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众城卓越小讲堂:变桨专用伺服驱动器

日期:2021-12-16    来源:众城卓越

国际风力发电网

2021
12/16
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关键词: 众城卓越 风电机组 风电产业

只要对风电有所了解,都知道风力发电的原理是将动能转化为电能,直观来说,就是风叶转动获取风力,但是如何让叶片获取最大风力,同时也不会让风力反过来伤害到叶片乃至它后面的风机,最重要的就是风电机组中核心技术---变桨控制系统,虽从风电整机价值占比角度而言,仅为3%左右,但是控制系统中的伺服驱动器决定了风力发电机的高效,稳定和安全三个特性。

众城卓越是近10年随着中国风电产业共同发展起来的国产高科技研发型企业,他敢于进入一直为国外企业所把控的行业,专注于核心技术国产化,在持续努力之下,打破了风电主机核心期间长期需要进品,受制于人的局面。其自主研发的变桨专用伺服驱动器目前已居行业前列,今天请众城卓越来给我们讲解一下吧!

问题1、为什么变桨伺服驱动器被称之为卡脖子技术?

答:我国在这一技术领域的起步较晚,尤其是对兆瓦级以上大功率机组变速恒频控制(这个专业名词不确定是否准确,很少见)技术的研究,更是最近几年的事情,这比风机技术先进国家要落后很多。之前国内主要风机制造厂家为了快速抢占市场,都致力于扩大生产规模,无力对控制系统这样的技术含量较高的产品进行自主开发,因此多直接从国外公司采购产品或引进技术。

就风机控制系统本身的要求来看,确有它的特殊性和复杂性。风机控制系统随风机一起安装在接近自然的环境中,工作有较大振动、大范围的温度变化、强电磁干扰这样的复杂条件下,因此其硬件要求比一般系统要高得多。从软件来讲,风机要实现完全的自动控制,必须有一套与之相适应的完善的控制软件。主控系统、变桨系统和变频器需要协同工作才能实现在较低风速下的最大风能捕获、在中等风速下的定转速以及在较大风速下的恒频、恒功运行,这需要在这几大部件中有一套先进、复杂的控制算法。国内企业要完全自主掌握确实需要一定时间。

所以随着中国风电装机容量快速增长,对主控系统(主控系统和变桨系统是两个系统,这句话是什么意思?改成电控系统更好一点)的需求也越来越高,而变桨伺服驱动器更是控制系统的心脏,技术不突破,就只能受制于人。

问题2、风电变桨伺服驱动器有何特别之处?

答:控制和驱动产品是风力发电机的心脏,是非常核心的部分。说它关系着这一个风电机组的生死毫不夸张。如果变桨逻辑没有设计好,轻则会导致无法运行,重则会导致飞车、伤及塔架以及倒塔这样的大事故发生。变桨系统控制着开、闭桨时机及方向,换言说,没有抓住风就是它的失职。

为适配各种环境下的风机系统,风桨专用伺服驱动器对于温差的要求也很严苛,一般需要满足-40℃-70℃。另外因桨叶转动产生的长时间振动等各种因素,也对产品的安全及稳定性要求更高。

问题3、众城卓越变桨伺服驱动器的发展?

答:众城卓越在近7年的风电行业跋涉中,充分了解风机制造商及运营商在变桨控制领域的需求和面临的问题,并一直致力于提供运行可靠、性能优良且免于维护的系统,以便客户的陆上和海上风机达到最长运行时间。

我们定制化开发的高性能伺服驱动器,不论是专门为精准定位设计的PD-C650还是为变桨系统设计的PD-C620(看不懂650和620有什么区别,这就话很怪,我记得以前就改过),都具可靠性高、防护等级高等特性,集成了充电器、24V 电源、抱闸、温度采集等模块,使变桨系统更加容易设计和更加可靠。其中PD-C650同时开放了ARM芯片二次开发的平台,用户可非常灵活定制开发所需功能,并可更好的保护核心技术知识产权。 

众城卓越目前的变桨驱动产品已进入第3代,2019年推出的PD-C650伺服驱动器属其中的“明星产品”。这款驱动器是一款真正与客户共同研究开发的产品,此项目前期花费了一年时间,双方成立联合团队进行研发公关,深入探讨在实际应用中会可能出现的问题,并逐条进行讨论解决,产品经过实验室测试,工厂测试,在风场现场又经过了长期的实际运行批量测试,最后才进入量产,目前已销售上万台,由产品自身产生的故障率已经达到业界最低水平。

问题4、众城卓越变桨伺服驱动器未来方向?

答:众城卓越不仅与高校进行紧密的产学研结合,自身的研发团队还在不断进行更多的自主研发,随着风电机组塔筒建得越来越高,桨叶越来越长,对驱动器的要求也会更高,做到高可靠性、高稳定性,方能不辜负各方努力。

众城卓越的脚步并没有因为几款“明星”产品而放慢,他们还在不断进行技术更新迭代,目前还在针对海上风电要求推出了海陆双用的80A伺服驱动器,是目前业内功率密度最高的伺服驱动器。与其他同类产品相比,虽然电流输出一样,但体积却小了很多,单单此项设计就会使客户机组减小不少空间,节约成本。


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