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倫茨風(fēng)電專用型驅(qū)動器助航風(fēng)電

時間:2015-09-22 14:19:37來源:倫茨(上海)傳動系統(tǒng)有限公司

導(dǎo)語:?本文結(jié)合風(fēng)電變槳系統(tǒng)在國內(nèi)的運用趨勢,提出了Lenze系統(tǒng)在風(fēng)電變槳系統(tǒng)的解決方案,重點分析了Lenze產(chǎn)品在風(fēng)電行業(yè)的運用優(yōu)勢,并對未來變槳系統(tǒng)的發(fā)展趨勢作出了展望。

摘要:隨著新能源產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的蓬勃發(fā)展,以及國家對新能源產(chǎn)業(yè)支持力度的不斷加大,本文結(jié)合風(fēng)電變槳系統(tǒng)在國內(nèi)的運用趨勢,提出了Lenze系統(tǒng)在風(fēng)電變槳系統(tǒng)的解決方案,重點分析了Lenze產(chǎn)品在風(fēng)電行業(yè)的運用優(yōu)勢,并對未來變槳系統(tǒng)的發(fā)展趨勢作出了展望。

關(guān)鍵字: 變槳系統(tǒng),CAN總線,Lenze風(fēng)電專用型驅(qū)動器,安全鏈,充電機(jī),后備電源

1 前言

在全球常規(guī)能源逐步走向枯竭、環(huán)保呼聲日漸高漲的背景下,開發(fā)利用清潔能源和可再生能源已成為全球能源界的共識。隨著節(jié)能等理念的推廣以及中國政府政策的引導(dǎo),新能源在中國本土的需求將會逐漸加大,未來市場潛力不可小覷。

全球風(fēng)電變槳系統(tǒng)市場主要品牌有:MOOG、SSB Wind System、ATECH、Mita‐Teknik、AMSC Windtec、Parker hannifin、Windurance LLC、Bosch Rexroth 和AVN Energy 等,從目前全球各國的風(fēng)電發(fā)展趨勢來看,中國和美國已成為未來推動全球風(fēng)電發(fā)展的主要推動力。然而以上品牌的變槳系統(tǒng)一般情況下均為客戶提供整體的解決方案。許多客戶,尤其是國內(nèi)的風(fēng)電客戶基本上不可能從這些供應(yīng)商的系統(tǒng)里得到核心的技術(shù),無法積累經(jīng)驗以進(jìn)一步進(jìn)行研發(fā)和改造?;谶@種原因,Lenze專門為那些期望擁有自有核心技術(shù)的風(fēng)電客戶,通過為其提供核心元器件來幫助他們實現(xiàn)開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)變槳系統(tǒng)的愿望。

2 風(fēng)力發(fā)電的原理

圖1 風(fēng)力發(fā)電控制原理圖

從上圖中可以看出,風(fēng)力發(fā)電就是通過傳感器獲得當(dāng)前的風(fēng)速和風(fēng)向,然后主控系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)部控制算法調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的方向以及槳葉的槳距,從而讓風(fēng)機(jī)盡可能地保持可滿足發(fā)電功率的轉(zhuǎn)速,再通過發(fā)電系統(tǒng)及變壓器將風(fēng)機(jī)發(fā)出的電能并網(wǎng)到電網(wǎng)。

在整個發(fā)電過程中,變槳系統(tǒng)又是整個系統(tǒng)的重中之重,其槳距控制的快速性、準(zhǔn)確性將直接影響到風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率。所謂變槳系統(tǒng),是指在工作風(fēng)速范圍內(nèi),依據(jù)風(fēng)速的變化隨時調(diào)節(jié)槳距角,以控制吸收機(jī)械能。這樣一方面保證能夠獲取最大的機(jī)械能,同時減少風(fēng)力對風(fēng)機(jī)的沖擊,從而將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為電能。變槳系統(tǒng)主要包含輪轂、楔形盤、變槳軸承、變槳電機(jī)、變槳控制柜、后備電源柜、各種開關(guān)及撞塊等。

在整個變槳過程中,變槳驅(qū)動器除了要實時接收主控的角度及速度指令并快速準(zhǔn)確地完成變槳距外,還需要對變槳系統(tǒng)進(jìn)行安全鏈處理及部分邏輯控制,從而滿足高/低電壓穿越,后備電源切換等功能。

3 Lenze產(chǎn)品簡介

Lenze可為偏航系統(tǒng)、助爬系統(tǒng)、機(jī)艙冷卻系統(tǒng)及變槳系統(tǒng)提供相應(yīng)的解決方案。針對風(fēng)電行業(yè),Lenze產(chǎn)品的主要特點如下:

(1)8400風(fēng)電專用型驅(qū)動器:

●     Lenze風(fēng)電專用型(WindMotion)伺服驅(qū)動器,具備極寬的溫度適應(yīng)范圍和抗振特性。該驅(qū)動器具有2xIn-3s的電流輸出特性,在減小體積、降低成本的同時還可充分發(fā)揮伺服電機(jī)的過載能力。

●     具備超寬的直流母線電壓輸入范圍,電壓可低至140VDC,可非??煽康貪M足低電壓穿越的技術(shù)要求。

●     采用專用的大型散熱器用于伺服驅(qū)動器的散熱,無須風(fēng)扇,以提高系統(tǒng)可靠性。

●     風(fēng)電專用型伺服驅(qū)動器具備開環(huán)電機(jī)控制功能,即使在電機(jī)反饋元件損壞的情況下也可以控制電機(jī),實現(xiàn)緊急順槳。

●     風(fēng)電專用型伺服驅(qū)動器內(nèi)置功能塊編程能力,可完成過去需要變槳專用PLC才能完成的變槳控制任務(wù),用戶可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活修改變槳程序邏輯,伺服驅(qū)動器內(nèi)置CANOpen 標(biāo)準(zhǔn)通訊接口,并且在用戶需要時可以任意增加適配其他通訊協(xié)議的接口模塊(例如EtherCAT)。伺服驅(qū)動器將直接與主控系統(tǒng)進(jìn)行通訊,并完成全部的運動控制和邏輯控制,省去變槳控制器,節(jié)省成本。

●     風(fēng)電專用型伺服驅(qū)動器具備第二路反饋接口,可以連接SSI冗余編碼器,獲得槳葉的絕對位置,并可以將此位置值通過CAN通訊返回主控PLC。

●     風(fēng)電專用型伺服驅(qū)動器可以在攝氏零下30度直接啟動。

(2)Lenze電機(jī)特點:

●     功率范圍廣泛/ 結(jié)構(gòu)緊湊;

●     高效率、高過載能力、采用加強(qiáng)型軸承;

●     完美的定子封裝使電機(jī)能承受極端的振動條件,具有防腐涂層,動態(tài)響應(yīng)高、轉(zhuǎn)動慣量低;

●     AC電機(jī)可用于87Hz,轉(zhuǎn)速可達(dá)2500RPM,且在2500rpm轉(zhuǎn)速條件下,電機(jī)扭矩仍然不跌落。

4 Lenze風(fēng)電變槳系統(tǒng)方案

Lenze風(fēng)電變槳系統(tǒng)方案

在此方案中,Lenze提供變槳驅(qū)動器、變槳電機(jī)、擴(kuò)展IO等核心元器件,客戶可以根據(jù)自己的變槳工藝需求靈活選擇相關(guān)的其它元器件,以滿足自己的核心變槳需求。

5 技術(shù)關(guān)鍵點

●     Lenze可提供包含電機(jī)和驅(qū)動器的整體化解決方案,電機(jī)效能發(fā)揮得更好,故障率更低。

●     Lenze只提供最具備技術(shù)優(yōu)勢的產(chǎn)品,客戶可根據(jù)Lenze提供的方案選擇市面上性價比最高的其它配套產(chǎn)品,客戶自主程度更高,更改靈活性更佳,方案擴(kuò)展性更好。

●     變槳系統(tǒng)無需再單獨配置變槳PLC,驅(qū)動器本身就能完成核心的變槳運動控制功能、安全鏈控制邏輯、客戶自定義控制邏輯及一些簡單的算法,且編程環(huán)境完全開放,客戶可在Lenze開放的編程平臺上完全自主地研發(fā)自己的變槳程序。

●     如IO點不夠,Lenze變槳驅(qū)動器可提供第二路CAN接口,且可通過這路CAN接口擴(kuò)展IO點。

6 發(fā)展趨勢

一直以來,風(fēng)電的核心技術(shù)都掌握在外資巨頭手里,國內(nèi)企業(yè)很難掌握其核心技術(shù),近幾年來,國家的政策支持對象也逐步由過去的注重發(fā)電轉(zhuǎn)向了注重扶持國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造。所以,現(xiàn)在及未來的一些年內(nèi),完成對風(fēng)電核心技術(shù)的消化吸收以及進(jìn)一步發(fā)展,實現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的自主化將是一項刻不容緩的任務(wù)。同時,隨著風(fēng)電行業(yè)進(jìn)入成熟期,成本要求也越來越苛刻。

Lenze專為那些擁有自有核心技術(shù)的風(fēng)電客戶,通過為其提供核心元器件來幫助他們實現(xiàn)開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)變槳系統(tǒng)的愿望,為國內(nèi)風(fēng)電廠家實現(xiàn)變槳系統(tǒng)成本的降低,自主化以及對核心技術(shù)的掌握提供了巨大便利。

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