi n d t u r bi ne ya w s ys t e m． Ke y wor ds ACT401 c on ve rte r ； ya w s ys t e m； wi n d t ur b i n e；CANop e n c ommu ni c a t i on； PLC 0 引言 风机偏 航 系统 是水 平轴 式 兆 瓦级风 力 发 电机组 必 不可少 的组成 系统之 一 ， 它 主要 有两 个功 能 1 使风 轮跟踪稳定 变化的风 向 ； 2 当风力发 电机组 由于偏 航 作用 ， 连接机舱与塔筒 内电气设备之间的电缆发生扭 转缠 绕 时 ， 可使 电缆 自动解 缆 。 变 频 器驱 动偏 航 电机 ， 可 以实现偏航 系统 的软启动 、 软停 止 ， 减 少启动 电流对 电机的冲击 ， 并使风机运行平稳 ， 延长电机寿命 ， 减少 风机 振动 带来 的损 害 ；变频 器驱 动偏 航 系统还 可 以实 现偏航 的调 速运行 。 本文详 细介 绍 了AC T 4 0 1 变频器在 WT1 6 5 0 风机偏航 驱动系统 上的应用 。 1 偏航角度偏 差对风 机的影响 首先 来 了解一 下 偏航 角度 偏差 对 风 机 的影 响 。 如 收稿 日期 2 01 0 -0 7 -2 6 作 者简 介 姚辉 1 9 8 0- ， 男 ， 硕士 研究 生 ， T 程师 ， 现从 事 风 力发 电机 组 整 机 电 气 控 制 系统 研 发 1 作 。 果风机风轮的偏航角度有偏差 图 1 ， 则诱导速度有一 个方位角的变化 ， 此时叶片指向上游时的诱导速度比 同一 叶片转 动 了半 圈后指 向下游 时 的要低 些 ， 这是 因 为指 向下游 的叶片 比指 向上游 的叶片 更深地进入尾 流。 这 表 明指 向上游 的 叶片 比指 向下游 的叶片经 历 了更大 的风速 ， 因而产生 更大 的载荷 ， 影响 了风轮转 动的动平 图 1 偏 航 角度差 对风速 的影 响示意 图 Fi g．1 Th e s ke t c h of t he i n f l u e nc e o f y a w e r r o r o n wi n d s p e e d 注 ， l 风轮 转轴方 向； 未受干扰的风速 ；V 尾流 中的风速 ；W叶片的诱导速度 2 4 A C T 4 0 1变频 器在 w T 1 6 5 0风机偏航系统中的应用 5 ／ 2 01 0 衡 ， 而动 平衡不 良则会影 响到 风机 的使 用寿命 。 另外 ， 偏航角度偏差过大也会影响风机功率曲线水乎 ， 故为 使风机能够处于稳定高效的运行状态 ， 需要设计⋯个 具有 动态响应 功能 的闭环 偏航 控 制系统 。 2 W T 1 6 5 0风机偏航系统简介 2 ． 1 基本原理 WT 1 6 5 0 风机采用常阻尼式偏航机构 ， 其结构 简单 ， 相对 于液压 阻尼混合 式偏航 机构 减少 了偏航制 动液压 系统 ， 但要求偏航电机输出功率大 、 偏航卡块力矩均衡 度高 、 摩擦 垫片耐磨 性强 。 偏航动作方式为使用 的偏航卡块 以额定力矩 固 定 在偏航 齿 圈盘上 ， 偏 航 时通过 变频 器驱 动偏 航 电机 4 个 ， 输出功率克服卡块与齿圈盘之间的摩擦力， 使 机舱按某 一方 向转动 ， 在机舱与风 向角度一致时 ， 电机 电源 被切断 ， 偏航 卡块 保证机舱 的固定 。 由于风 向的不 确定性 ， 风 向有 时可能 会 在小 范 围 内变化， 为了避免风机偏航系统的频繁启动 ， 我们对偏 航角度偏差设置一个阈值0 ⋯ 最大偏航角度差 加以 限制 。 当偏 差角0 0 时 ， 偏航 系统不动作 ， 以避免频 繁启动偏航 给系统带来不稳 定性 ， 减少 了机械损耗 ， 特 别是在高风速 时 ， 风 向在小 范 内的变化 更大 ， 风对 桨 叶和偏航轴承的作用力都较大， 若在此时频繁的启动 偏 航 ， 极 可能 会造成 风机 损坏 。 2 ． 2 系统框图 WT 1 6 5 0 风机偏航控 制系统框 图如 图 2 所示 。 图 2 偏航控 制 系统框 图 Fi g． 2 Bl oc k di a g r a m o f ya w c o nt r ol s y s t e m P L C根据风 向标和风机位置编码器送来 的信号 ， 计‘ 算 出风机位 置 与风 向的角 度差 ， 并 判 断是 否需 要 进行 偏航 ；如需偏航 ， 则计算 出需 要的偏航角度 ， 并控制变 频器进行偏 航动作 。 风机的偏航系统 以两种速度运行 在发 电状态 下P L C控 制变频 器输 频率为 4 5 Hz ， 偏航 系统 以较 低 的速度 运行 ；在 非发 电状 态下 P L C控 制变 频器输 出频率 为5 0 H z ， 偏航系统 以较高 的速度 运行 。 偏航 电机通过偏航减速机带动偏航齿圈转动 ， 风 机位 置编码器 计算偏 航齿 圈的转 动角度 ；同时 偏航齿 圈带动偏航解缆保护器的小齿轮转动 ， 当偏航解缆保 护器达到设定解缆极限保护值时 ， 会产生一个保护信 号 ， 断开变频 器使 能信 号 ， 使变频 器停止 作 。 3 硬件线路设计 3 ． 1 变频器选型 A C T 4 0 1 系列变频器是邦飞利公司应用当今先进的 电机磁场定向控制理论 ， 采用高性能的功率模块 ， 利用 德国先进的变频器制造工艺 ， 制造出的新一代变频器。 该 变频 器 采用 了 宽 电压 设 计 技 术 ，额 定输 入 电压 为 4 0 0 V的变频器可以在4 0 0 V的情况下正常工作。 全系 列产品均已取得C E、 u L认证， 并符合欧盟 E u 要求的 E MC规范。 该变频器使用了特殊设计的散热系统， 可使 变频器在 5 5 ℃的T作环 境温 度下仍 能工作 ， 系统 运行 更 加安全 、 更加稳 定 。 AC T 4 0 1 系列变频器体积特 J IH, ， 例如 1 1 k W变频器 的外形尺寸仅 为2 5 0 IT ll n1 2 5 I r u T I 2 0 0 m n l ， 安装时还可 以靠 拢并列安装 ， 大大节 约了安装空 间 该．尺寸 刚好适 合WT 1 6 5 0 控制柜对变频器安装空间的要求 。 扩展模块 安装方便 ， 只需将选件模块插入预留的扩展卡接 口中 即可 。 wT 1 6 5 0 风机的偏航 电机 交流异 步电机 数量 为4 个 ， 单个电机功率为2 ． 2 k W， 总功率为8 ． 8 k W。 为此， 在 AC T 4 0 1 系列 变频器 中， 选用一 台A C T 4 0 1 - 2 3 型变频器 1 1 k W ， 标准散热方式 拖 动4台偏航 电机 。 AC T 4 0 1 2 3 型变频器的主要参数 为 推荐电机功率P 1 1 k W 输出电流， n 2 5 A 6 0 s 过载电流， n k 3 7 ． 5 A 1 s 过 载电流 5 0 A 开关频率7 2 - 1 6 k H z 电机频率 0 ～ 1 k H z 此外 ， 偏航电机具有P T C过热保护输出， 变频器需 具有检 测电机 P T C的功能 ， 故为变频器配置一个 I ／ O接 口模块E M 1 0 0 3 。 该模块具有P T C检测端口， 可将 电机P T C检测单元输 出商接连 接到此模块 P T C端 口上 。 另外 ， 按 WT 1 6 5 0 风机原始设计 ， 偏航变频器与P L C 之 间需要通过 CANo p e n总线 进行通信 ， 为此还需要选 择C M- C A N通信模块 此模块符合I S O ／ DI S 1 1 8 9 8 传输标 准 ， 通过C M． C A N通信模块实现变频器与 P L C的 C A N 通信 。 3 ． 2 硬件线路设计 3 ． 2 ． 1 电源 回路 偏航控制 系统 采用 i相 4 0 0 V电源 。 为了降低 高次 5 ／ 2 0 1 0 A C T 4 0 1变 频器在 W T 1 6 5 0风机偏 航系统中的应用 2 5 谐波进而降低无功功率 ， 在变频器的系统电源端 串联 一 个 电抗器 ， 该 电抗器 可将 无功 功率 消 耗降低 2 0 ％左 右 ， 还 可提高对 系统 电源 的感 应 系数。电抗 器 与变频器 装在 公用 的金 属 安装 板 上 ， 通 过 接触 面 积较 大 的铜 编 织 层接 地 。 根据需要 ， 还可使用耗散电流非常低 的系统 电源 滤波器 ， 以降低有害高频 电压的 “ 干扰” 。 根据 邦飞利 AC T 4 0 1 变频器 附件选型 手册 ， 选 定 的 电抗 器 、 滤波 器 型号 如下 电抗 器 型 号 L CVT 0 2 5 额 定 电 流 2 5 A；电抗 0 ． 8 6mH；功率耗散 8 5 W ； 滤波 器型号 F TV 0 3 0 A 额 定 电流 3 0 A；漏 电流 3 3 m A； 功率耗散 1 1 ． 8 W o 电源回路框 图如 图 3 所示 。 进线 电源 电抗器 卜 滤波器 卜 变频器 卜 _ 电机 图 3 电 源 回 路 Fi g． 3 Powe r l oo p 3 ． 2 ． 2 制动 回路 当驱动器控制 的交流电机转速降低时 ， 电机会按 发 电机模式 工作 ， 并 向驱 动器 回馈 电能 ， 此 时 ， 驱动 器 直流母线电压会升高。 当该 电压超过极限值时， 必须将 能量引至外部制动电阻 ， 以避免驱动设备发生故障， 使 用制动电阻吸收该能量， 并以发热形式散出。 A C T 4 0 1 标 准型驱动器 内集成制动控制模块 ， 只需在外部接一制 动电阻即可， 其制动回路原理图如图4 所示。 图 4 制 动 回路 原 理 F 4 Pr i nc i p l e d i a g r a m o f br a ki ng l o op 注 R 外部制动电阻； ＆ h AC T 4 0 1 标 准型驱动 器 内集成的制动控制模块 制动电阻R 计算可参考如下公式 式中U 接通门限电压 V ；P 峰值制动 功率 W o 其 中 p 一 二 一 1 8 2， b 式 中 I， 驱动 系统 的转动惯量 k g m ；n 制 动操 作之前 的驱动系统 转速 r ／ mi n ；n 2 J 动操作 之后 的驱动系统转 速 r ／ mi n ；t b 制 动时间 S o 接通 门限 电压 U 。为 制动 电阻接通时 的直流母线 电压 ， 在变频器参 数设置 中可以设置为 7 8 0 V。 根据计算结果 ， 可选择B R 2 0 0 0 ／ 3 2 型号制动电阻， 其 参数为 电阻值 3 2 Q 连续额定功率 2 k W 驱 动器额定功率上的 占空 系数 1 8 ％ 3 ． 2 - 3 变频 器接线 图 根据所选AC T 4 0 1 - 2 3型变频器 配E M I O 一 0 3 和 C M- C AN模 块 设计 出的变频器接线 图见 图 5 。 变频器 一 U l 1 8 ． 6 隔甄 习 一 X 2 1 0 A L1 X2 0A l l ／ 2 4 v c o n ， - o u t 幌弼 一 L 2 X 2 0 A 2 2 Ib -t w s tt p r 0 K ． ④ X 2 0 A 3 3 X 2 0 A 4 4 I S s R R - ． f h o ka rd I 一 。 X 2 0 A 5 5 ／f b ． s B1 I f I X 2 0 A 6 6 ／ 1 f -- I X l 『 Y Y 1 1 o w ．D l l 丽动l R b ． X 2 0 A 7 7 R X2 O B l l 方向 信号I f b ． S B X2 O B 2 ⋯ 广 X2 OB 3 U X 2 O B 4 I 手动 模式切 换r 隔面 0}一 V X 2 O B 5 W X2 OB 6 ． ⋯⋯⋯一⋯ ⋯ PE X2 0B 7 X3l O X 4 0 Bl t h e r ma l s wi t c h ． i n IP L C 接 口 c A N 卜 ＼ I l X 4 0 B 2 therm alsw itc hou l X 4 0 B 3 匝 C A N X 4 0 B 4 X 4 O B 5 II I X 4 0 B 6 1 X 4 0 B 7 图 5 变频 器接 线 图 Fi g． 5 Con v e r t e r wi r i ng di a g r a m 变频器引脚信号功能释义L 、 L ’ 、 k输入电源 端；R 、 R ， l 动电阻接入端；U、 V、 W变频器 输出端；x 3 1 O c A N接口；X2 1 0 A． 3 变频器使能 端 接解缆停 机输入信号 ； X 2 1 0 A． 4 、 X2 1 0 A． 5 正 、 反转方 向信号 手动模式下 ；X2 1 0 A． 6 手动模式选 择信号；X 2 1 0 B ． 2 、 X 2 1 0 B ． 3 输出继电器 控制偏航电 机制动器 ； X4 1 0 B ． 1 、 X4 1 0 B ． 2 电机P T C检测。 3 ． 3 偏航 电机的控制接 口 偏航电机内部装有P T C热电阻保护装置， 将4 个电 机的P T C热电阻保护回路串联， 信号送至变频器P T C检 测模 块 。当某个 电机 过 负荷 运 行 ，导致 电机温 度 过 高 时 ， P T C热 电阻保护 回路将动作 ， 并会 由变 频器 P T C检 测模 块 检 测 到 ， 此 时 变 频器 立 刻停 机 ， 以保护 偏 航 电 机 。 变频器 同时控制 4 个偏 航 电机 的制动器 开 、 闭 ，制 动器上有反馈信号 ， 4 个偏航 电机的制动器反馈信号串 联 ， 并送 至 P L C。 当风机 处于正 常运行 模式下 ， 如果 偏 2 6 A C T 4 01变频器在 w T 1 6 5 0风机偏航系统中的应用 航运行指令给出后 ， “ 制动器 已打开”的反馈信号没 有送 至 P L C， 则 P L C停止 启 动偏航 系统 ， 并 输 出故障 信 号 “ 偏 航 电机制动 器未 打开 ” 。 4 变频器参数配置 变频 器的控 制参 数可 以通过 变频器 专用 配置软件 v P l u s 进行设 置 ， 通过 VP l u s 可以下载 、 渎取 变频 器参数文件 ． v c b文件 。 变频器参数结合变频器控 制结构图按步骤进行设置 ， 变频器控制结构图如图6 所示 。 模 式切换 电 机参数 P L C控制 手动控制 图 6 变频 器控 制结构 图 F i g ． 6 Di a g r a m o f c o n v e n e r c o n t r o l s tr u c t u r e 变频 器的 主要配 置 内容 1 偏航具有 “ P L C控制” 和 “ 手 动控制” 两种运行 模式 。 “ P L C控制 ” 模式 为风机正常运行模式 ；“ 手动控 制” 模式为风机安装 、 维护时使用的一种模式 。 这两种 模式通过外部输入信号f b - S B 1 X 2 1 0 A． 6 进行选择， 选 择变频器内部的参数集 A C T 4 0 1 变频器共有4 套参数集 供用户选择 D a t a S e t l 或D a t a S e t 2 ；其中D a t a S e t 2 参数 集中的F i x e d F e q u e n c y 2 同定频率 2 设 置为 5 0 H z ， 此 为 手动控制模 式下的输 出频率设置 “ P L C控制 ” 模式的频 率通过P L C给定 2 电机参数 的设置 ， 包括额定 电压 、 额定 电流 、 额 定速度等电机固有参数。 3 V ／ f 特性设置 。 通过设定V ／ f 特性 ， 变频器会根据 频率来控制偏航 电机的电压。 对于电机在相应丁作点 输出的转矩， 也需要成比例地控制频率与电压的关系。 当变频器输出电压／ 输出频率比例为常数时， 电机在额 定工作 范 围的磁通 量也 保持恒 定 。 4 电流限制 。 为了避免连接 的负载突变导致 变频 器故 障 ， 设置限流功 能 ， 可对变频器 的过载 预留值进 行 优化 处理 。 5 频率斜坡 F r e q u e n c y R a mp s 设置 0 ～ 1 0 0 H z 加 速时间为4 s ；0 - 1 0 0 H z 减速时间为4 S ；S 曲线加速时间 为0 ． 5 S ；S 曲线减速时间为0 ． 5 S 。 6 控制 电机制动器输 出的时间参数 可以按照 “ 制 动器输 出时 序图 ” 图7 进 行设置 。 7 C AN总线通信波特率 、 总线I D设置。 输出频率 制动器输川 l l f t 3 t 4 图 7 制动 器输 出时序 图 Fi g ． 7 S e qu e n c e di a g r a m of a r r e s t e r o ut p ut 注 △t l 2 O ．2 s ；△ f 2 3 0 ． 5 s ；A f d s 2 S 5 P L C端通信接 口软件 设计 主控 P L C与偏航 变频器之 间的数据交换基于 C AN o p e n 通信， 主控P L C需要扩展C AN o p e n 通信模块 C M5 7 8 一 C OM， 作为C A No p e n 主站；偏航变频器需增加 C A N o p e n i 信模板C M- C A N， 作为C A N o p e n 从站， 拓扑 网如图8 所示。 通信波特率为5 0 0 k b i t ／ s ， 主控P L C与偏 航变频器的 C AN o p e n 网络地址分别 为4和 9 0 。 i C M 5 7 8 一 COM[ CM5 7 8 一 COM] 奶 圆_ r ． 一 I 4 0 0 ／ 2 0 0 ACTI NV ． e d s [ A CT 4 0 0 ／ 2 0 0 ACT INV ． e d s ] ． 图 8 C ANo p e n通信拓 扑图 Fi g． 8 To p ol og y of CANop e n c o mmun i c a t i on 5 ． 1 C A N o p e n 通信数据协议定义 主控P L C与偏航变频器之间的C AN o p e n 通信使用 了 ’ 两种通信对象 即2种通信报文 ， 即过程数据对象 P D 0 和服务数据对象 S D0 。 P D O用来传输实时数据， 通信周期为 1 0 0 ms ， 其数 据是预先定义的， 即通过总线组态软件 S y c o n 实现。 拓扑图是S y c o n 总线组态软件中的截图， 将偏航变频器 E DS 文件在S y c o n 组态软件中进行组态， 配置预先定义 过程数据 注 每个 支持 CANo p e n 协 议的从站都有对 应 的E D S 文件 电子资料 文档 E l e c t r o n i c d a t a s h e e t ， 需要预先将 E DS 文件 导入 S y c o n 总线组态软件 中 o 预先定义 的过程 数据包括 主控 P L C对偏航变 频 器的控制字和给定频率 P D O1 r x ， 以及偏航变频器 的状态字与变频器实际输出频率 P DO 2 t x 。 控制字 是指主控P L C对偏航变频器发出的控制字以及故障复 位指 令 ；状 态字 是指偏 航变频器 当前的状态 机 以及 故 障位 的状态 。 过 程数 据 可通 过 同 步循 环 或 同步不 循 环 的方式 ， 也可通过异步事件触发 即数值发生改变 的方式来实 A C T 4 0 1变频 器在 w T 1 6 5 0风机偏 航系统中的应用 2 7 现 实 时数据 的交换 。 S DO用 于读取偏 航变频器 的 内部参 数和接 口状态 ， 数据 包 括偏 航 变频 器 的版 本 、 偏航 变频 器 数 字量 采 集 信 号 、 偏 航 变 频器 模 块 温 度 、 偏 航 变 频 器 故 障状 态 字 S DO R 一 2 6 0 o S DO使用主控P L C的S DO专用指令 S DO R E A D ， 对除变且’ “ 偏航变频器版本”以外的其 他变量和参数进行周期性的读取 ， 而 “ 偏航变频器版 本” 仅仅在上电的时候读取一次。 C A No p e n 通信报文P DO和S DO的数据协议见表 1 ～ 表 3 表 1 P D O和S D O数据协议 Ta b ． 1 Pr o t o c o l o f P DO a n d S DO d a t a 表2 状态字表 Ta b． 2 Ta b l e o f s t a t u s wo r d Comm a nd HEX Bi t 7 Bi t 3 Bi t 2 Bi t 1 Bi t 0 Tr a n s i t i on 5 ． 2变频器远程控制方式的实现 偏航 系统 的偏 航 动作 类 型包 括 风机 初 始化 找零 位 、 手 动偏航 使用 手持式服务盒 、 位置误 差 3 0 。 的 自动偏航 。 偏航 系统 要求 偏航 即有上 述偏 航动 作 时 ， 主控 P L C根据偏航 变频器状态机 的状态 ， 通过送 给偏航变频 器相 应的控制字来 实现对偏航 变频 器的控制 ， 主控 P L C 送给偏航变频器的控制字是通过P DO来实现的。 具体 控制 逻辑 如 图9 所 示 。 图 9 变频 器控 制状 态 图 Fi g． 9 Di a gr a m o f co n ve r t e r c on ol s t a t e 当主控P L C状态正常， 且机舱位置未超限， 如偏航 变频 器处于 “ S w i t c h o n i n h i b i t 0 x 4 0 ” 状态 ；主控P L C发 出控制字 为 “ 0 x 0 6 ”时 偏航 开始触发 ， 偏 航变频器进 入 “ R e a d y t o s w i t c h o n 0 x 2 1 ” 状态；当主控P L C发出控 制字为 “ 0 x 0 7 ” 时 ， 偏航变频器进入 “ R e a d y 0 x 2 3 ” 状态 ； 再 当主控P L C发 出控制字为 “ 0 x 0 F ” 时 ， 偏航变频器就进 入 “ O p e r a t i o n e n a b l e d D r i v e r u n n i n g 0 x 2 7 ” 状态 ， 开始偏 航。 偏航变频器处于上述任何状态 ， 主控P L C发出控制 字为 “ 0 x 0 0 ” 时 ， 偏航变频器又回到 “ S wi t c h o n i n h i b i t 0 x 4 0 ” 状态 ， 等待下次 的偏航触发 。 5 ． 3 S D O 和 P D O 核 心程序代码段 S D O数据读取 S DO _ RE AD E N T RI 甩． S 【 T 2 ， NODE 9 0 ． OBJ _I DX 1 6 2 1 E 2 ， 1 6 2 0 F1 ⋯ S UB I DX 1 6 0 3 ， DATA A DR d a t a ； S DO e n a b l e F ALS E； I F S DO _ READ． DONE THEN can ．_e r r o r S DO_ READ． ERNO； 2 8 A C T 4 01变频器在 w T 1 6 5 0风机偏航 系统 中的应 用 5 ／ 2 0 1 0 END s l a v e _e r r o r SDO _READ． S DO _E R R ； 机监控系统的故障记录中未出现与偏航驱动系统相关 d o n e T R U E ； 的任何故障 ， 变频器运行稳定。 d 0 A ND n哪 0 A ND s l a v e _ e r r o r o T H E N O U t p u t d a t a dwo r d t o d wo r d d a t a ； END _I F 偏航 变频 器远程 控制 I FOYa w THEN CAS E I Ⅲ T T 0 BY T E I Ya w _ c o n t r o 1 O F 1 6 拌 4 0 OYa w c o n t r o l l 6 0 6； 1 6 1 OYa w ．_c o n t r o l 1 6 0 7； 1 6 2 3 OYa w ．c o n t r o l 1 6 0 0 0 F； 同 E END CAS E EL S I F N0T I Ya wEr r Bi t T} 玎 巳 N OYa w _c o n t r o l 0； 日 END _I F 6 试验结果 根据 以上设 计方案 ， 该变频器在风机现场进行 了装 机试验 ， 按照风机 的正 常运 行要求进行考 核 。 考核过程 中使用 了变频器在线示波器软件 V P l u s Os z i l l o s c o p e 。 对偏航系统运行时的启动和停机时段进行了在线监视， 得到了偏航系统 的启动 、 停机波形的截 图 图 1 0 、 图 1 1 。 通 过波形 可 以看 出 ， 在 系统 启动 和停机 时段 电流输 出 十 分稳定 ， 风机 偏航启 动 、 停机平 稳顺 滑。 该 变频器装在风机 上运行 了8 个多月 ， 在此期 间风 l ， 输 出库 流 蛤 H { 申庠 ／ ／ ⋯ ／ ＼l ／ I ／ _． ／ ／ ／ l ／ ／ 。 输 出 频 率 ‘ _ ／ - ● l - 图 1 0偏航 系统启 动波形 Fi g．1 0 W a v e f or m of ya w s ys t e m i n s t a r t up I 一{ i； i 出电压 f I 。 输 H ； 电 瀹 l ＼ I _ 、～ ． ． 一_ f 图 1 1 偏航 系统停机波形 F i g ． 1 1 Wa v e f o r m o f y a w s y s t e m i n s t o p 7 结语 A C T 4 0 1 2 3 型变频器已经在WT 1 6 5 0 风力发电机组 上通 过 了样机验证考 核 ， 运行 稳定 ， 并且 在wT1 6 5 0 风 机 中实 现 了大批量装机应用 。 AC T 4 0 1 系列变频器总线 接 口丰富 ， 选配 R S 4 8 5 、 P r o fi b u s 、 C AN o p e n 等系统总线 通信模块， 可以轻松与上位机通信 ， 便于系统集成。因 此， 可以认为其系列产品适合在各种功率等级的风机 偏 航系 统 中推广应 用 。 参 考文 献 【 1 ]Ha n s e n M O L． 风 力机 空气动力学 【 M] ．肖劲松 ， 译 ． 北京 中 国电力 出版社 ， 2 0 09 ． [ 2 】 何玉林 ， 刘 卫 ， 李 奇敏 ， 等．稳态 偏航 状态 的风力机 风轮气 动 力研 究【 J ] ． 机械设计 ， 2 0l 0， 2 7 4 7 9 8 3 ． 【 3】 叶杭治 ．风力 发 电机 组的控 制技术 [ M] ．北京 机械lT业 出版 礼 ， 2 0 0 6 ． [ 4】 高文元 ， 马小英 ， 崔 鹏 ， 等 ．Mw 级风 力发 电机组 的偏航 系 统控制策 略[ J ] ． 科学技 术与工程 ， 2 0l 0 2 4 1 5 41 8 ．