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———— PULS普爾世電源CT5.241 & PAS395用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳控制系統(tǒng)
［編輯簡(jiǎn)介］：本文介紹普爾世提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳控制系統(tǒng)電源解決方案。系統(tǒng)由輸出為24Vdc的DC/DC電源CT5.241（或CT10.241）及超級(jí)電容充電器PAS395構(gòu)成。文章分析了系統(tǒng)需求及實(shí)現(xiàn)方式，給出主要產(chǎn)品的性能參數(shù)。
［摘要］：風(fēng)力發(fā)電整機(jī)電控部分包含下面幾個(gè)部分：主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)和變流器。變槳控制系統(tǒng)，顧名思義，用來(lái)控制并變換葉片（槳葉）的角度以在不同的風(fēng)速下達(dá)到最優(yōu)的風(fēng)力發(fā)電功率；在風(fēng)況較為惡劣時(shí)，其控制槳葉的角度以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠安全可靠地運(yùn)行，保護(hù)風(fēng)機(jī)。此外，變槳控制系統(tǒng)必須要能夠保證在電網(wǎng)斷電或者風(fēng)機(jī)出現(xiàn)其它故障時(shí)仍能控制槳葉順槳以保護(hù)風(fēng)機(jī)。
［關(guān)鍵詞］：PULS普爾世、風(fēng)力發(fā)電、變槳控制系統(tǒng)、后備電源、蓄電池
變槳控制系統(tǒng)是通過(guò)改變?nèi)~片迎角，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的功率控制。具體說(shuō)，就是通過(guò)在葉片和輪轂之間安裝的變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)從而改變?nèi)~片迎角，由此控制葉片的升力，以達(dá)到控制作用在風(fēng)輪葉片上的扭矩和功率的目的。變槳控制系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本控制系統(tǒng)，有如下三個(gè)主要任務(wù)：
1. 調(diào)整葉片迎角以獲得適當(dāng)功率的電力；
2. 通過(guò)調(diào)整葉片角把葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制在一定的速度上；
3. 當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)其它故障時(shí)，使用備用電源作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)變槳電機(jī)使葉片安全順槳。
由此可見，控制電機(jī)使葉片實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的是電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其組成部分如下圖示：
圖1 變槳電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖
上圖1中的4個(gè)組成部分（除變槳馬達(dá)外）及各自的作用：
1.整流器 — 將通過(guò)滑環(huán)傳輸?shù)阶儤刂葡到y(tǒng)中的三相交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，給后級(jí)的變頻器提供輸入電壓；
2.變頻器 — 變頻以驅(qū)動(dòng)變槳馬達(dá)完成對(duì)葉片迎角的控制；
3.后備電源 — 當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落或者斷電時(shí)，或者風(fēng)機(jī)發(fā)生其它故障啟動(dòng)安全鏈時(shí)，需要后備電源（常見鉛酸電池組或超級(jí)電容組）來(lái)給變頻器提供直流電壓，實(shí)現(xiàn)葉片安全順槳，達(dá)到安全運(yùn)行的目的；
4.充電器 — 當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時(shí)，給后備電源充電。
變槳控制系統(tǒng)中除了上述4個(gè)重要的組成部分之外，還有一個(gè)24Vdc控制電源，為變槳柜中的PLC、數(shù)字量輸入/輸出、控制繼電器、感應(yīng)開關(guān)等負(fù)載提供24Vdc工作電壓。
一般地，24Vdc的工作電壓是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的：
圖2 變槳控制系統(tǒng)中的24Vdc供電方案
將DC/DC直接接在變槳柜中的后備電源上，將后備電源直流電壓轉(zhuǎn)換為24Vdc電壓來(lái)提供給負(fù)載供電。選擇此DC/DC電源時(shí)要注意的地方在于：其shut-down電壓要低于變頻器的關(guān)斷電壓，這樣才能實(shí)現(xiàn)安全控制，使葉片實(shí)現(xiàn)安全順槳。
在這種方案中，PULS普爾世可為客戶提供不同功率的24Vdc電源，實(shí)現(xiàn)高可靠性24V電源解決方案，尤其是DC/DC電源CT系列（含CT5.241和CT10.241），其主要的參數(shù)如下：
-可交流/直流轉(zhuǎn)換或直流/直流轉(zhuǎn)換
-直流輸入范圍：370~780Vdc，shut-down電壓為260Vdc
-24Vdc輸出，有24V/5A及24V/10A兩款電源可選
-寬度只有40mm（CT5.241）和62mm（CT10.241）
- 效率高達(dá)90.2%（CT5.241）和92.9%（CT10.241）
-環(huán)境溫度<45°C時(shí)，120%的持續(xù)過(guò)載能力
-主動(dòng)式輸入浪涌電流抑制
-允許工作溫度范圍：-25°C…+70°C（>60°C需降額）
-允許工作海拔高度：<6 000m（>2 000m需降額）
-可DIN導(dǎo)軌安裝，亦可側(cè)面安裝，或墻面螺絲固定安裝
-CE/UL/GL等認(rèn)證
-3年質(zhì)保期
除可提供24Vdc電源之外，在后備電源為超級(jí)電容的變槳柜中，PULS普爾世還可以提供其高可靠性的超級(jí)電容充電器PAS395，該款充電器有如下特點(diǎn)：
-單相交流輸入，輸入范圍：176~264Vac
-充電終止電壓360~460Vdc可調(diào)
-充電電流>2.5A，可在6分鐘內(nèi)充滿450V/2F的電容模組
-允許工作溫度范圍：-40°C…+65°C
-允許工作海拔高度：<6 000m，無(wú)需降額
-重量輕，適應(yīng)強(qiáng)烈的振動(dòng)和沖擊
-內(nèi)置智能風(fēng)扇，可適合在任何安裝方向
-轉(zhuǎn)換效率高達(dá)94%
-智能充電管理，進(jìn)一步降低散熱
-超過(guò)100萬(wàn)小時(shí)的平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）
-超過(guò)10年的使用壽命預(yù)期
-可插拔、彈壓式接線端子
-完備的遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷
-CE/GL認(rèn)證
隨著目前單臺(tái)風(fēng)機(jī)的功率級(jí)別越來(lái)越高，以及海上風(fēng)機(jī)逐漸成為一個(gè)趨勢(shì)，使用超級(jí)電容作為變槳控制系統(tǒng)的后備電源的應(yīng)用也越來(lái)越多。因?yàn)橄啾仁褂勉U酸電池作為后備電源的做法，使用超級(jí)電容的優(yōu)點(diǎn)在于：第一、可耐受的工作溫度范圍寬泛，無(wú)需加熱措施；第二、使用壽命更長(zhǎng)；第三、維護(hù)成本低；第四、體積小、重量輕。
PULS普爾世可提供輸出為24Vdc的DC/DC電源CT5.241（或CT10.241）及超級(jí)電容充電器PAS395，可以為您的變槳控制系統(tǒng)提供高可靠性的電源解決方案。
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