永磁風力發電機自供電變槳系統的製作方法

2023-07-31 07:06:21

本實用新型涉及一種永磁風力發電機變槳系統，具體是一種永磁風力發電機自供電變槳系統。

背景技術：

永磁風力發電機的變槳實施方案主要分為液壓變槳和電動變槳，由於電動變槳採用電機驅動槳葉，具有結構簡單、堅固耐用和便於維護的有點，目前被絕大多數風機製造商廣泛採用。如圖1所示，電動變槳的執行機構通常包括變槳電機、主控制器、變槳控制器、電機驅動器、不間斷電源UPS等，其中不間斷電源UPS用於在電網失電或是極端風速等緊急情況下為控制器和電機驅動器提供電能，以保證系統斷電或者風機超速時，風機葉片可以順利變槳，從而確保風力發電機的安全運行。

在實際運行過程中，一則由於需要對不間斷電源UPS中的蓄電池進行充放電管理並考慮到蓄電池的老化及使用壽命，在一定程度上將增加設備維護成本，同時也降低了其供電可靠性。二則在電網失電的情況下，一旦不間斷電源UPS發生故障，變槳系統無法驅動風機槳葉變換角度，最終可能導致飛車事故，因此這種需要依靠不間斷電源UPS的變槳系統，其供電安全性也是需要顧慮的一方面。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種不依靠不間斷電源UPS供電的變槳系統。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種永磁風力發電機自供電變槳系統，包括變槳驅動器、變槳電機和槳葉，變槳驅動器輸出轉速和電流信號給變槳電機，由變槳電機驅動槳葉變換角度，其特徵在於，還包括整流單元、變槳控制器和槳葉角度檢測單元，變槳控制器實時採集當前風速和風機轉速，通過槳葉角度檢測單元檢測槳葉實時角度位置信息，並根據採集到的風速、風機轉速和槳葉角度位置信息輸出槳距角參數命令給變槳驅動器；

變槳控制器還實時檢測市電是否正常，僅在市電不正常時，使能整流單元，由整流單元將永磁風力發電機輸出的交流電能轉換成直流電能，為變槳控制器和變槳驅動器提供電能。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、目前的永磁風力發電機變槳系統多採用主控制器和槳距控制器配合控制整個變槳系統，本實用新型則將變槳控制器作為整個變槳系統的主控單元，變槳控制器結合了現有技術中主控制器和槳距控制器的功能，可以降低現有技術中主控制器和槳距控制器之間的通訊故障率，提高控制器的運行效率，保證系統中的信號都能及時快速的反饋到變槳控制器，增強變槳系統運行的時效性；

2、本實用新型利用風力發電機發出的電能可為變槳系統中變槳控制器和變槳驅動器供電，尤其在電網失電、風機超速等緊急情況下，不再依賴不間斷電源UPS的支持，可通過變槳控制器控制整流單元輸出直流電能，能快速有效滿足變槳控制器和變槳驅動器的電能需求，達到自給自足的目的，保證變槳系統能安全可靠的執行變槳動作，最終確保風機的安全運行。

附圖說明

圖1是現有技術的永磁風力發電機自供電變槳系統框圖；

圖2是本實用新型的永磁風力發電機自供電變槳系統框圖；

圖3是本實用新型的永磁風力發電機自供電變槳系統控制框圖。

具體實施方式

為使本實用新型更明顯易懂，茲以優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。

如圖2所示，本實用新型提供的一種永磁風力發電機自供電變槳系統，包括永磁風力發電機、整流單元、變槳控制器、變槳驅動器、變槳電機、槳葉和槳葉角度檢測單元。

永磁風力發電機分別與整流單元的輸入端、變槳控制器的輸入端相連。整流單元的輸出端分別與變槳控制器的輸入端、變槳驅動器的輸入端相連。變槳控制的輸出端分別與整流單元的輸入端、變槳驅動器的輸入端相連。變槳驅動器的輸出端與變槳電機的輸入端相連，變槳電機的輸出端與槳葉相連，同時槳葉通過槳葉角度檢測單元與變槳控制器相連。

變槳控制器根據實時風速、風機轉速和槳葉角度位置信息輸出槳距角參數命令給變槳驅動器，由變槳驅動器輸出轉速和電流信號給變槳電機，最終由變槳電機驅動槳葉變換角度，並且實時風速、風機轉速以及由槳葉角度檢測單元檢測到的槳葉角度位置信息都將實時反饋給變槳控制器，用於實時調整變槳控制器輸出的槳距角參數命令。

另外，變槳控制器通過檢測市電是否正常，以決定整流單元是否工作，若市電正常，則變槳系統的供電由市電支撐，整流單元不工作，若市電不正常，則變槳控制器輸出控制信號使整流單元工作，整流單元將永磁風力發電機輸出的交流電能轉換成直流電能，為變槳控制器和變槳驅動器提供電能。