风机变桨驱动器自动测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风机变桨驱动器自动测试系统。该自动测试系统用于大型风电机组电动变桨系统交流伺服驱动器的厂内测试，主要由PLC(1)、测试驱动器(2)、被测驱动器(3)、超级电容组(4)、一号电机(5)、二号电机(6)、电容充放电电阻(7)、霍尔传感器(9)、母线连接继电开关(10)、电容充电继电开关(11)、电容放电继电开关(12)、电容供电继电开关(13)构成；主要用于风机变桨驱动器的硬件功能和整体性能的自动检测；本实用新型专利技术不但能够快速有效的完成变桨驱动器的测试工作、而且降低了对操作人员的要求、优化了人力资源成本。

Automatic test system for fan propeller driver

The utility model discloses an automatic test system for a fan propeller driver. The automatic test system for large scale wind turbine electric pitch servo system drives the factory test, is mainly composed of PLC (1), test drive (2), the measured driver (3), the super capacitor group (4), a motor (5), two (6), motor capacitor charging and discharging the electrical resistance (7), Holzer (9), the sensor connected to the busbar relay switch (10) and a capacitor charging relay switch (11), (12) the capacitor discharge relay switch, capacitor power supply relay switch (13); mainly used for automatic detection of hardware function and overall performance of wind turbine pitch drive; the utility model can quickly and effectively complete the test work, pitch drive and reduces the requirements for operators, optimization of human resources cost.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于风力发电
，特别的涉及风机变桨驱动器自动测试系统。
技术介绍
随着世界能源消耗的加快，传统能源储量的减少，风力这种绿色能源具有取之不尽用之不竭的优势，愈加得到人类重视。作为风能利用的重要形式，风力发电在世界范围内得到各项政策的扶持发展。近几年，国内外风力发电机组逐步向大型化方面发展，我国的风电产业也得到了飞速发展。风机变桨系统用于调整风力发电机组桨叶的角度，是机组的安全控制装置之一。工作时，变桨系统接收风机主控系统的控制命令，控制风机叶片旋转到设定的角度，进而控制风轮的转速，达到控制风机输出功率的目的。变桨系统也可作为风机的气动刹车，在紧急的情况下，控制叶片快速收桨，通过空气动力制动的方式使风机安全停机，达到保护机组安全的目的。大型风力发电机组的不断发展使电动变桨系统得到充足的发展，电动变桨系统包括伺服驱动器、伺服电机、后备电源系统及桨叶传感器等；同时，风电行业电动变桨系统普遍配置超级电容作为后备电源，电网供电故障时，变桨系统由后备电源供电执行变桨操作，确保机组发生严重故障或重大事故的情况下可以安全停机。大型风力发电机组的不断发展给电动变桨系统的产品测试及持续应用提出了巨大挑战。
技术实现思路
为了解决大型电动变桨系统的测试问题，保障电动变桨系统交流伺服驱动器的硬件功能和整体性能，本技术提供了风机变桨驱动器自动测试系统。风机变桨驱动器自动测试系统，包括控制器1、测试驱动器2、一号电机5、二号电机6；其中测试驱动器2与被测驱动器的型号相同，一号电机5和二号电机6属同型号的电机，所述一号电机5由所述测试驱动器2控制，二号电机6用于由被测驱动器控制；控制器1同时与测试驱动器2和被测驱动器3通信；进行测试时，一号电机5和二号电机6通过联轴器连接，测试驱动器2和被测驱动器3分别采集一号电机、二号电机的电机温度、驱动器温度、转速运行参数，并将所采集的运行参数上传给控制器1，控制器1以测试驱动器2的采集值为标准值，判断被测驱动器3的采集值是否正常。进一步的，所述控制器的DI与被测驱动器的DO连接、控制器的DO与被测驱动器的DI连接；控制器通过控制被测驱动器的DO状态置高和置低，控制器对比控制器的DI状态与被测驱动器的对应DO状态，状态一致则正常；控制器控制控制器的DO状态置高和置低，控制器对比控制器的DO状态与被测驱动器的对应DI状态，状态一致则正常。进一步的，还包括安装在被测电机制动释放供电线路上的霍尔传感器9，所述霍尔传感器9检测得到被测驱动器制动释放供电线路的电流值，将其转换为一定范围的电压值后传送给控制器，当电压小于第一设定值时，控制器判定电机处于制动状态，当电压大于第二设定值时，控制器判定电机处于制动释放状态，控制器通过对比判断电压信号值和电机制动释放状态，进而判断被测驱动器的电机制动释放控制是否正常。进一步的，还包括母线连接继电开关10，所述母线连接继电开关10连接在被测驱动器的母线正电压端口DC+与测试驱动器的母线正电压端口DC+之间；电机对拖运行时，继电开关10闭合，自动测试系统采用母线连接的方式将测试驱动器的电机回馈能量传递给被测驱动器；电机停止对拖运行时，继电开关10断开，驱动器母线连接中断，确保其他测试项执行时的系统整体安全。进一步的，将被测驱动器的母线电压端口DC+/DC-和测试驱动器的母线电压端口DC+/DC-一一对应连接，被测驱动器和测试驱动器分别将母线电压值上传给控制器进行对比，并判断被测驱动器和测试驱动器的母线电压值是否正常；另外，被测驱动器的电容电压检测端口BA+/BA-和测试驱动器的电容电压检测端口BA+/BA-一一对应连接，被测驱动器和测试驱动器分别将电容电压值上传给控制器进行对比，并判断被测驱动器和测试驱动器的母线电压值和电容电压值是否正常。进一步的，还包括超级电容组供电模块，所述超级电容组供电模块包括超级电容组4、电容充电继电开关11、电容放电继电开关12、电容供电继电开关13和电容充放电电阻7；电容充电继电开关11、电容放电继电开关12连接在测试驱动器的母线电压端口DC+、DC-之间，电容充放电电阻7一端与测试驱动器的电容电压检测端口BA+连接，另一端与电容充电继电开关11和电容放电继电开关12的公共端连接；超级电容组4的正极与测试驱动器的电容电压检测端口BA+连接，超级电容组4的负极与测试驱动器的母线电压端口DC-及电容电压检测端口BA-连接；所述电容充电继电开关11、电容放电继电开关12、电容供电继电开关13均由控制器进行控制。进一步的，所述电容充电继电开关11与电容放电继电开关12闭合互锁，二者不允许同时闭合。进一步的，所述控制器为PLC。本技术提供了风机变桨驱动器自动测试系统，节约了变桨驱动器的测试时间、提高了测试效果、降低了操作人员的要求、优化了人力资源成本、保障了风机用变桨驱动器产品的测试进度和产品质量，进而确保了变桨系统及风力发电机组的整体质量和运行可靠性。附图说明图1是本技术测试系统的主要部件连接示意图；图2是本技术自动测试系统的整体构成示意图；图3是本技术自动测试系统的整体测试流程示意图；图4是本技术自动测试系统的母线电压测试流程示意图。具体实施方式本技术提供了风机变桨驱动器自动测试系统，可用于大型风电机组电动变桨系统交流伺服驱动器硬件功能和整体性能进行场内测试。下面结合附图对本技术做进一步详细的说明。如图1所示，风机变桨驱动器自动测试系统，用于大型风电机组电动变桨系统交流伺服驱动器的厂内自动测试，该系统主要由PLC1、测试驱动器2、被测驱动器测试对象3、超级电容组4、一号电机5、二号电机6、霍尔传感器9、电容充放电电阻7、母线连接继电开关10、电容充电继电开关11、电容放电继电开关12、电容供电继电开关13构成；能够对生产的变桨驱动器的CANopen通信、电机运行控制、模拟量采集、数字量I/O、电机制动释放控制、能量回馈回路控制、硬件故障监测等进行测试；其中测试驱动器为标准驱动器，与被测驱动器为同一型号，为被测驱动器是否正常提供参考。PLC1同时与测试驱动器2和被测驱动器3通信，实现驱动器的通信控制、电机运行控制及状态监测。下面对本技术实现各个测试功能进行详细的说明。1、模拟量采集信号的测试所述自动测试系统通过PLC1对比测试驱动器2、被测驱动器3的模拟量采集值，判断被测驱动器的模拟量采集结果是否正常，驱动器的模拟量采集值主要包括驱动器温度、电机温度、驱动器母线电压、超级电容电压、电机运行状态等；对电机运行参数进行测试时，一号电机5和二号电机6安装在电机对接机械平台上，电机轴通过联轴器对接固定，被测驱动器3采用标准的速度控制模式控制一号电机6运行、测试驱动器2采用测试用转矩运行模式控制二号电机5运行，一号电机5的最大驱动转矩值比二号电机6的额定驱动转矩值偏小一定值；相关测试项启动时，一号电机5拖动二号电机6运行，被测驱动器3和测试驱动器2分别将各自的电机温度、转速等信息上传给PLC，测试驱动器的模拟量采集值为标准的被整定过的正确值，PLC计算对比驱动器的模拟量采集值偏差并输出测试结果；为了实现被测驱动器的母线电压和电容电压采集值的自动测试，被测驱动器和测试驱动器的母线电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
风机变桨驱动器自动测试系统，其特征为，包括控制器(1)、测试驱动器(2)、一号电机(5)、二号电机(6)；其中测试驱动器(2)与被测驱动器的型号相同，一号电机(5)和二号电机(6)属同型号的电机，所述一号电机(5)由所述测试驱动器(2)控制，二号电机(6)用于由被测驱动器控制；控制器(1)同时与测试驱动器(2)和被测驱动器(3)通信；进行测试时，一号电机(5)和二号电机(6)通过联轴器连接，测试驱动器(2)和被测驱动器(3)分别采集一号电机(5)、二号电机(6)的电机温度、驱动器温度、转速运行参数，并将所采集的运行参数上传给控制器(1)，控制器(1)以测试驱动器(2)的采集值为标准值，判断被测驱动器(3)的采集值是否正常。

【技术特征摘要】
1.风机变桨驱动器自动测试系统，其特征为，包括控制器(1)、测试驱动器(2)、一号电机(5)、二号电机(6)；其中测试驱动器(2)与被测驱动器的型号相同，一号电机(5)和二号电机(6)属同型号的电机，所述一号电机(5)由所述测试驱动器(2)控制，二号电机(6)用于由被测驱动器控制；控制器(1)同时与测试驱动器(2)和被测驱动器(3)通信；进行测试时，一号电机(5)和二号电机(6)通过联轴器连接，测试驱动器(2)和被测驱动器(3)分别采集一号电机(5)、二号电机(6)的电机温度、驱动器温度、转速运行参数，并将所采集的运行参数上传给控制器(1)，控制器(1)以测试驱动器(2)的采集值为标准值，判断被测驱动器(3)的采集值是否正常。2.根据权利要求1所述的风机变桨驱动器自动测试系统，其特征为，所述控制器的DI与被测驱动器的DO连接、控制器的DO与被测驱动器的DI连接；控制器通过控制被测驱动器的DO状态置高和置低，控制器对比控制器的DI状态与被测驱动器的对应DO状态，状态一致则正常；控制器控制控制器的DO状态置高和置低，控制器对比控制器的DO状态与被测驱动器的对应DI状态，状态一致则正常。3.根据权利要求1所述的风机变桨驱动器自动测试系统，其特征为，还包括安装在被测电机制动释放供电线路上的霍尔传感器(9)，所述霍尔传感器(9)检测得到被测驱动器制动释放供电线路的电流值，将其转换为一定范围的电压值后传送给控制器，当电压小于第一设定值时，控制器判定电机处于制动状态，当电压大于第二设定值时，控制器判定电机处于制动释放状态，控制器通过对比判断电压信号值和电机制动释放状态，进而判断被测驱动器的电机制动释放控制是否正常。4.根据权利要求1所述的风机变桨驱动器自动测试系统，其特征为，还包括母线连接继电开关(10)，所述母线连接继电开关(10)连接在被测驱动器的母线正电压端口DC+与测试驱动器的母线正电压端口DC+之间；电机对拖运行时，继电开关(10)闭合，自动测试系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑卫红，王艳领，李朝锋，赵瑞杰，田素立，代兴华，李军克，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许昌许继风电科技有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：河南;41