變槳變頻器ok信號丟失故障處理分析

【摘要】本文簡單介紹GW77/1500機組Freqcon變槳系統(tǒng)，引出變槳變頻驅動器AC2，并給出AC2故障說明，通過信號和動作流程分析找出變槳變頻器ok信號丟失故障的各故障點，結合所遇故障案例加以說明，并提出故障解決方法和建議。

【關鍵詞】逆變器AC2；旋編；KL4001

引言

根據(jù)風機啟動、變速、變槳、停機、維護等要求，由上位機PLC發(fā)送相應的槳距角調(diào)節(jié)命令，將三個葉片槳距角同步調(diào)節(jié)到所需要的位置，在電網(wǎng)供電電壓正常及風機處于自動變槳調(diào)節(jié)方式的情況下，每個葉片軸距內(nèi)的分布式I/O通過profibus dp總線，向上位機PLC發(fā)送相關狀態(tài)信息及運行參數(shù)，并接受PLC發(fā)送的命令，并可實現(xiàn)槳距角的獨立調(diào)節(jié)功能。安全鏈的最后輸出也是給變槳，任何一個安全鏈節(jié)點斷開，都會使送給變槳系統(tǒng)的高電平丟失，變槳系統(tǒng)會根據(jù)內(nèi)部程序立即執(zhí)行緊急停機。

一、變槳逆變器（AC2）ok信號丟失

（一）什么是AC2 ok信號丟失故障

風機運行過程中，風機一旦檢測不到變槳變頻器正常工作的信號，風機立即報此故障，執(zhí)行緊急停機過程，禁止自動復位。

（二）AC2故障說明

AC2 ok信號經(jīng)過自制模塊A10輸出到A2（KL1104）1號插線端子，數(shù)字量信號經(jīng)過BC3150和DP總線進入主控PLC。

根據(jù)KL1104上指示燈的閃爍情況，可以判斷AC2故障：

二、故障點分析

由上面介紹的變槳動作和信號流程，可知連接在AC2上的器件很多，也就是說能引起AC2故障的故障點很多，包括AC2本身邏輯電路板、電位計、微動開關、編程控制器、譯碼器等等現(xiàn)就以遇到的故障來講解分析。

1、旋編引起的故障

當機組報變槳安全鏈、PLC急停請求，并伴隨AC2 ok信號丟失故障，觀察b文件發(fā)現(xiàn)2號柜旋編測得值有跳變，

當機組報出該故障，面板上葉輪/變槳系統(tǒng)信號中2號變槳逆變器信號燈每隔三秒鐘信號由高電平變?yōu)榈碗娖?，從b文件數(shù)據(jù)分析旋轉編碼器數(shù)據(jù)在跳變，AC2 OK信號丟失是在旋轉編碼器數(shù)據(jù)跳變之后報出來的，初步判定應該是旋編可能有問題，因為旋編有問題，速度和位移量跳變，會引起變槳角度測量跳變。機組用的是增量型旋轉編碼器，將葉片機械轉動的模擬量（位移）轉換成數(shù)字代碼形式的電信號。

2、動力線松動引起的故障

當機組報AC2 ok信號丟失故障，檢查發(fā)現(xiàn)KL1104上指示燈閃爍周期為閃三下，檢查發(fā)現(xiàn)電機接線盒內(nèi)一根動力線松動，重新緊固后，在檢查其他模塊沒有明顯異常及沒有接線松動的情況下，起機，機組正常。

3、AC2自身故障

當機組發(fā)生故障，故障發(fā)生在葉片變動過程中，觀察F文件發(fā)現(xiàn)1號變槳電機溫度明顯升高，該葉片變槳速度慢。檢查發(fā)現(xiàn)手動變槳該葉片明顯不正常，速度慢且發(fā)出咔咔聲，斷電檢查電機接線沒有問題后，上電后AC2 ok信號指示燈閃爍周期為3次，重復上電后仍然不正常，判斷AC2損壞，更換AC2后正常。

三、故障總結

只要與AC2相連的，都是可能引起AC2出現(xiàn)故障的因素，包括AC2本身，一般情況下要注意下幾點。

1，線路松動，檢查AC2 ok信號線路連接情況，看是否有虛接或者短路。

2，若AC2出現(xiàn)溫度高故障，側檢測AC2風扇運行情況、溫度傳感器以及電路板，看是否有問題。

3，AC2本身故障，觀察A2模塊的一號指示燈閃爍情況，如果閃爍周期為1，這需要對逆變器重新上電。

4，檢查變槳電機動力電纜是否有破損，電機接線盒內(nèi)接線是否良好。

5，旋轉編碼器，查看葉片角度是否跳變。

四、改進建議

關于因旋編抖動跳變引起的AC2或者其他故障（前提是旋編沒有損壞），可以采用倍頻加上可逆計數(shù)器來解決，這樣在提高分辨率的同時也解決了誤計數(shù)（跳變）。原理如圖1：

由圖1可知，由于A、B脈沖波對應碼盤明暗條紋的空間位置，其脈沖的上升下降沿的相對位置是固定不變的，將A、B進行邏輯半加，可以看出的A⊕B邊沿永遠不能重疊。在一個P的距離之內(nèi)，包含22個邊沿，也就是被4等分了，拾取A⊕B脈沖的邊沿并計數(shù)，計數(shù)值代表了碼盤轉過的角度，這就是所謂的倍頻，即通過電路處理可使計數(shù)器頻率為其中一路訊號輸出頻率的4倍。

設光電編碼盤的輸出信號經(jīng)過倍頻后的最小脈沖當量為J，J為矢量，那么以“+”表示碼盤正轉，以“-”表示碼盤反轉。在圖5中，假設碼盤初始位置時A、B輸出的訊號為An、Bn，且An=1，Bn=0；當碼盤正轉一個J當量時，A⊕B有一個邊沿發(fā)生，即J的絕對值增加1，這時An+1=1，Bn+1=1，依次往下正傳，An+2=0，Bn+2=1；An+3=0，Bn+3=0。

同樣，當碼盤反轉時，對應的A、B狀態(tài)變化為：An-1=0，Bn-1=0；An-2=1，Bn-2=0，An-3=1，Bn-3=1。

綜上分析，碼盤在轉動時，其A、B訊號狀態(tài)是按圖1所示的狀態(tài)循環(huán)的。

圖2中，Si（i=0，1，2，3）表示編碼盤輸出信號A、B的組合狀態(tài)：S0表示A=1，B=1；S1表示A=0，B=1；S2表示A=0，B=0；S3表示A=1，B=0；由此可知所謂轉向，就是A、B訊號狀態(tài)的轉換，且狀態(tài)之間的轉換是唯一的。當A=1，B=1時，若正轉，其下一個A、B訊號狀態(tài)肯定是A=0，B=1；若反轉，其下一個A、B訊號狀態(tài)肯定是A=1，B=0。因此，根據(jù)A、B訊號狀態(tài)循環(huán)圖就可以決定J的符號。為方便起見，重新規(guī)定：無論正轉還是反轉，A、B的當前狀態(tài)（即現(xiàn)態(tài)）為An、Bn，A、B的下一個狀態(tài)（即次態(tài)）為An+1、Bn+1。

在進行倍頻和辨向后，將矢量脈沖當量J進行簡單代數(shù)累加，即得增量式編碼盤的絕對轉動位移量，這就需要一個可以實現(xiàn)正向和反向計數(shù)的裝置，即可逆計數(shù)器。同時，當碼盤在某一位置發(fā)生振幅為|nJ|的抖動時，其累加和是不變的。例如，在B的一個低電平期間，A在上升沿時，出現(xiàn)抖動，A脈沖0、1跳變，B始終不變?yōu)?；A、B現(xiàn)態(tài)和次態(tài)組合代碼由0001變?yōu)?100，然后又變?yōu)?001，如此循環(huán)，對照上表，矢量J方向負正重復，矢量脈沖J經(jīng)過累加（減加1）后數(shù)值不變，這就消除了抖動誤差。