前言
研发大型风力发电机组时，如何适应高寒环境是一个重要的考虑方面。本文
旨在通过介绍通用电气推出的1.5 系列低温适应风机的设计，为国内电气同行提
供一些新的思路。
为确保在高寒环境下正常运行,通用电气1.5 系列低温适应风机的电气系统
从以下几方面进行了考虑:
1 增加加热
1.1 加热的部位
GEWE 1.5 系列低温风机在机舱外壳及一些电气和控制设备处增加加热设备，
例如：在机舱内部、变桨及偏航电机内、各控制箱内、及滑环等处安装加热设备。
1.2 加热的设备
GEWE 1.5 系列低温风机采用壁装或顶装式的，能够安全可靠运行的加热设
备。且加热设备所选用的材料均为防腐蚀材料。加热器类型均为带加热控制元件
的强制对流型。加热器可在环境温度为±40°C，相对湿度为100%的范围内正常工
作。
2 特殊的控制系统
2.1 硬件部分
1) 增加温度测量设备
在机舱外部和内部以及各控制盘柜内均增加了温度测量设备及一些相
应的备用温度测量设备。来自这些温度测量设备的信号则用于风机的监
测与控制。
另外，增加的加热器均采用其内部的控制器进行温度监控。
2) 在变桨控制器内加装了一个Bachmann 可变程控制器模块，采用CAN
总线和主PLC 进行通讯。
3) GEWE 1.5 系列风机均配备有专门的机舱气流管理系统, 在电气系
统中则有分流调节器、风门和控制回路。
其中，气流调节器用于控制发电机散发热量的循环，低温环境时实行机
舱内循环，高温环境时则与外界循环；风门替代了普通风机的通风口，
可以通过控制电路主动控制机舱气流循环的路径。
4) GEWE 1.5 系列风机使用的风速仪和风向标是特殊的，适用于低温
环境的类型。
2.2 软件部分
1) 低温环境下的齿轮箱起动过程
2) 除了齿轮箱油泵的控制以外，GEWE 1.5 系列低温风机的齿轮箱加
热器、泵及冷却系统均与常温风机相同。其次，还对低温风机所增设的
热交换器进行控制。
3) 由于增加的这些温度测量及加热设备，控制系统的参数及故障信号
也相应增加。
4) 由于采用了主动式的高速轴制动器，风机在电网长期失电的情况下
主轴不会完全被刹死，相应的控制策略也作了改进。
5) 为了确保安全，控制系统监控齿轮箱等关键部件的温度，只有这些
部件的温度达到运行条件时才能运行风机工作。
6) 对于在电网长期失电后在低温下的风机起动，控制软件也添加了额
外的策略。
3 适用于低温环境的变流器
低温型风机使用的变频器也安装了额外的加热设备，用于保证在低温环境下
的正常工作。一种典型做法是添加带循环风扇的加热器。严格的测试证实变频器
能够在－30°C 下正常起动工作。
4 总结
综上所述，为提高风机超低温环境适应性、可靠性，研发人员需对电气系统
的各个方面都给予了妥善的考虑。
设计的完善是一个长期的任务，但目前我们仍希望从两个方面进一步改善低
温适应风机的电气系统：
缩短极冷时长期停机后的风机启动时间；
更有效的利用设备自身发热以改善功率曲线。
参考文献
[1] Ulrich Uphues, “Cold Weather Adaptations”
[2] Jorg Middendorf, Till Hoffmann, “Cold Weather Turbine Control Software”
[3] Weimin Ren, “Nacelle Space Heater”
