1.
机组概述：
水平轴、三叶片、上风向、变速变桨距功率调节 无齿轮箱、叶轮直接驱动发电机 外转子永磁同步发电机 机组额定功率为 1500kW 2.
GW82/1500kW、GW87/1500kW GW82/1500kW
GW87/1500kW
1500kW
690V/620V
1500kW
690V/620V
Sinoma40.25 或类似叶片
HT43 或类似叶片
82.34m
87m
5324.9m2
5909--6112m2
70m
75/85m
17.3rpm
17.3/16.6rpm
10.3 m/s
9.9m/s
3 m/s
3m/s
22 m/s
22m/s
52.5 m/s
52.5m/s
-30 ℃ 至 40 ℃
-30 ℃ 至 40 ℃
-40 ℃ 至 50℃
-40 ℃ 至 50℃
20 年
20 年
3.
永磁发电机及其轴承 3.1
前轴承（BT 轴承）是双列圆锥滚子轴承，它具有一个双滚道的外圈和两个内圈，两内圈之间有一隔圈，可以通过改变隔圈的厚度调整轴承游隙。
这类轴承可以在承受径向载荷的同时承受双方向轴向载荷，可在轴承的轴向游隙范围内限制轴和外壳的轴向位移。主要用于承受以径向载荷为主的径向与轴向联合载荷。具有承载能力大，极限转速低的特点。
3.2
后轴承（NJ 轴承）是单列圆柱滚子轴承，该轴承是内圈、外圈可分离的结构。使用铜合金制保持支架，可以承受一定程度的一个方向轴向负荷。
这类轴承特点 1. 滚子与滚道之间为线接触或修下线接触，径向承载能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷；2. 摩擦系数小；3. 对轴或座孔的加工要求较高，安装精度要求较高；4. 内圈或外圈可分离，便于安装和拆卸。
4.
发电机细部介绍：
两套 3 相绕组互差 30 度电角度；由此带来的优势：可以消去 5 次、7 次谐波电流,提高发电机效率,降低转矩脉动；
自然空气冷却方式：冷空气通过风道直接吹到散热叠片上，随着风速增加,机组的输出功率增加 ,温度随之升高。而同时风道内冷空气的流量也会增加，带走更多的热量，冷却效果好。
磁钢采用稀土永磁材料，磁场强度高，允许温升较高，抗退磁能力强。
5.
偏航系统机构：主要包括 3 个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带外齿圈的四点接触球轴承( 即偏航轴承）、偏航保护以及一套偏航刹车机构。偏航刹车分为两部分：一部分为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车，另一部分为偏航制动器。
偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，以增加整机的运转平稳性，增强抗冲击载荷能力。
6.
偏航液压制动器：为液压盘式压力闸，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。
偏航制动器在使用后，需定期检查偏航制动器的摩擦片厚度，当摩擦片厚度为 2mm 左右时，需要更换新的摩擦片 7.
Freqcon 变流控制系统：
适合接入电网的频率：50/60 Hz
电压：620VAC(+/-10%)
； 标准功率因数：1.0， 无功功率的调节范围：-0.95~0.95
； 运行温度(以外界环境运行为准)：零下 30℃ ~零上 50℃
； 采用风冷散热、集中控制方式
8.
Freqcon 变流配置的系统由变桨子站、机舱控制子站、低电压控制子站、Freqcon 变流控制子站和主控器组成。
控制系统采用 Profibus-DP 通信，主站和子站分配不同的通信地址。
主站地址：
1 低电压控制子站地址：
11 机舱控制子站地址：
20 Freqcon 变流控制子站地址：
10 变桨控制子站的地址：
41、42、43 Freqcon 变流配置的系统采用 pwm 控制，二极管整流、IGBT 斩波升压、IGBT 逆变结构，变流器采用集中控制方式。
9.
金风1.5MW风力发电机组的主控系统以德国倍福公司生产的嵌入式PC控制器为核心，
组成了机组的 PAC 控制系统。
控制器实现了机组的过程控制、安全保护、故障检测、参数设定、数据记录、数据显示以及人工操作的功能，配有多种通讯接口，可实现就地通讯和远程通讯。
采用 PROFIBUS-DP 现场总线组网，安全可靠。
10.
主控系统是机组可靠运行的核心，主要完成以下工作：
采集数据并处理输入、输出信号；判定逻辑功能； 对外围执行机构发出控制指令； 与机舱柜及变桨控制系统进行通讯，接收机舱柜及变桨控制系统的信号； 与中央监控系统通讯、传递信息。
11.
金风 1.5 兆瓦机组主控制系统使用贝福公司生产的 PLC，处理速度快且功能强大：
11.1
硬件：
主处理器 CX1020 采用功能强大的 1GHz Intel® M （系列）CPU ，主频达到 1GHz，程序运行速度快。
可同时执行多个任务及运行控制。可分成 4 套控制器，每套 4 个任务，最小任务周期可达50us。
可根据实际使用点数精确配置，支持即插即用功能，配置方便、使用简单。
11.2
软件：
控制器使用内嵌式操作系统，可选用 Windows CE 或嵌入版 Windows XP 操作系统，结构小但功能强大、操作简便； 支持 IEC61131-3 编程语言，通用性较强； 支持多种系统接口或者现场总线接口，配置方便，满足实际使用需求； 实时性强，具有 256 级线程优先级，每个线程都有独立的时钟，支持中断嵌套，数据处理能力强。
12.
主控制器组成：
金风 1.5 兆瓦风力发电机组的主控器由 CX1500-M310、CX1020、CX1100、KL9210、KL9010组成。其中 CX1500-M310 模块负责 DP 通讯，CX1020 负责机组程序的逻辑判断，CX1100 负责 CPU 的供电及后续模块的通讯，KL9210 负责后续模块的供电。
在金风 1.5 兆瓦机组的控制系统中，主控制器通过现场总线 Profibus-DP 与各个子站进行交互通讯，各个功能模块通过 K-Bus 总线进行通讯，主控制器通过 PC104 总线接口进行内部通讯 13.
主控制器 CX-1020 CX1020 的标准配置包括一个 64MB 的 CF 卡以及两个以太网 RJ 45 接口。这两个接口与一个内部交换机相连，用户可以在不使用额外以太网交换机的情况下创建线型拓扑结构。所有其它 CX 系列产品组件都可以通过设备两侧的 PC104 接口进行连接。产品还提供了无源冷却模块。操作系统可以是 Windows CE 或嵌入版 Windows XP。TwinCAT 自动化软件把 CX1020 系统转化为功能强大的 PLC 和运动控制系统，在可视化或者非可视化状态下均可进行操作。与 CX1000 不同，CX1020 也可以通过 TwinCAT NC I 完成带插补的轴运动。
14.
控制器供电电源 CX1100-0002 CX1100-0002 模块是系统可以选择的三种电源模块中的一种。所有其他系统组件的电源通过内置 PC104 总线供电，无需单独的电源线。然而，CX1100 组件除了提供电源以外，还可具有其他重要特性：集成的 NOVRAM 可实现 故障情况下过程数据的安全存储。有两行字符（每行 16 个字符）的 LCD 显示器用于显示系统和用户信息。
15.
Profibus-DP 通信主站模块 CX1500-M310 主要用于 ProfiBus-DP 现场总线的通信，最多可以处理 125 个从站，每个从站可处理 244 个
字节的输入、输出、参数、配置、诊断的信号数据。
16.
子站通信模块 BK3150（总线耦合器）
PROFIBUS-DP “紧凑型”总线耦合器 BK3150 扩展了 Beckhoff 总线端子系统，比较小巧且经济。可以连接多达 64 个总线端子；若采用端子总线扩展技术，则可连接多达 255 个总线端子。PROFIBUS 总线耦合器具有自动波特率检测功能，速率最大可以达到 12 Mbaud ，2 个地址选择开关用于分配地址。为了方便现场总线信号的通讯，提供 1 个 D-sub9 针接口。
17.
子站通信模块 BC3150（总线端子控制器）
BC3150 总线端子控制器是带 PLC 控制功能的总线耦合器。控制器有一个 PROFIBUS-DP 现场总线接口，可在 PROFIBUS-DP 系统中作为智能从站使用。“紧凑型”总线端子控制器 BC3150 比较小巧且经济。BC3150 通过 K-BUS 总线扩展技术，可连接多达 255 个总线端子。PROFIBUS 控制器自动检测波特率，最大可至 12M 波特率，使用两个地址选择开关分配地址。总线端子控制器使用符合 IEC 61131-3 标准的 TwinCAT 软件进行编程 18.
4 通道数字量输入端子 KL1104 KL1104 数字量输入端子，从现场设备获得二进制控制信号，并以电隔离的信号形式将数据传输到更高层的自动化单元。KL1104 带有输入滤波。每个总线端子含 4 个通道，每个通道都有一个 LED 指示其信号状态。
19.
4 通道数字量输出端子 KL2134 KL2134 数字量输出端子将自动化控制层传输过来的二进制控制信号以电隔离的信号形式传到设备层的执行机构。
KL2134 有反向电压保护功能。每个总线端子含 4 个通道，每个通道都有一个 LED 指示其信号状态。
20.
8 通道数字量输出端子 KL2408 KL2408 数字量输出端子将自动化控制层传输过来的二进制控制信号以电隔离的信号形式传到设备层的执行机构。
KL2408 有反向电压保护功能。其负载电流输出具有过载和短路保护功能。每个总线端子含 8 个通道，每个通道都有一个 LED 指示其信号状态。它所连接的元件必须和 KL2408 为同一接地。在闭环中所有电源触点互相连通。在 KL2408 中由 24 V 电源触点为输出供电。
21.
4 通道模拟量输入端子 KL3204 KL3204 模拟量输入端子可直接连接电阻型传感器。总线端子电路可使用 2 线制连接技术连接传感器。整个温度范围的线性度由一个微处理器来实现。温度范围可任意选定。总线端子的标准设置为：PT100 传感器，分辨率为 0.1℃。故障信号显示灯显示传感器故障（例如断线）。KL3204 含 4 个通道。在机组中主要用于采集温度信号。
22.
电力测量端子 KL3403 KL3403 总线端子可以测量电网中所有的电气数据。电压测量可以直接连接 L1、L2、L3 和 N 线。电流的测量则需通过简单的电流互感器。所有被测量的电压和电流数据都是有效值。通过 KL3403 还可以计算每相的有功功率和能量消耗；可获得所有其它相关的数据，如视在功率 S、功率因数 cosφ 等。
KL3403 提供了完整的电网分析和能源管理功能，可应用到各种现场总线系统中。
23.
4 通道模拟量输入端子 KL3404 KL3404 模拟量输入端子可处理直流 -10 V 和 +10 V 范围的信号。分辨率为 12 位，在电隔离的状态下被传送至上一级自动化设备。在 KL3404 总线端子中，有 4 个输入端为 2 线制型，并有一个公共的接地电位端。输入端的内部接地为基准电位。运行
LED 显示端子与总线耦合器之间的数据交换。
24.
1 通道模拟量输出端子 KL4001 KL4001 模拟量输出端子可输出 直流 0 V 到 10 V 范围的信号。该端子可为处理层提供分辨率为 12 位的电气隔离信号。总线端子的输出通道有一个公共接地电位端。KL4001 是单通道型，适用于带有接地电位的电气隔离信号。它通过运行信号灯显示端子与总线耦合器之间的数据交换状态。在机组中主要用于控制变桨输出信号。
25.
SSI 传感器接口端子 KL5001 KL5001 SSI 接口端子可直接连接 SSI 传感器。传感器电源由 SSI 接口提供。接口电路产生一个脉冲信号以读取传感器数据，读取的数据以字的形式传送到控制器的过程映像区中。各种操作模式、传输频率和内部位宽可以永久地保存在控制寄存器中。在机组中主要用于旋转编码器的数据采集。
26.
总线供电端子 KL9210 KL9210 供电端子可插入输入和输出端子之间的任意位置，以构建一个电位组，或给右侧端子供电。供电端子提供的电压最高为交流 230 V。具有诊断功能的端子可向控制器报告电压故障或短路。在机组中主要给后续端子模块进行直流 24V 供电。
27.
4 通道模拟量输入端子 KL3454 KL3454 模拟量输入端子模块可处理 4 - 20 mA 范围内的信号。电流信号被转化成数字信号后，其分辨率为 12 位，并在电隔离的状态下被传送至上一级自动化设备。在 KL3454 总线端子模块中，有 4 个输入端为 2 线制型，并有一个公共接地电位端。24 V 电源触点连接到端子模块，用于连接 2 线制传感器，而无需外部电源。
28.
K-Bus 总线终端端子 KL9010 KL9010 总线终端端子可用于总线耦合器和总线端子之间的数据交换。每一个站都可在右侧使用 KL9010 作为总线终端端子。总线末端端子不具有任何其它功能或连接能力。
29.
数字量输入模块基本原理 数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开关等。数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为 PLC 内部的信号电平。输入电路中一般设有 RC 滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输入电流一般为数毫安。
30.
数字量输出模块 数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。数字量输出模块将 CPU 内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放大的作用。输出模块的功率放大元件有 驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交流负载的双向晶闸管或固态继电器。
31.
模拟量输入模块 模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为 CPU 内部处理用的数字信号，主要由 A/D 转换器组成。
32.
模拟量输出模块 模拟量输出模块 将 CPU 送给它的数字信号转换成电流信号或电压信号，对执行机构进行调节或控制，主要由 D/A 转换器组成。
33.
主控程序控制原理 金风 1.5 兆瓦机组控制系统 PLC（PAC）是机组可靠运行的核心，主要实现以下功能：数据采集及输入、输出信号处理；逻辑功能判定；对外围执行机构发出控制指令；与机舱柜通讯，接收机舱信号，并根据实时情况进行判断发出偏航或液压站的工作信号；与三个独立的变桨柜通信，接收三个变桨柜的信号，并对变桨系统发送实时控制信号控制变桨动作；对变流系统进行实时检测，根据不同的风况对变流系统输出扭矩的要求，使风机的...