一種槳葉位置自檢風力發電變槳系統的製作方法
2023-06-01 16:57:52 3
本發明屬於風力發電變槳領域，尤其涉及一種槳葉位置自檢風力發電變槳系統。
背景技術：
風力發電機組向著大型化的方向飛速發展，全球投入商業運行的兆瓦級以上風力發電機均採用了變槳距技術。變槳距控制與變頻技術相配合，提高了風力發電機的發電效率和電能質量，使風力發電機在各種工況下都能夠獲得最佳的性能，減少風力對風機的衝擊。變槳距技術逐漸成為了兆瓦級變速恆頻風力發電機的核心技術之一。
傳統的變槳方式通常通過電機編碼器和槳距角編碼器兩個編碼器分別測量槳葉角度並相互比較驗證來保證所測量槳葉角度的正確，方式比較複雜且成本較高。
有鑑於上述的缺陷，本申請積極加以研究創新，以期創設一種帶自檢風力發電變槳系統，使其更具有產業上的利用價值。
技術實現要素：
為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種槳葉位置自檢風力發電變槳系統，能夠自動檢測槳葉角度，保證所測量槳葉角度的正確性，降低了變槳系統的成本。
本發明具體採用以下技術方案。
一種槳葉位置自檢風力發電變槳系統，包括直流母線1、變槳驅動器3、dc/dc電源5、中央控制器6、變槳電機7、減速器8、編碼器9、位置傳感器10、槳葉11和輪轂12；其特徵在於：
所述dc/dc電源5與中央控制器6相連，為中央控制器6提供直流電源；
所述編碼器9安裝於變槳電機7內部並記錄所述槳葉11的變槳角度，所述位置傳感器10安裝在所述輪轂12上當感應滑塊15進入傳感器感應區間後，傳遞信號給中央處理器6；
所述感應滑塊15安裝於槳葉底部；感應滑塊的材質是能夠被傳感器10感應的，感應滑塊的安裝位置位於槳葉根部的0度位置，且要求在併網調試時調整感應滑塊的安裝位置使槳葉每次運行至0度或者90度位置時，能夠進入位置傳感器10的感應區間。
在變槳系統併網調試中要將槳葉從-2度位置到92度位置運行一次，當感應滑塊15進入傳感器10的感應區間時，傳感器10傳遞感應信號給所述中央處理器6，當得到傳感器10的信號時，中央處理器6記錄此時的槳葉位置。中央處理器6中儲存著0度傳感器和90度傳感器兩個位置值。
所述編碼器9將變槳電機7的槳葉角度信號傳送給中央控制器6；
系統在槳葉每次運行至0度時，感應滑塊15進入傳感器10的感應區間，傳感器10傳遞感應信號給中央處理器6，中央處理器6得到感應信號時，將此時編碼器9傳遞給中央處理6的位置信號和已經保存的0度傳感器位置值相互比較進行校驗，由於輪轂相對於槳葉是固定不變的，此時的位置和已經保存的0度傳感器位置是同一個位置值。若此時位置校驗不一致報傳感器位置故障。說明系統中傳感器10或編碼器9有故障存在。
所述槳葉位置自檢風力發電變槳系統還包括變槳軸箱13，所述直流母線1、充電器2、變槳驅動器3、後備電源4、dc/dc電源5和中央控制器6均安裝在所述變槳軸箱13中。
所述槳葉位置自檢風力發電變槳系統還包括限位開關14，所述限位開關14安裝在輪轂95度位置，並與中央控制器6通信，將槳葉11的動作信號傳遞給中央控制器。當槳葉運轉至95度時，限位開關動作，中央控制器接受動作信號立即停止風力發電變槳系統運行。
所述中央控制器6通過變槳驅動器3對變槳電機7進行驅動控制，所述變槳電機7通過減速器8與風機的輪轂12傳動連接，所述槳葉11安裝在所述輪轂12上。
本發明進一步包括以下優選方案：
所述槳葉位置自檢風力發電變槳系統還包括充電器2，所述直流母線1通過充電器2連接到400v交流電源。
所述槳葉位置自檢風力發電變槳系統還包括後備電源4，所述後備電源4和dc/dc電源5並聯連接在直流母線1上。
所述中央控制器6的控制信號輸出端連接變槳驅動器3的輸入端；中央控制器6輸啟停、速度、正反轉、位置指令到變槳驅動器3；變槳驅動器3反饋變槳電機7的溫度、電流、電壓信號到中央控制器。
所述槳葉位置自檢風力發電變槳系統還包括變槳軸箱13，所述直流母線1、充電器2、變槳驅動器3、後備電源4、dc/dc電源5和中央控制器6均安裝在所述變槳軸箱13中。
所述槳葉位置自檢風力發電變槳系統還包括限位開關14，所述限位開關14安裝在輪轂95度位置，並與中央控制器6通信，將槳葉11的動作信號傳遞給中央控制器。當槳葉運轉至95度時，限位開關動作，中央控制器接受動作信號立即停止風力發電變槳系統運行。
藉由上述方案，本發明至少具有以下優點：本發明提供槳葉位置自檢風力發電變槳系統，利用安裝在變槳電機內部的編碼器信號來測量槳葉角度，利用安裝在輪轂上的位置傳感器來校驗槳葉角度。保證了編碼器測量角度的正確性，同時相比於傳統的利用槳距角編碼器進行冗餘校驗的變槳系統結構更加簡單，成本降低、便於安裝，能夠提高變槳系統穩定性，保證風電機組的發電量。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。
附圖說明
圖1是本發明一種風力發電變槳系統的信號傳遞框架圖；
圖2是本發明一種風力發電變槳系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
如附圖2所示為本發明公開一種槳葉位置自檢風力發電變槳系統，包括直流母線1、充電器2、變槳驅動器3、後備電源4、dc/dc電源5、中央控制器6、變槳電機7、減速器8、編碼器9、位置傳感器10、槳葉11和輪轂12、軸箱13、限位開關14、感應滑塊15，所述充電器2、變槳驅動器3、後備電源4和dc/dc電源5並聯連接在直流母線1上，所述dc/dc電源5、變槳驅動器3、編碼器9和位置傳感器10均與所述中央控制器6通信連接，所述變槳驅動器3傳信於所述變槳電機7，所述編碼器9與所述變槳電機7傳動連接，所述減速器8與所述變槳電機7傳動連接，所述輪轂12與所述減速器8傳動連接，所述槳葉11安裝在所述輪轂12上，所述位置傳感器10安裝在所述輪轂12上。
所述編碼器9安裝於變槳電機7內部並記錄所述槳葉11的變槳角度。
所述位置傳感器10為兩個且分別安裝在所述輪轂的0度角位置和90度角位置。
還包括變槳軸箱13，所述直流母線1、充電器2、變槳驅動器3、後備電源4、dc/dc電源5和中央控制器6均安裝在所述變槳軸箱13中。
還包括限位開關14，所述限位開關安裝在所述輪轂12上，所述限位開關14與所述中央控制器6通信連接。
所述槳葉11的根部安裝有感應滑塊15。
結合圖1顯示了本發明一種風力發電變槳系統的信號傳遞框架圖，該槳葉位置自檢風力發電變槳系統的原理是：風電機組中槳葉11安裝在風機輪轂12上，在風機運行過程中槳葉11運行於0度到90度之間，輪轂12相對於槳葉位置是靜止的，位置傳感器10安裝在風機輪轂12上，在風機進行變槳操作時，傳感器10的位置固定不變。感應滑塊15安裝在槳葉10根部，每次感應滑塊15接近位置傳感器10時，位置傳感器將感應信號反饋給所述中央處理器。
利用安裝在變槳電機7內部的編碼器9信號來測量槳葉角度，利用安裝在輪轂12上的位置傳感器10來校驗槳葉角度。保證了編碼器9測量角度的正確性，同時相比於傳統的利用槳距角編碼器進行冗餘校驗的變槳系統結構更加簡單，成本降低、便於安裝。
該槳葉位置自檢風力發電變槳系統在風機併網前要進行位置傳感器10的調校，將槳葉從小於0度到90度區間內進行一次變槳操作，當感應滑塊15處在位置傳感器10感應區間之內時，記錄此時槳葉的準確位置並記錄到中央控制器6中保存。
中央控制器6內部編寫有校驗程序，變槳系統經過併網前調試完成且正常運行後，每次感應滑塊運行至位置傳感器10的感應區間時，央控制器都要讀取此時刻電機編碼器9的槳葉位置數據與併網前調校感應滑塊位於位置傳感器10感應區間時保存的位置數據進行比較，若兩個槳葉角度是一致的則說明此時變槳系統工作正常；若不一致則說明變槳系統的位置與併網調試時的位置不一致，此時要報系統故障。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，並不用於限制本發明，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護範圍。