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金风1.5MW机组叶轮转速测量原理

北极星风力发电网  来源:北极星风力发电网  作者:文俊杰  2019/10/21 17:32:59  我要投稿  

北极星风力发电网讯:摘要:金风1.5MW机组有三个转速值需进行测量或计算得出,分别为叶轮转速、发电机转速、变流器输入给主控系统的转速,由OVERSPEED模块、Gpulse+Gspeed模块、变流器给定的转速得到。本文主要介绍叶轮转速的测量原理,它由2个接近开关、OVERSPEED模块、KL3404模块组成。OVERSPEED模块在回路中起桥梁转换作用,我们要学会OVERSPEED模块工作原理,了解与接近开关、KL3404模块之间的输入输出关系,要对它们功能有一个清晰的认知,以便机组报转速比较故障或发电机过速故障时能够快速排除故障,提高机组的可利用率。

关键词:接近开关、OVERSPEED模块、KL3404模块

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图1:叶轮转速测量组成

一、接近开关

1、工作原理

接近开关是一种不与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而驱动交流或直流电器或给计算机装置提供控制指令。

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图2:接近开关原理图

2、实现功能

接近开关通过LC振荡电路产生交变磁场,当交变磁场与发电机主轴金属齿圈(60齿)相感应时,交变磁场产生衰减,衰减信号通过与内部信号触发器对比产生触发信号,触发信号经开关放大器输出为脉冲信号,传送给OVERSPEED模块。

3、输出信号

输出信号为脉冲信号。

二、OVERSPEED模块

1、工作原理

通过2个安装在发电机主轴上的脉冲传感器(接近开关)来计算直驱永磁发电机的转速。当检测到任一输入的脉冲速度达到设置点时,串在安全链中的继电器断开。设置点可以通过模块的19线连接器的线端子来选择。

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图3:OVERSPEED模块19线连接器图

2、转速设置

如图3所示,9号接线端子为通用设置点,基本速度为15rpm(15Hz),最大转速值并联端子4、5、6、7、8和9可以得到为30.5rpm,所以转速设置范围为15-30.5rpm,可根据不同机型选择并联端子。如GW/1500kW机组设置为21rpm,并联端子5、6和9得到。

3、实现功能

能够判断当前转速是否超过设定值,并将结果输出干结点信号。当两个脉冲传感器(接近开关)各采集一组脉冲信号送入OVERSPEED模块时,OVERSPEED模块判断叶轮转速是否超过设定的保护值21rpm,OVERSPEED模块将脉冲信号转换为模拟量与内部触发器作对比,当输入的模拟量电压大于触发器设定值,内部继电器得电断开常闭触点,外部过速继电器断开,导致安全链动作,达到叶轮过速的保护目的。

4、输出信号

把接近开关的脉冲信号转换为0-10V电压信号,然后输入给KL3404模块。

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图4:OVERSPEED模块内部元器件

三、KL3404模块

1、工作原理

KL3404 为4通道模拟量输入端子,可处理直流-10 V 和+10 V 范围的信号,主要起电压采集作用。

2、实现功能

把OVERSPEED模块输出的电压信号进行采集,然后将采集到的电压信号传输给主控,主控根据程序逻辑将电压信号转换为转速数据,经内部对比判断风机转速是否正常。

四、总结

通过本文介绍,叶轮转速测量主要由2个接近开关、OVERSPEED模块、KL3404模块来实现。OVERSPEED模块可以实现两个功能,一个是将2个接近开关的脉冲信号转换为0-10V电压信号,然后通过OVERSPEED模块内部比较,当电压信号大于设定转速电压,内部触发器触发OVERSPEED模块内部继电器,内部继电器动作断开常闭触点,过速继电器失电报出过速信号。二是输出两路模拟电压信号给KL3404模块,KL3404将采集到的电压信号,传输给主控,主控根据程序逻辑,将电压信号转换为转速数据,经内部对比判断风机转速是否正常,从而起到保护风机的作用。

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图5:叶轮转速测量原理图

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