金风1.5兆瓦机组变流部分培训课件(完整版)
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金风1.5MW偏航系统演示教学
error_yaw_speed；
偏航速度故障（偏航过载）
处理方法：
当风机检测其向左或向右偏航的角度超过920度并持续2秒钟风机报 error_yaw_position故障，即偏航位置故障。检查由模块到机舱位置传感器的接线， 若接线正常，检查机舱位置传感器是否能正常工作并检查电阻阻值是否正常，若 不正常则证明机舱位置传感器的滑线电阻损坏，若以上检查都正常，则可以拆下 机舱位置传感器，旋转凸轮改变电阻看系统显示的偏航位置变化能否正常，不正 常则更换相应模块。同时还要检查系统设置的解缆参数是否正确。
常见故障及处理方法
故障名称：
error_yaw_position；
偏航位置故障
error_yaw_right_feedback； 右偏航反馈丢失
errห้องสมุดไป่ตู้r_yaw_position_sensor； 偏航位置传感器故障
error_yaw_left_feedback；
左偏航反馈丢失
No Image
左图即为偏航电机，电机的轴 末端装有一个电磁刹车置，用 于在偏航停止时使电机锁定， 从而将偏航传动锁定。附加的 电磁刹车手动释放装置，在需 要时可将手柄抬起刹车释放。
左图为机舱位置传感器，机 舱位置传感器内是一个10 千欧姆的环形电阻，风机 通过电阻的变化，确定风 机的偏航角度并通过其电 阻的变化计算偏航的速度。
偏航对风动作判断：当60秒平均风向角度持续20秒小于155度时，风机向左偏航 对风；当60秒平均风向角度持续3.5分钟小于171度时，风机向左偏航对风，当30 秒平均风向角度持续3秒大于175时，风机停止向左偏航。当60秒平均风向角度持 续20秒大于205度时，风机向右偏航对风；当60秒平均风向角度持续3.5分钟大于 189度时，风机向左偏航对风，当30秒平均风向角度持续3秒小于185时，风机停 止向右偏航。
金风1.5兆瓦机组讲解
一、金风1.5MW机组的特点-12/17
叶轮变桨系统组成（第二代变桨结构）
变桨驱动
变桨控制柜 齿形 带
变桨轴 承
胀紧度 调节压 板 17
提问:
金风的机组为什么要使用齿形带进行变桨驱动 ？
* 18
一、金风1.5MW机组的特点-13/17
齿轮传动变桨技术
70% 时间 x 20 年 (机组设计寿命) = 14 年一个齿牙承受载荷（接触受力） + 非常困难的齿面润滑
变桨控制系统 1、采用变桨电机配合减速器作 为驱动； 2、采用带有齿形的皮带传动； 3、3个变桨柜可独立控制，作 为主控PLC的子站； 4、采用DP通讯协议，数据通 过滑环和主控进行交换； 5、各个柜体间采用航空插头进 行连接，维护方便； 6、变桨系统备用电源采用超级 电容，可靠性高，使用寿命 长。
金风大学值班长特训营
* 4
课程目录
一、金风1.5MW机组的特点 二、直驱机组与双馈机组的比较 三、金风1.5MW机组配置型号 四、金风1.5MW机组的基本参数 五、金风1.5MW机组的关键部件 六、金风1.5MW机组的电控系统
金风大学值班长特训营
* 5
一、金风1.5MW机组的特点-1/17
机组特点: 1、无齿轮箱，直驱永磁发电机； 2、变速变桨控制方式； 3、全功率变流系统； 4、PAC控制系统； 5、结构紧凑简单； 6、低风速段功率特性优异；
Goldwind 70/1500
Repower 70/1500 某双馈70/1500kW
GE 70.5/1500 某双馈 70/1500kW
15
.7
13
14
15
16
17
18
* 28
00风电 1.5MW机组冷却系统课件
散热器：当水冷系统混合液已经走外循环的时候，水冷系统仍然无法降低变流器 温度在一个合适的范围内工作，这个时候散热器上的散热风扇就会逐个开始运行，从 而更好的保证水冷系统冷却的功效。
工艺流程说明
三、高澜水冷控制系统介绍
1、高澜水冷系统的工作原理分析 水冷系统的工作原理可以理解为水循环在高温的变流器内吸热，通阀开始开启，若温度继续升高，电动三通阀不断开
启直至全部开通，冷却液全部通过散热器进行散热，同时三个散热扇轮流交替进行工作强 制散热。
变流器：变流器通过三号柜下方的法兰将水泵出口的冷却液引至变流器内部，然后通过 分流管路将冷却水分别送到电抗器和1U、2U1、3U1等功率模块进行冷却。冷却液在变流柜 内部循环之后，再通过三号柜的出水口把冷却液送回水冷系统，从而保证变流器工作在一个 合适的温度环境之中。
电加热器：只有在水冷系统运行的条件下电加热器才可以工作进行加热，电加热器 的启停是由主控程序来控制的。当变流器有加热请求的时候，电加热器会开始加热来 调节变流器内部元器件等温度直到变流器加热请求信号消失为止。另外当系统水温低 于12℃的时候水冷系统也会自动开始加热，直到水温高于15 ℃的时候才停止加热。另 外，主控在就地控制的状态下也可以强制水冷系统进行加热，作为调试或冬天低温时 系统启动前的预热
电磁排气阀：水冷系统内混合液存在热胀冷缩的现象，当混合液温度升高时候系 统压力会迅速升高，当压力平衡罐的稳压能力无法满足平衡系统压力的时候，主控程 序就会根据设定好的压力来控制电磁排气阀动作，从而降低水冷系统的压力。当系统 压力降低到合适的数值时，程序会自动控制电磁排气阀停止排气，从而保证整个系统 工作在一个相对稳定的压力范围内。
金风1.5MW机组使用的水冷系统主要有两种，就是高澜水冷系统和贺德克水冷系 统。高澜水冷系统采用的是管路结构形式，其结构简单易懂；贺德克水冷系统采用的 是集成阀块结构，主要管路设计都集成在阀块内部，看上去结构简洁。
工艺流程说明
三、高澜水冷控制系统介绍
1、高澜水冷系统的工作原理分析 水冷系统的工作原理可以理解为水循环在高温的变流器内吸热，通阀开始开启，若温度继续升高，电动三通阀不断开
启直至全部开通，冷却液全部通过散热器进行散热，同时三个散热扇轮流交替进行工作强 制散热。
变流器：变流器通过三号柜下方的法兰将水泵出口的冷却液引至变流器内部，然后通过 分流管路将冷却水分别送到电抗器和1U、2U1、3U1等功率模块进行冷却。冷却液在变流柜 内部循环之后，再通过三号柜的出水口把冷却液送回水冷系统，从而保证变流器工作在一个 合适的温度环境之中。
电加热器：只有在水冷系统运行的条件下电加热器才可以工作进行加热，电加热器 的启停是由主控程序来控制的。当变流器有加热请求的时候，电加热器会开始加热来 调节变流器内部元器件等温度直到变流器加热请求信号消失为止。另外当系统水温低 于12℃的时候水冷系统也会自动开始加热，直到水温高于15 ℃的时候才停止加热。另 外，主控在就地控制的状态下也可以强制水冷系统进行加热，作为调试或冬天低温时 系统启动前的预热
电磁排气阀：水冷系统内混合液存在热胀冷缩的现象，当混合液温度升高时候系 统压力会迅速升高，当压力平衡罐的稳压能力无法满足平衡系统压力的时候，主控程 序就会根据设定好的压力来控制电磁排气阀动作，从而降低水冷系统的压力。当系统 压力降低到合适的数值时，程序会自动控制电磁排气阀停止排气，从而保证整个系统 工作在一个相对稳定的压力范围内。
金风1.5MW机组使用的水冷系统主要有两种，就是高澜水冷系统和贺德克水冷系 统。高澜水冷系统采用的是管路结构形式，其结构简单易懂；贺德克水冷系统采用的 是集成阀块结构，主要管路设计都集成在阀块内部，看上去结构简洁。
金风1.5MW液压系统及偏航系统演示幻灯片
几种单向阀的纵剖结构图
10
节流阀
通过改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，控制通 过阀的流量，达到调节执行元件运动速度的目的。
11
溢流阀
作用：
• （1)调压溢流 在定量泵节流调速供油系统中，利用溢流阀将多余的
油液排回油箱，调节弹簧的预紧力，也就调节了系统的工作压力。此 时，溢流阀处于常开状态。
1.5兆瓦风机偏航系统
1.5兆瓦风机的偏航系统（除液压站外）包括：偏航电机、偏航减速 器、机舱位置传感器、偏航加脂器、毛毡齿润滑器、偏航轴承、偏航 刹车闸、偏航刹车盘。 偏航轴承采用四点接触球转盘轴承结构。偏航电机是多极电机，电压 等级为400V，内部绕组接线为星形。电机的轴末端装有一个电磁刹 车装置，用于在偏航停止时使电机锁定，从而将偏航传动锁定。附加 的电磁刹车手动释放装置，在需要时可将手柄抬起刹车释放。偏航刹 车闸为液压盘式，由液压系统提供约140～160bar的压力，使刹车片 紧压在刹车盘上，提供足够的制动力。偏航时，液压释放但保持 24bar的余压，这样一来，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大 大减少风机在偏航过程中的冲击载荷。偏航刹车盘是一个固定在偏航 轴承上的圆环。偏航减速器为一个行星传动的齿轮箱，将偏航电机发 出的高转速低扭矩动能转化成低转速高扭矩动能。凸轮计数器内是一 个10千欧姆的环形电阻，风机通过电阻的变化，确定风机的偏航角度 并通过其电阻的变化计算偏航的速度。偏航加脂器负责给偏航轴承的 润滑加脂的工作。毛毡齿润滑器负责给偏航齿的润滑。
风机液压系统和偏航系统的简介
结构性讲解不代表实物 孙伟
1
1.5兆瓦风机液压系统总图
2
主要零部件清单列表
序号
名称
1
油箱
1.3
10
节流阀
通过改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，控制通 过阀的流量，达到调节执行元件运动速度的目的。
11
溢流阀
作用：
• （1)调压溢流 在定量泵节流调速供油系统中，利用溢流阀将多余的
油液排回油箱，调节弹簧的预紧力，也就调节了系统的工作压力。此 时，溢流阀处于常开状态。
1.5兆瓦风机偏航系统
1.5兆瓦风机的偏航系统（除液压站外）包括：偏航电机、偏航减速 器、机舱位置传感器、偏航加脂器、毛毡齿润滑器、偏航轴承、偏航 刹车闸、偏航刹车盘。 偏航轴承采用四点接触球转盘轴承结构。偏航电机是多极电机，电压 等级为400V，内部绕组接线为星形。电机的轴末端装有一个电磁刹 车装置，用于在偏航停止时使电机锁定，从而将偏航传动锁定。附加 的电磁刹车手动释放装置，在需要时可将手柄抬起刹车释放。偏航刹 车闸为液压盘式，由液压系统提供约140～160bar的压力，使刹车片 紧压在刹车盘上，提供足够的制动力。偏航时，液压释放但保持 24bar的余压，这样一来，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大 大减少风机在偏航过程中的冲击载荷。偏航刹车盘是一个固定在偏航 轴承上的圆环。偏航减速器为一个行星传动的齿轮箱，将偏航电机发 出的高转速低扭矩动能转化成低转速高扭矩动能。凸轮计数器内是一 个10千欧姆的环形电阻，风机通过电阻的变化，确定风机的偏航角度 并通过其电阻的变化计算偏航的速度。偏航加脂器负责给偏航轴承的 润滑加脂的工作。毛毡齿润滑器负责给偏航齿的润滑。
风机液压系统和偏航系统的简介
结构性讲解不代表实物 孙伟
1
1.5兆瓦风机液压系统总图
2
主要零部件清单列表
序号
名称
1
油箱
1.3
金风1[1].5MW风机Switch变流系统培训课件——201003
![金风1[1].5MW风机Switch变流系统培训课件——201003](https://img.taocdn.com/s3/m/2c6e92dece2f0066f5332277.png)
金风1.5MW风机Switch变流系统培训课件
容：
1、 1.5MW机组Switch变流系统主拓扑结构 2、 Switch变流系统控制框图 3、 Switch变流系统的电网侧控制原理
4、 Switch变流系统的电机侧控制原理
5、 Switch变流系统和主控的联系 6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
2.1 控制和通讯信号 （a）主控到变流的DP信号 （b）变流到主控的DP信号
（c）硬件控制线的控制信号
2.2 变流和主控连接的10芯控制线的控制信号 ① 变流系统准备启动；
② 变流系统故障；
③ 变流系统急停； ④ 变流系统急停复位； ⑤ 变流系统启动使能；
6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
二、Switch变流系统控制框图
1U1
1U1
2U1
3U1
4U1
2U1
3U1
4U1
变流控制柜机柜
变流控制柜机柜1
网侧滤波电容器组 1C1、1C2
网侧断路器1Q1机械 锁定钥匙的钥匙把的位 置处于水平方向时断路 器处于机械锁定状态， 在需要进行机械锁定时 最好将钥匙拨到水平位 置后将钥匙拔离以确保 安全。钥匙位于与地面 垂直位置时表明断路器 处于正常工作状态，此 位置无法移除钥匙。
在得到励磁电流/转矩电流的给定和反馈之后，通过 电流调节器可以得到转矩电压/励磁电压的参考给定值 Udref/Uqref。 再根据转子磁场位置角θ r，对这两个给定进行两相 同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，得到发电机 机端三相电压的给定。根据这三相给定，PWM模块给出功 率器件的驱动脉冲。
制动功率模块使用原理（典型应用）
一、Switch变流系统主拓扑结构
该变流器采用可控整流的方式把发电机发出的交流电 整流为直流电，通过网侧逆变单元把直流电逆变为工频交 流电馈入电网。其控制方式为分布式控制，即每个功率单 元都能够独立的执行控制、保护、监测等功能，功率单元 之间则通过现场总线连接。 这种方式和它的主电路拓扑 结构相对应。
容：
1、 1.5MW机组Switch变流系统主拓扑结构 2、 Switch变流系统控制框图 3、 Switch变流系统的电网侧控制原理
4、 Switch变流系统的电机侧控制原理
5、 Switch变流系统和主控的联系 6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
2.1 控制和通讯信号 （a）主控到变流的DP信号 （b）变流到主控的DP信号
（c）硬件控制线的控制信号
2.2 变流和主控连接的10芯控制线的控制信号 ① 变流系统准备启动；
② 变流系统故障；
③ 变流系统急停； ④ 变流系统急停复位； ⑤ 变流系统启动使能；
6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
二、Switch变流系统控制框图
1U1
1U1
2U1
3U1
4U1
2U1
3U1
4U1
变流控制柜机柜
变流控制柜机柜1
网侧滤波电容器组 1C1、1C2
网侧断路器1Q1机械 锁定钥匙的钥匙把的位 置处于水平方向时断路 器处于机械锁定状态， 在需要进行机械锁定时 最好将钥匙拨到水平位 置后将钥匙拔离以确保 安全。钥匙位于与地面 垂直位置时表明断路器 处于正常工作状态，此 位置无法移除钥匙。
在得到励磁电流/转矩电流的给定和反馈之后，通过 电流调节器可以得到转矩电压/励磁电压的参考给定值 Udref/Uqref。 再根据转子磁场位置角θ r，对这两个给定进行两相 同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，得到发电机 机端三相电压的给定。根据这三相给定，PWM模块给出功 率器件的驱动脉冲。
制动功率模块使用原理（典型应用）
一、Switch变流系统主拓扑结构
该变流器采用可控整流的方式把发电机发出的交流电 整流为直流电，通过网侧逆变单元把直流电逆变为工频交 流电馈入电网。其控制方式为分布式控制，即每个功率单 元都能够独立的执行控制、保护、监测等功能，功率单元 之间则通过现场总线连接。 这种方式和它的主电路拓扑 结构相对应。
金风1.5MW风机switch变流器系统讲解PPT课件
I1 595A DC Output:U2 3 0～320Hz
I2 502A
断路器1Q1 熔断器带辅助触点
1F1.1
1F2.1
1F3.1
1F1.2
1F2.2
1F3.2
9
相变到1Q1 690V 1000A,690V AC,aR,IR700-200kA,38kN/50
1.2 1U1外观结构及内 部元器件介绍（2#柜）
为“31504”
使 用 2U1和3U1的Keypad面板
2
将P2.9.2 Force PreCharge的值设置为“1” M1的V1.9监测DC-link电压，
来进行强制预充电并等待30s
电压值在900V以上时网侧空开
闭合
3 设置P2.9.3.1 Allow breaker test为“Yes”
4 设置P2.9.3.2 Force breaker 为“Yes”
-
13
1.4 2U1和3U1外观结 构及内部元器件介绍 2U1电机侧接线铜排 电机侧2U1功率单元控制器 电机侧保护熔断器组2F1 变流器直流母线排
电机侧2U1功率单元
电机侧防雷保护2F11 水冷散热管路
3U1电机侧接线铜排 功率单元控制线 电机侧保护熔断器组2F2
电机侧3U1功率单元
3U1电机侧接线铜排
合测试 就不用退出“Test mode”。如 要退出“Test mode”，进入1U1 P2.9.1 菜单，将测试密码改为“0”
即可。
-
17
2.3 变流器主空开闭合测试
表2 变流器主空开闭合测试
序
操于与地面 进入“Test mode”，测试密码
1 垂直的位置），进入1U1 P2.9.1菜单
I2 502A
断路器1Q1 熔断器带辅助触点
1F1.1
1F2.1
1F3.1
1F1.2
1F2.2
1F3.2
9
相变到1Q1 690V 1000A,690V AC,aR,IR700-200kA,38kN/50
1.2 1U1外观结构及内 部元器件介绍（2#柜）
为“31504”
使 用 2U1和3U1的Keypad面板
2
将P2.9.2 Force PreCharge的值设置为“1” M1的V1.9监测DC-link电压，
来进行强制预充电并等待30s
电压值在900V以上时网侧空开
闭合
3 设置P2.9.3.1 Allow breaker test为“Yes”
4 设置P2.9.3.2 Force breaker 为“Yes”
-
13
1.4 2U1和3U1外观结 构及内部元器件介绍 2U1电机侧接线铜排 电机侧2U1功率单元控制器 电机侧保护熔断器组2F1 变流器直流母线排
电机侧2U1功率单元
电机侧防雷保护2F11 水冷散热管路
3U1电机侧接线铜排 功率单元控制线 电机侧保护熔断器组2F2
电机侧3U1功率单元
3U1电机侧接线铜排
合测试 就不用退出“Test mode”。如 要退出“Test mode”，进入1U1 P2.9.1 菜单，将测试密码改为“0”
即可。
-
17
2.3 变流器主空开闭合测试
表2 变流器主空开闭合测试
序
操于与地面 进入“Test mode”，测试密码
1 垂直的位置），进入1U1 P2.9.1菜单
金风1.5MW风机switch变流器系统讲解
• 此项测试需在变流柜控制面板处进行按键操作，其中变流柜控制面板keypad操作说明如 图1所示：
图1 变流柜控制面板
Reset:故障复位 Select:选择键 Enter:数值确认；故障历史纪录 Start:启动按钮 Stop:停止按钮
：上翻；数值的增加 ：下翻；数值的减少 ：菜单返回；数值位向左选择；退出编辑模式 • ：菜单进入；数值位向右选择；进入编辑模式
电机侧防雷保护2F11 水冷散热管路
二、预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
•
强制预充电及发电机侧空开、主空开闭合测试条件 机组没有故障、水冷系统正常运行、发电机侧动力电缆无短路现象。
•
注意：在做电强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试时必须紧闭变流柜门。不 得与柜门有身体接触。
2.1 变流器强制预充电测试步骤
课 程 大 纲
• 一、Switch变流器的介绍
• • • •
•
1.1 1.2 1.3 1.4
4U1外观结构及内部元器件介绍（1#柜） 1U1外观结构及内部元器件介绍（2#柜） 3#柜外观结构及内部元器件介绍 2U1和3U1外观结构及内部元器件介绍（4#和5#柜）
二、强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
• • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 变流器强制预充电测试步骤 变流器强制预充电测试 变流器主空开闭合测试 变流器发电机侧空开闭合测试步骤
•
•
• 2.5 变流器风扇强制动作测试步骤 三、网侧控制原理 四、电机侧控制原理
通过本课程，您将有以下收获
• • •
了解Switch变流器的工作原理 了解变流器的结构及内部元器件 掌握使用变流器进行预充电及空开闭合的测试
2.2
变流器强制预充电测试
图1 变流柜控制面板
Reset:故障复位 Select:选择键 Enter:数值确认；故障历史纪录 Start:启动按钮 Stop:停止按钮
：上翻；数值的增加 ：下翻；数值的减少 ：菜单返回；数值位向左选择；退出编辑模式 • ：菜单进入；数值位向右选择；进入编辑模式
电机侧防雷保护2F11 水冷散热管路
二、预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
•
强制预充电及发电机侧空开、主空开闭合测试条件 机组没有故障、水冷系统正常运行、发电机侧动力电缆无短路现象。
•
注意：在做电强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试时必须紧闭变流柜门。不 得与柜门有身体接触。
2.1 变流器强制预充电测试步骤
课 程 大 纲
• 一、Switch变流器的介绍
• • • •
•
1.1 1.2 1.3 1.4
4U1外观结构及内部元器件介绍（1#柜） 1U1外观结构及内部元器件介绍（2#柜） 3#柜外观结构及内部元器件介绍 2U1和3U1外观结构及内部元器件介绍（4#和5#柜）
二、强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
• • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 变流器强制预充电测试步骤 变流器强制预充电测试 变流器主空开闭合测试 变流器发电机侧空开闭合测试步骤
•
•
• 2.5 变流器风扇强制动作测试步骤 三、网侧控制原理 四、电机侧控制原理
通过本课程，您将有以下收获
• • •
了解Switch变流器的工作原理 了解变流器的结构及内部元器件 掌握使用变流器进行预充电及空开闭合的测试
2.2
变流器强制预充电测试
【课件】金风115兆瓦机组发电机介绍郭建1PPT
金风1.5兆瓦风力发电机
• 输出电压应为考虑了系统运行要求的结果。这个 电压属于低电压，对电气绝缘等要求低，可以降 低其他部分的成本。根据这个输出电压和输出功 率，可以计算得到输出电流为：
IN
2
PN 3VN
1580000 661.0 2 3 690
• 基本与660A一致。
金风1.5兆瓦风力发电机
图1-1 同步发电机工作原理图
• 按运行方式可以分为：发电机、电动机和调相机
• 按结构型式分为：旋转电枢式和旋转磁极式
•
凸极式
•旋转磁极式
•
隐极式
• 按原动机类别来分：汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电 机
• 基本结构：定子和转子
• 定子由定子铁心、定子绕组、机座、端盖、挡风装置等部 件
• 转子由转子铁心、励磁绕组、护环、中心环、滑环及风扇 等部件组成。
• 额定工作频率则根据额定工作转速和极对数计算 得到
p n 44 17.3 f N 60 60 12.7Hz
• 功率因数则根据系统需要设计成1。实际电机的功 率因数不可能为1，但在增加了无功补偿电容后， 在额定负载情况下其功率因数基本为1。
金风1.5兆瓦风力发电机
发电机转子结构件总成
同步发电机的基本工作原理和结构
• （4）频率：转子转过一对磁极，感应电动势就经
历一个周期的变化，若电机有p对磁极，转子以
每分钟n转旋转，则每分钟内电动势变化pn个周
期，即频率为：
f
pn
60
• 也就是当电机的磁极对数p 一定时，频率f和转速
n有严格不变的关系。
• 同步发电机的定子和异步电机的定子相同，即在 定子铁心内圆均匀分布的槽内嵌放三相对称绕组， 同步发电机的定子又称电枢，转子主要由磁极铁 心与励磁绕组组成。当励磁绕组通以直流电流后， 转子即建立恒定磁场。作为发电机，当原动机拖 动转子旋转时，其磁场切割定子绕组而产生交流 电动势，该电动势的频率为。如果同步发电机接 上负载，将有三相电流流过，同步发电机把机械 能转换成了电能。
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变流器的控制器集中的控制每个IGBT功率模块工 作，并检测每个IGBT功率模块的工作状态。
freqcon变流器系统原理图
斩波电抗器 整流支撑电容 电机侧主开关
前通二极管
逆变IGBT 续流二极管 1200VDC
斩波IGBT DC-Link
步
机
功补电容
二极管整流
升压斩波
制动单元
逆变
滤波电容
网侧主开关
Freqcon变流器主要元器件与电路拓扑对照图
两组发电机侧整流单元
FRECON采用三相反并联的二极管整流，二极管具有单向导通性， 利用两套整流单元，将发电机发出的（电压和频率）不稳定的交流电变换 成直流电传输到母排上。
整流模块原理图
每只DIODE模块包含三只半桥整流二极管，16只支撑电容、4只均压电阻 组成。
IGBT单元
(一) 6组逆变IGBT单元 6组逆变IGBT单元将经过斩波升压的直流电，转换为与电网频率、电压相匹 配的交流电，再经过变压器传送到电网上。 (二) 3组斩波升压IGBT单元 经过整流后的直流电会随着发电机转速的变化而变化，利用斩波升压电路减少 逆变侧的电流波动,保证网侧逆变所需要的稳定的直流电压。 (三) 1组制动IGBT单元 1组制动IGBT单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和因特殊原因无法 向电网正常输送的电能，保证母排电压始终在正常范围内。
过控制上的优化，使电压闪变指标在国际技术标准允许范围之内。变流器主要采用10 个IGBT单元＋2个二极管桥式整流单元＋3个框架开关＋1个变流控制板＋1个高 电压采集板组成。
金风MW级直驱永磁同步风力发电系统变流装置是全功率变流系统，与各种电网的兼 容性好，具有更宽范围内的无功功率调节能力和对电网电压的支撑能力。同时，变流系统 先进的控制策略和特殊设计的制动单元使风机系统具有很好的低电压穿越能力（LVRT Capability），以适应电网故障状态，在一定时间内保持与电网的联接和不脱网。通过独到 的信号采集技术、接口技术等提高了变流装置系统的电磁兼容性，如直流环节的均压接地 措施，有效减少了干扰。
基本原理结构
变流系统按照永磁同步风力发电机的特点专门设计，与六相永磁同步发电机具有很 好的适应性，即通过六相不可控整流，有效减少或抑制了电机侧的谐波转矩脉动，同时对 电机绕组几乎没有du/dt的影响。另外，从上图可看出，变流装置主回路采用多重化并联技 术，提高了系统容量（小容量功率器件可用在大容量系统中）、减少了输出电流谐波。中间 斩波升压是三重斩波升压，起到了稳压和升压作用，适应了风机的最大风能捕获策略，即 把变动的发电机输出电压，与整流回路一起最终稳定在DC-Link电压设定值附近，使DCLink电压稳定在逆变环节所需的直流电压上。DC/AC变换部分采用两重逆变策略，通过采 用先进的PWM脉宽调制技术，有效减少了输出谐波（THD％<4%）、提高了系统容量。通
制动电阻
制动电阻箱——1组制动IGBT单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和 因特殊原因无法向电网正常输送的电能，保证母排电压始终在正常范围内
电抗器支架
网侧空开——风机的并网与脱网控制。过流、短路等保护功能。注意保护后 复位按钮弹出需回复。 电流互感器——完成电流变送。变比：1/2000。原理：二次侧短路的特殊变 压器，二次侧相当于一个电压源。 3组（六个）交流电抗器——与网侧电容、变压器构成LCL滤波。 3个直流电抗器——直流斩波升压电抗器。
给定信号
多路转换开关 锁相环
斩波器控制
制动单元 控制
逆变器控制
PWM调制 PWM调制 PWM调制
三角波 产生电路
斩波器 脉冲输出
制动单元 脉冲输出
逆变器 脉冲输出
数字输出 状态显示 模拟输出
斩波器 控制脉冲
制动单元 控制脉冲
逆变器 控制脉冲
三、各元器件介绍
变压器支架
620/400V自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电。总容量40KVA，副 边22.4KVA 提供主控柜，变流柜用电。17.5KVA提供机舱用电。 IGBT2冷却风扇——风冷系统循环动力
金风1.5MW机组变流器介绍 （FREQCON系统）
主要内容： 一、1.5MW机组freqcon变流系统的主拓扑结构 二、freqcon变流系统 三、freqcon变流系统各元器件介绍 四、预充电回路 五、freqcon变流系统的冷却
一、freqcon变流系统主拓扑结构
该变流器采用了不可控整流方式把发电机发出的 电整流为直流电，通过网侧逆变IGBT模块把直流电 变成工频交流电并入电网。其控制方式为集中式控 制。
二、FREQCON变流系统
DP总线
DP总线
DP总线 1号变桨柜
滑环
DP总线
3号变桨柜
2号变桨柜
DP总线 DP总线 DP总线
机舱柜（topbox)
主控柜和低压柜
变流柜
IGBT单元
变流控制器
变流器信号走线变流器控 制子站 Nhomakorabea整流二 级管
模拟量 信号
数字量 信号
freqcon变流控制器
调制脉 冲驱动
信号
IGBT模块原理图
每只IGBT模块包含一个智能半桥模块（半桥由串联的两个IGBT和与之反 并联的二极管组成，分别称为上桥臂和下桥臂）、16只支撑电容、4只吸收 电容、4只均压电阻、1块过压保护板、直流端2只快熔组成。
放电电阻 放电电阻主要在变流器停机以后起作用，变流器停机后母排上 残留有部分电能，放电电阻可以将母排上残留的电能消耗掉， 保护电气设备和人身安全，其主要目的是对母排上的电容进行 放电。
调制脉 冲驱动
信号
直流斩 波升压
IGBT
制动单 元IGBT
调制脉 冲驱动
信号
网侧逆变IGBT
Freqcon变流器整体结构框图
1.5 兆瓦直 驱发电机
整流单元
斩波升压
逆变单元
主断路器
电机电容
制动单元 支撑 电容
充电电路 滤波 电容 放电电路
变流控制器
freqcon变流系统的控制器
变流板前后面板介绍
变流板指示灯说明
拨码说明
变流控制器的原理框图 电源
给定信号
数字输入
直流电压
交流电压
交流电流
IGBT 电流反馈
温度 传感器 IPM模块
温度
直流电压 信号处理
电压基准
输入信号 隔离
输出信号 隔离
交流电压 有效值
交流电流 有效值
电流反馈 信号处理
温度 信号处理
过压过流 保护
故障处理
显示电路
有功及无功计算
freqcon变流器系统原理图
斩波电抗器 整流支撑电容 电机侧主开关
前通二极管
逆变IGBT 续流二极管 1200VDC
斩波IGBT DC-Link
步
机
功补电容
二极管整流
升压斩波
制动单元
逆变
滤波电容
网侧主开关
Freqcon变流器主要元器件与电路拓扑对照图
两组发电机侧整流单元
FRECON采用三相反并联的二极管整流，二极管具有单向导通性， 利用两套整流单元，将发电机发出的（电压和频率）不稳定的交流电变换 成直流电传输到母排上。
整流模块原理图
每只DIODE模块包含三只半桥整流二极管，16只支撑电容、4只均压电阻 组成。
IGBT单元
(一) 6组逆变IGBT单元 6组逆变IGBT单元将经过斩波升压的直流电，转换为与电网频率、电压相匹 配的交流电，再经过变压器传送到电网上。 (二) 3组斩波升压IGBT单元 经过整流后的直流电会随着发电机转速的变化而变化，利用斩波升压电路减少 逆变侧的电流波动,保证网侧逆变所需要的稳定的直流电压。 (三) 1组制动IGBT单元 1组制动IGBT单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和因特殊原因无法 向电网正常输送的电能，保证母排电压始终在正常范围内。
过控制上的优化，使电压闪变指标在国际技术标准允许范围之内。变流器主要采用10 个IGBT单元＋2个二极管桥式整流单元＋3个框架开关＋1个变流控制板＋1个高 电压采集板组成。
金风MW级直驱永磁同步风力发电系统变流装置是全功率变流系统，与各种电网的兼 容性好，具有更宽范围内的无功功率调节能力和对电网电压的支撑能力。同时，变流系统 先进的控制策略和特殊设计的制动单元使风机系统具有很好的低电压穿越能力（LVRT Capability），以适应电网故障状态，在一定时间内保持与电网的联接和不脱网。通过独到 的信号采集技术、接口技术等提高了变流装置系统的电磁兼容性，如直流环节的均压接地 措施，有效减少了干扰。
基本原理结构
变流系统按照永磁同步风力发电机的特点专门设计，与六相永磁同步发电机具有很 好的适应性，即通过六相不可控整流，有效减少或抑制了电机侧的谐波转矩脉动，同时对 电机绕组几乎没有du/dt的影响。另外，从上图可看出，变流装置主回路采用多重化并联技 术，提高了系统容量（小容量功率器件可用在大容量系统中）、减少了输出电流谐波。中间 斩波升压是三重斩波升压，起到了稳压和升压作用，适应了风机的最大风能捕获策略，即 把变动的发电机输出电压，与整流回路一起最终稳定在DC-Link电压设定值附近，使DCLink电压稳定在逆变环节所需的直流电压上。DC/AC变换部分采用两重逆变策略，通过采 用先进的PWM脉宽调制技术，有效减少了输出谐波（THD％<4%）、提高了系统容量。通
制动电阻
制动电阻箱——1组制动IGBT单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和 因特殊原因无法向电网正常输送的电能，保证母排电压始终在正常范围内
电抗器支架
网侧空开——风机的并网与脱网控制。过流、短路等保护功能。注意保护后 复位按钮弹出需回复。 电流互感器——完成电流变送。变比：1/2000。原理：二次侧短路的特殊变 压器，二次侧相当于一个电压源。 3组（六个）交流电抗器——与网侧电容、变压器构成LCL滤波。 3个直流电抗器——直流斩波升压电抗器。
给定信号
多路转换开关 锁相环
斩波器控制
制动单元 控制
逆变器控制
PWM调制 PWM调制 PWM调制
三角波 产生电路
斩波器 脉冲输出
制动单元 脉冲输出
逆变器 脉冲输出
数字输出 状态显示 模拟输出
斩波器 控制脉冲
制动单元 控制脉冲
逆变器 控制脉冲
三、各元器件介绍
变压器支架
620/400V自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电。总容量40KVA，副 边22.4KVA 提供主控柜，变流柜用电。17.5KVA提供机舱用电。 IGBT2冷却风扇——风冷系统循环动力
金风1.5MW机组变流器介绍 （FREQCON系统）
主要内容： 一、1.5MW机组freqcon变流系统的主拓扑结构 二、freqcon变流系统 三、freqcon变流系统各元器件介绍 四、预充电回路 五、freqcon变流系统的冷却
一、freqcon变流系统主拓扑结构
该变流器采用了不可控整流方式把发电机发出的 电整流为直流电，通过网侧逆变IGBT模块把直流电 变成工频交流电并入电网。其控制方式为集中式控 制。
二、FREQCON变流系统
DP总线
DP总线
DP总线 1号变桨柜
滑环
DP总线
3号变桨柜
2号变桨柜
DP总线 DP总线 DP总线
机舱柜（topbox)
主控柜和低压柜
变流柜
IGBT单元
变流控制器
变流器信号走线变流器控 制子站 Nhomakorabea整流二 级管
模拟量 信号
数字量 信号
freqcon变流控制器
调制脉 冲驱动
信号
IGBT模块原理图
每只IGBT模块包含一个智能半桥模块（半桥由串联的两个IGBT和与之反 并联的二极管组成，分别称为上桥臂和下桥臂）、16只支撑电容、4只吸收 电容、4只均压电阻、1块过压保护板、直流端2只快熔组成。
放电电阻 放电电阻主要在变流器停机以后起作用，变流器停机后母排上 残留有部分电能，放电电阻可以将母排上残留的电能消耗掉， 保护电气设备和人身安全，其主要目的是对母排上的电容进行 放电。
调制脉 冲驱动
信号
直流斩 波升压
IGBT
制动单 元IGBT
调制脉 冲驱动
信号
网侧逆变IGBT
Freqcon变流器整体结构框图
1.5 兆瓦直 驱发电机
整流单元
斩波升压
逆变单元
主断路器
电机电容
制动单元 支撑 电容
充电电路 滤波 电容 放电电路
变流控制器
freqcon变流系统的控制器
变流板前后面板介绍
变流板指示灯说明
拨码说明
变流控制器的原理框图 电源
给定信号
数字输入
直流电压
交流电压
交流电流
IGBT 电流反馈
温度 传感器 IPM模块
温度
直流电压 信号处理
电压基准
输入信号 隔离
输出信号 隔离
交流电压 有效值
交流电流 有效值
电流反馈 信号处理
温度 信号处理
过压过流 保护
故障处理
显示电路
有功及无功计算