一种桨叶位置自检风力发电变桨系统 |
|||||||
| 申请号 | CN201710570280.3 | 申请日 | 2017-07-13 | 公开(公告)号 | CN107246357A | 公开(公告)日 | 2017-10-13 |
| 申请人 | 固安华电天仁控制设备有限公司; | 发明人 | 王宇; 郭振鹏; | ||||
| 摘要 | 一种桨叶 位置 自检 风 力 发电变桨系统，包括直流 母线 、充电器、变桨 驱动器 、后备电源、DC/DC电源、中央 控制器 、变桨 电机 、减速器、 编码器 、位置 传感器 、感应滑 块 、桨叶和 轮毂 ，所述充电器、变桨驱动器、后备电源和DC/DC电源并联连接在 直流母线 上，所述DC/DC电源、变桨驱动器、编码器和 位置传感器 均与所述中央控制器通信连接，所述变桨驱动器传信于所述变桨电机，所述编码器与所述变桨电机传动连接，所述减速器与所述变桨电机传动连接，所述轮毂与所述减速器传动连接，所述桨叶安装在所述轮毂上，所述位置传感器安装在所述轮毂上，通过编码器确认桨叶 角 度，利用位置传感器来验证桨叶角度，能够降低成本，提高变桨系统 稳定性 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种桨叶位置自检风力发电变桨系统，包括直流母线(1)、变桨驱动器(3)、DC/DC电源(5)、中央控制器(6)、变桨电机(7)、减速器(8)、编码器(9)、位置传感器(10)、桨叶(11)、轮毂(12)、感应滑块(15)；其特征在于： |
||||||
| 说明书全文 | 一种桨叶位置自检风力发电变桨系统技术领域背景技术[0002] 风力发电机组向着大型化的方向飞速发展，全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机 均采用了变桨距技术。变桨距控制与变频技术相配合，提高了风力发电机的发电效率和电能 质量，使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能，减少风力对风机的冲击。变桨距 技术逐渐成为了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术之一。 发明内容[0005] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种桨叶位置自检风力发电变桨系统，能够 自动检测桨叶角度，保证所测量桨叶角度的正确性，降低了变桨系统的成本。 [0006] 本发明具体采用以下技术方案。 [0008] 所述DC/DC电源5与中央控制器6相连，为中央控制器6提供直流电源； [0010] 所述感应滑块15安装于桨叶底部；感应滑块的材质是能够被传感器10感应的，感应滑 块的安装位置位于桨叶根部的0度位置，且要求在并网调试时调整感应滑块的安装位置使桨 叶每次运行至0度或者90度位置时，能够进入位置传感器10的感应区间。 [0011] 在变桨系统并网调试中要将桨叶从-2度位置到92度位置运行一次，当感应滑块15进入 传感器10的感应区间时，传感器10传递感应信号给所述中央处理器6，当得到传感器10的 信号时，中央处理器6记录此时的桨叶位置。中央处理器6中储存着0度传感器和90度传感 器两个位置值。 [0012] 所述编码器9将变桨电机7的桨叶角度信号传送给中央控制器6； [0013] 系统在桨叶每次运行至0度时，感应滑块15进入传感器10的感应区间，传感器10传递 感应信号给中央处理器6，中央处理器6得到感应信号时，将此时编码器9传递给中央处理6 的位置信号和已经保存的0度传感器位置值相互比较进行校验，由于轮毂相对于桨叶是固定 不变的，此时的位置和已经保存的0度传感器位置是同一个位置值。若此时位置校验不一致 报传感器位置故障。说明系统中传感器10或编码器9有故障存在。 [0015] 所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括限位开关14，所述限位开关14安装在轮毂 95度位置，并与中央控制器6通信，将桨叶11的动作信号传递给中央控制器。当桨叶运转 至95度时，限位开关动作，中央控制器接受动作信号立即停止风力发电变桨系统运行。 [0016] 所述中央控制器6通过变桨驱动器3对变桨电机7进行驱动控制，所述变桨电机7通过 减速器8与风机的轮毂12传动连接，所述桨叶11安装在所述轮毂12上。 [0017] 本发明进一步包括以下优选方案： [0018] 所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括充电器2，所述直流母线1通过充电器2连 接到400V交流电源。 [0019] 所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括后备电源4，所述后备电源4和DC/DC电源 5并联连接在直流母线1上。 [0021] 所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括变桨轴箱13，所述直流母线1、充电器2、 变桨驱动器3、后备电源4、DC/DC电源5和中央控制器6均安装在所述变桨轴箱13中。 [0022] 所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括限位开关14，所述限位开关14安装在轮毂 95度位置，并与中央控制器6通信，将桨叶11的动作信号传递给中央控制器。当桨叶运转 至95度时，限位开关动作，中央控制器接受动作信号立即停止风力发电变桨系统运行。 [0023] 借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明提供桨叶位置自检风力发电变桨系统， 利用安装在变桨电机内部的编码器信号来测量桨叶角度，利用安装在轮毂上的位置传感器来 校验桨叶角度。保证了编码器测量角度的正确性，同时相比于传统的利用桨距角编码器进行 冗余校验的变桨系统结构更加简单，成本降低、便于安装，能够提高变桨系统稳定性，保证 风电机组的发电量。 附图说明[0026] 图2是本发明一种风力发电变桨系统的结构示意图。 具体实施方式[0027] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于 说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 [0028] 如附图2所示为本发明公开一种桨叶位置自检风力发电变桨系统，包括直流母线1、充 电器2、变桨驱动器3、后备电源4、DC/DC电源5、中央控制器6、变桨电机7、减速器8、 编码器9、位置传感器10、桨叶11和轮毂12、轴箱13、限位开关14、感应滑块15，所述充 电器2、变桨驱动器3、后备电源4和DC/DC电源5并联连接在直流母线1上，所述DC/DC 电源5、变桨驱动器3、编码器9和位置传感器10均与所述中央控制器6通信连接，所述变 桨驱动器3传信于所述变桨电机7，所述编码器9与所述变桨电机7传动连接，所述减速器8 与所述变桨电机7传动连接，所述轮毂12与所述减速器8传动连接，所述桨叶11安装在所 述轮毂12上，所述位置传感器10安装在所述轮毂12上。 [0029] 所述编码器9安装于变桨电机7内部并记录所述桨叶11的变桨角度。 [0030] 所述位置传感器10为两个且分别安装在所述轮毂的0度角位置和90度角位置。 [0031] 还包括变桨轴箱13，所述直流母线1、充电器2、变桨驱动器3、后备电源4、DC/DC电 源5和中央控制器6均安装在所述变桨轴箱13中。 [0032] 还包括限位开关14，所述限位开关安装在所述轮毂12上，所述限位开关14与所述中央 控制器6通信连接。 [0033] 所述桨叶11的根部安装有感应滑块15。 [0034] 结合图1显示了本发明一种风力发电变桨系统的信号传递框架图，该桨叶位置自检风力 发电变桨系统的原理是：风电机组中桨叶11安装在风机轮毂12上，在风机运行过程中桨叶 11运行于0度到90度之间，轮毂12相对于桨叶位置是静止的，位置传感器10安装在风机 轮毂12上，在风机进行变桨操作时，传感器10的位置固定不变。感应滑块15安装在桨叶 10根部，每次感应滑块15接近位置传感器10时，位置传感器将感应信号反馈给所述中央处 理器。 [0035] 利用安装在变桨电机7内部的编码器9信号来测量桨叶角度，利用安装在轮毂12上的位 置传感器10来校验桨叶角度。保证了编码器9测量角度的正确性，同时相比于传统的利用桨 距角编码器进行冗余校验的变桨系统结构更加简单，成本降低、便于安装。 [0036] 该桨叶位置自检风力发电变桨系统在风机并网前要进行位置传感器10的调校，将桨叶从 小于0度到90度区间内进行一次变桨操作，当感应滑块15处在位置传感器10感应区间之内 时，记录此时桨叶的准确位置并记录到中央控制器6中保存。 [0037] 中央控制器6内部编写有校验程序，变桨系统经过并网前调试完成且正常运行后，每次 感应滑块运行至位置传感器10的感应区间时，央控制器都要读取此时刻电机编码器9的桨叶 位置数据与并网前调校感应滑块位于位置传感器10感应区间时保存的位置数据进行比较，若 两个桨叶角度是一致的则说明此时变桨系统工作正常；若不一致则说明变桨系统的位置与并 网调试时的位置不一致，此时要报系统故障。 [0038] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型， 这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。 |
||||||
