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1、风力发电机组变桨逆变器故障原因摘要：变桨逆变器是风力发电机组中的一个关键部件，它根据风速的大小， 自动调整风轮与风向之间的角度，从而使风轮在风力发电机上保持一定的速度， 并利用气动原理，使桨叶沿桨叶 90 度的方向与风向平行，变桨逆变器直接关系 着风力发电机组是否能够安全、稳定的工作，对于机组安全工作起着关键作用。 本文首先对变桨逆变器进行现场检查与测试，然后对变桨逆变器故障进行分析及 处理。关键词：风力发电机组；变桨逆变器；故障；浅析引言：风力发电机组变桨逆变器对叶片的正常收桨起着至关重要的保护作用 特别是在风力发电机组故障的情况下，变桨逆变器可以迅速回收风力发电机组桨 叶，以保障风力发电机
2、组的安全停机。因此，变桨逆变器在风力发电机组中起到 至关重要的作用，而变桨控制又是保证风力发电机组顺利平稳收桨的关键。通过 变桨逆变器控制，可以有效避免因意外情况导致风力发电机组停机事故的发生。 在变桨逆变器启动过程中，由于变桨逆变器发生故障而导致风力发电机组叶片收 桨困难，严重影响了风力发电机组的正常工作。1 现场检查与测试1.1 变桨逆变器的功能根据风力发电机组叶片变桨或变频的电气和逻辑原理，由于风轮转速不稳定 以及风速变化较大等原因，造成了在额定工况下风力发电机组出现严重偏航故障 现象。另外，对风力发电机组变桨逆变器进行了考察，通过现场总线与主控制系 统互动的通讯，接收主控制系统发出的命
3、令，以桨叶旋转速度命令为主，通过控 制交流调速装置，来驱动交流电动机，使桨叶按控制系统所设要求及方向作角度 旋转，在监控变桨逆变器内部信号即AC-20K，变桨叶方向或转速信号时，直接向 主控制系统发出命令，变桨逆变器兼具控制变桨叶电磁刹车及冷却风扇启停功能 变桨逆变器还具有实时监测变桨逆变器绕组与地面绝缘状态等功能。1.2 对风力发电机组主控制系统进行数据分析根据风力发电机组线缆连接操作指导书的存档，通过对风力发电机组主控制 系统的数据检查，并结合故障解释定义的逻辑性分析，可以得到如下结论：一是 变桨逆变器本体 AC-2 破损，导致风力发电机组主控制系统无法正常收到变桨逆 变器发出的 OK 信
4、号1。二是由于风力机运行时风速变化较大，导致数据变化大， 不易记录因此，变桨逆变器与风力发电机组的联系也就更密切了，而变桨逆变器 作为一种控制设备，一旦发生故障，将影响整个风力发电机组系统的安全稳定运 行。1.3 检查变桨逆变器的步骤在现场检测和故障分析的基础上，着重检查变桨逆变器AC-2，变桨旋转编码 器和变桨充电模块的电气元器件间接线有无松动和虚接、短路现象。步骤一：将 风力发电机组的一号变桨模块调换成二号变桨模块，并对其进行检测，分析其故 障转移情况，以判断该模块有无破损，若是，则可以判定是变桨模块受损，并及 时更换模块。步骤二：检查风力发电机变桨电机绕组引出线的对地电阻有无异常 情况，
5、并根据接线端的导通情况，来判断变桨电机的工作情况，若是，则要及时 对变桨电机进行替换。步骤三：在不影响正常运行的前提下，对所有可能造成变 桨模块损坏的问题逐一排除，并记录故障发生时间和地点，如有任何一个步骤无 法解决，则需要重新安装，重新调试。步骤四：检测变桨逆变器AC-2，变桨旋 转编码器和变桨充电模块的电气元器件间的连接有无松动和虚接或者短路的情况 有无其他原因造成的变桨信号传输不顺畅的情况，若存在则将连接紧固如图一所 示。图 1 风力发电机组2变桨逆变器故障分析及处理2.1 变桨角度有差异由于桨叶角度未达到要求，桨距马达中的转动编码器 A 编码器所得到的桨角 与由 B 编码器得到的叶片角
6、相比较，二者若相差过大，超出系统设定值，就会报 错。处理意见：方法一：由于 B 型编码器采用机械式凸轮，与叶片变桨齿轮啮合 其精度不高，会持续磨损，在发生较大的摆动时，会发生较大的偏移，可以先选 用复位、排序等偶然因素来解决，然后再考虑通过更换新零件来解决问题，由于 更换零件要消耗一定的成本，如果重新修复就需要大量人力和时间，而且效果也 不好，所以建议采用其他办法进行解决。方法二：如果重复报告的错误，维修人 员需要到轮毂对 A、B 编码器进行检查，检查的方法如下：检查编码器的连接和 插头，如果有松动的地方，可以手动调整螺杆，检查编码器的数值，如果没有改 变，也没有任何规律的改变，排查线路有无断
7、开现象。2.2 变桨电机温度太高温度过高多数是因为线圈发热造成的，很可能是因为电机内部短路或者外部 负荷过大，同时，过流还会造成温度上升3。外部原因：首先检查变桨齿轮箱有 无卡带现象，如发现卡带应更换变桨齿轮。如果外部原因不明显，可将轴承和轴 拆下来，用万用表测量轴承内圈与轴颈接触部位电阻，若电阻大于 100 欧姆时就 应更换新轴承。2.3 变桨控制器出错螺距控制系统出现了内部故障，螺距控制系统 OK 信号强度被打断，这是变 桨逆变器的失效或者是信号的输出出现了问题。排除方法：首先要了解该系统工 作原理，判断变桨控制方式，然后进行相关检测。在出现上述情况后，必须立即 停机检修，以免影响机组正常
8、运行。处理办法：该故障通常是和其他变桨故障同 时出现，在中控器故障不能控制变桨的情况下，OK的信号是0,即可进入轮毂查 看中控器损坏情况，通常情况下，中控器故障，都会造成不能人工变桨，如果能 够人工变桨，再查看信号输出线路有无虚接、断线现象。2.4 变桨机械故障变桨机械部分故障集中表现为减速齿轮箱维护不当再加上齿轮箱本身存在质 量问题，使得减速齿轮箱存在破损、卡滞旋转不顺畅等现象，会造成变桨电机过 电流且温度上升，所以存在电机过电流及温度偏高等现象频繁发生，需要对减速 齿轮箱进行排查。专业技术人员在对故障进行检修处理时，考虑到可能需要付出 高昂的检修成本，因此，质量管理人员应注意检修与预防措施
9、并举，尽量“以防 带修”如此，不仅可以节约大量的检修成本，还可有效延长变桨机械部分的使用 寿命。结束语：通过本次变桨逆变器的故障与处置，要结合现场风力发电机组检修 与巡视检查，强化风力发电机组安全隐患排查治理与风险分级管控，注重对变桨 逆变器的监控，确保风力发电机组应急状态下能正常收桨并避免出现“黑天鹅” 现象，全面提升风电场的安全平稳运行。参考文献：1 陈飞浅谈风力发电机组变桨逆变器故障原因和处理J.广西电 业,2022(05):32-34.2 周海舟.基于PLC的船舶轴带发电机逆变器并联运行控制策略研究J.舰 船科学技术,2021,43(24):73-75.3 包道日娜,王鹏,吴胜胜,刘智峰,王天博,刘恒鑫.新型变桨风力机关键部件载荷特性试验研究J.太阳能学报,2022,43(07):242-248.
