老式涡轮机的许多电子控制系统都没有制造商的支持。但它们仍然是可以修复的。更好的是，它们可以被改进。以下是一些成功的案例。
亚伦劳森/工程服务署署长
约翰Greulich /销售总监
PSI的维修服务
Wind Energy Update进行的一项分析表明，风力涡轮机50%的故障是由于电子问题。这是一个很高的比例，它没有得到齿轮箱，发电机或叶片一样的关注。尽管如此，停机时间、组件故障成本和更换这些部件的管理费用加起来是一个可观的数字。
可修理的是什么?
当一个新的风力涡轮机组件，如电源，进入我们的维修设施，第一个问题是:它能被修理吗?在进行根本原因分析并找到设备真正失败的原因之后，最好能回答这个问题。
根本原因是实际的问题，它设置了一系列事件，最终导致更大的组件故障。例如，风力涡轮机上出现故障的电源可能向SCADA系统发送一系列故障信号，例如由于电源不再工作而产生的不同通信错误。故障的实际根本原因可能是由于电源内部的电解电容故障。电容器可能超过了使用寿命，或者可能超过了工作温度。这才是电源故障的根本原因。
50%的风力涡轮机故障是由于电子故障。来源:WU《2015年在岸资产优化与可靠性标杆分析报告》。数据来源:Sciemus
电子产品的其他根本原因是故障或弱元件。外部原因可能是电网瞬变、电压尖峰、欠压或过压或雷击。设计不良的电路或评级过低的组件是另外的原因。根本原因分析还需要工具和技术来发现问题的实际原因。例如，帕累托分析用于从一组失效组件中确定最常见的失效模式。把根本原因看作是冰山一角。根本原因是你看不到的潜在问题，可能是一个更大的问题。
一些案例研究
一些发生故障的电子设备的实际应用显示了解决这些问题的解决方案。
有时甚至通常是可靠的pitch-motor驱动器遇到麻烦。在这种情况下，原始单元的使用寿命极短，通常不到两年。附图显示，电容器会泄漏电路板上的电解液，导致短路。灾难性的故障意味着许多收到的装置无法修复。更糟糕的是，客户更换驱动器是困难的，因为他们是塔顶在枢纽。技术人员的劳动力使得更换成本很高。
由于过热，螺距电机驱动无法完成任务，这是一些涡轮电子设备经常出现的问题。
最初的设计使用了性能不佳的电容器和晶体管。这种低效的设计产生了大量的余热。最后，接地片散热器上的螺纹孔很容易被剥掉，因为它正好与铝材相连。
我们的重新设计包括制造一个带有一组新的场效应晶体管(fet)的电源板。这些fet产生的热量比原来的更少，因为更低的通阻和改进的电容可以处理更高的纹波电流。制造这个板子意味着有可能修复一些灾难性的故障，否则这些故障是无法修复的。
重新设计的电路板使用了更厚的铜线，这有助于从晶体管和电容中吸收热量。更重要的是，重新设计的效率更高，这意味着机组运行温度比OEM设计低约25°C。结果是，超过3000个单元投入使用，故障间隔时间提高了80%以上。最后，为了防止剥离螺纹孔，我们钻出并安装了防止损坏的钢镶件。
相模块从逆变器组件提出了额外的挑战。附图显示了IGBT故障时可能造成的灾难性破坏。它去掉了驱动器、电路板、一些支架和其他系统组件。
相位模块的重建包括先进的故障保护，下一代无基igbt，带翅片内部的液体冷板，更厚的母线从igbt中去除热量，平衡发射器电路阻抗。
更换单元是一个drop-in更换，具有升级的故障保护，如先进的主动夹紧。它还使用了下一代无基IGBT设计。IGBT是一个隔离栅双极晶体管，本质上是一个大功率晶体管。这降低了IGBT驱动器和它的散热器之间的热阻。一个液冷板，一个传热装置工作与鳍状内部，这有助于快速从冷却剂和散热器的热量。重新设计的相位模块也有更厚的母线，这有助于从IGBT终端消除热量，并平衡发射器电路阻抗。
偏航电机模块需要一种不同的方法。原来的装置以不可接受的速度失效。对前30个故障的帕累托分析指出，igbt是故障的主要原因。
这个帕累托分析检查了模块中的几个组件，以确定哪个组件最常失败。
OEM设计了一个解决方案，他们建议用45安培模块改造机柜。到目前为止，还不错，但重新设计的产品比最初的更宽，需要对橱柜进行修改。糟糕的是，更换的设备更贵了，而改装的柜子的劳动力又增加了修理的成本。
我们团队设计的解决方案是将原来的30安培模块升级为an等效45-Amp模块。基本上，我们能够采用45安培驱动器中使用的较大的IGBT，并将其安装到30安培的设计中，具有相同的形状因子，现在具有45安培驱动器的当前功能。
一个逆变器这是一个过时的设备，经常出现故障，耗尽了运维团队的替换设备。幸运的是，有足够的信息可以让临时替换成为可能。客户端的系统端不需要任何更改。它还可以内置原始设计中无法提供的其他功能，如高速故障检测、先进的主动夹紧、过电压和欠电压保护以及短路保护。该单元的另一个改进是将IGBT驱动直接安装到IGBT上，这有助于降低杂散电感。
转子电流控制器在一台发电机表明它的变异率和失败率比其他方法高得多。该控制器安装在发电机的后面，在高振动、高热量的环境中旋转，这使得这些电容器的通孔焊点容易开裂。电容器会开始电弧，最终烧毁电路板。帕累托分析指出缓冲电容器和它们安装的电路板是主要的故障模式。附图显示了电容器焊点的主要故障。升级包括选择一个缓冲器电容与标签式机械连接。这消除了通孔焊点及其失效模式。重新设计的产品更加可靠。
类似但更大的功率逆变器提出了新的挑战。附图显示了机组常见的灾难性故障。它的igbt会短路，然后烧毁，因为可用的高电压和电流。
重建工作需要新的igbt，一个新的总线结构，修复驱动板，重新铺设散热器。
尽管照片左侧一片狼藉，但这个明显的灾难性故障已经被翻新成一种全新的状态。在这个过程中，散热器被重新铺设，我们安装了新的igbt，一种新的总线结构，以及总线电容器。然后我们修复驱动板，一旦完全组装，测试它的额定功率和电流。
另一个帕累托分析的大量螺距系统电池充电器指出变压器是故障的主要原因。当变压器功率超过时，其他一些元件也会失效。一份验尸报告——真正的解剖报告——揭示了主要绕组的失效，因为它的功率被超过了。环境温度过高也起到了一定作用。这个装置的升级包括一个更高的功率变压器。它在物理上更大，所以我们制造了一个定制的适配器板，以适应它的原始电路板。我们包括高温集成电路和一系列其他组件，如电解电容器。
即使有些设备看起来无法修复，但它们可能是可以修复的。考虑螺距热敏电阻模块．该装置从螺距电机读取热敏电阻，如果电机温度超过设定值，则发送故障。由于设计中采用了通用电源，原机组故障率很高。它的额定电压为24至240伏或直流。虽然它是一个通用设备，但对于应用程序来说，它是一个过于复杂的电源。这个模块只需要24V电压。我们改进了该装置，取消了它的通用功能，使它严格运行在24vdc，使它更简单，更可靠。重新设计的失败率比原来的低得多。
一种自动润滑系统制造技术由于设计效率不高，在电源供应中产生了大量的热量，这导致机组的故障率很高。该系统本质上是一个密封的塑料盒子，没有大量的气流来冷却电源。一个解决方案涉及一个为应用程序定制的临时更换单元。它比原来的更高效，这意味着它产生的热量更少，比原来的更可靠。这是一个低成本的原始设计的替代方案。
了下:可再生能源，电容器，法兰•支架•支架•支架
