变桨系统的柔性模拟测试方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变桨系统的柔性模拟测试方法及系统，其中，该变桨系统的柔性模拟测试方法包括以下步骤：模拟被测变桨系统的主控系统；模拟被测变桨系统的外部工况，依据风机型号为所述被测变桨系统设置变桨轮毂的传动链减速比，基于所模拟的主控系统和外部工况，测试所述被测变桨系统的内部运行状况，获取所述被测变桨系统的运行数据。因此，通过实施本发明专利技术的变桨系统的柔性模拟测试方法及系统，能够对变桨系统进行不同传动链减速比下的全工况模拟测试。

【技术实现步骤摘要】
变桨系统的柔性模拟测试方法及系统
本专利技术涉及风电
，特别涉及一种变桨系统的柔性模拟测试方法及系统。
技术介绍
变桨系统是风力发电机(简称风机)的重要组成部分，变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，进而控制风机的输出功率，并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。例如，变桨系统可以根据风速的大小自动调整叶片与风向之间的夹角，实现风轮相对于风机机舱有一个恒定转速；另外，还可以控制叶片顺桨与风向平行，实现风机停机。 变桨系统整体安装在风机轮毂上，具体而言，变桨轴承(回转支承)的外圈固定安装于轮毂上，风机的叶片根部固定安装于变桨轴承(回转支承)的内圈上，变桨驱动装置与轮毂固定，并且变桨驱动装置的动力输出端通过一个小齿轮与变桨轴承的内圈啮合。 在研发或生产过程中，需要对变桨系统进行模拟测试，目前，通常需要在变桨系统安装到风机轮毂后，才能进行系统功能验证和综合性能的测试。但是，这种方法不能在前期设计阶段发现变桨系统所存在的问题。而且，在现场进行试验验证不仅可能对整机机组造成不可预估的风险，还增加了系统设计开发的调试周期，影响新产品的设计周期。 为了便于变桨系统的研发调试工作，一般在研发实验室内留有一套变桨轮毂作为调试开发使用。然而，本专利技术的专利技术人发现: I)由于风机中变桨传动链路上的减速比(简称变桨传动链减速比)不同，实验室内的变桨轮毂难以对所有型号的变桨系统的性能进行实际验证，实际验证只能等到轮毂设计生产部门完成轮毂的设计和加工后，才能进行变桨系统的性能验证，因此无法保证整个项目进度和变桨距产品的质量。 2)在实际的变桨系统性能测试过程中，由于没有有效的工具模拟变桨系统的外部关联工况，所以只能对变桨系统的驱动器性能进行简单的测试，却无法对变桨系统在实际工况下的运行状况进行试验验证。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种变桨系统的柔性模拟测试方法及系统，能够对变桨系统进行不同传动链减速比下的全工况模拟测试。 本专利技术实施例提出的变桨系统的柔性模拟测试方法，包括以下步骤:模拟被测变桨系统的主控系统；模拟被测变桨系统的外部工况，依据风机型号为所述被测变桨系统设置变桨轮毂的传动链减速比；基于所模拟的主控系统和外部工况，测试所述被测变桨系统的内部运行状况，获取所述被测变桨系统的运行数据。 可选地，在一些实施例中，上述变桨系统的柔性模拟测试方法还包括: 将所获取的运行数据与相对应的预设标准数据进行比较，生成测试结果文件。 可选地，在一些实施例中，上述变桨系统的柔性模拟测试方法还包括:在所述被测变桨系统的运行过程中，计算与所述被测变桨系统连接的变桨电机的转动位置值；比较所述变桨电机的转动位置值与预设的模拟限位开关位置值的大小，并在确定所述转动位置值大于所述模拟限位开关位置值时，触发模拟限位开关，指示所述被测变桨系统进行限位模式的相应处理；接收并处理所述被测变桨系统反馈的运行数据。 可选地，在一些实施例中，上述的变桨系统的柔性模拟测试方法还包括:启用模拟手动控制模式，生成手动控制指令；接收并处理所述被测变桨系统根据所述手动控制指令执行相应的操作所反馈的运行数据；和/或，启用模拟手动控制模式，通过所述模拟手动控制模式对与所述被测变桨系统连接的变桨电机进行同步归零设置。 可选地，在一些实施例中，所述模拟所述被测变桨系统的主控系统包括以下操作中的至少一种:模拟主控系统与所述被测变桨系统进行通信，向所述被测变桨系统发送相应的控制指令；模拟主控系统接收所述被测变桨系统反馈的运行数据，对所模拟的主控系统与所述被测变桨系统之间的变桨通信内容进行解析和显示。 可选地，在一些实施例中，所述模拟被测变桨系统的外部工况包括以下操作中的至少一种:根据设置的外部工况信息进行负荷模拟、传动链减速比模拟、3个轴的91度限位开关触发模拟、3个轴的94度限位开关触发模拟、3个轴的冗余编码器同步转动控制模拟、24V安全链供电、以及手动控制模拟；其中，所述外部工况存储在用于测试变桨系统的柔性测试系统的配置文件中。 相应地，本专利技术实施例还提出一种变桨系统的柔性模拟测试系统，该系统包括:主控模拟系统，用于模拟被测变桨系统的主控系统，并与所述被测变桨系统进行通信，获取所述被测变桨系统的运行数据；测试控制系统，用于模拟被测变桨系统的外部工况，依据风机型号为所述被测变桨系统设置变桨轮毂的传动链减速比，测试所述被测变桨系统的内部运行状况。 可选地，在一些实施例中，所述主控模拟系统包括:通信模块，用于与所述被测变桨系统进行通信，接收所述被测变桨系统反馈的运行数据；控制模块，用于控制所述被测变桨系统；以及，用于分析并比较所述运行数据与相对应的预设标准数据，并生成测试结果文件。 可选地，在一些实施例中，所述被测变桨系统包括:第一变桨柜，容置有第一被测变桨系统；第二变桨柜，容置有第二被测变桨系统；以及，第三变桨柜，容置有第三被测变桨系统。 其中，所述测试控制系统包括:变频控制器配置有变频控制系统；第一变桨电机，其输入端与所述第一变桨柜连接，输出端连接有第一伺服电机；所述第一伺服电机与所述变频控制器连接；第二变桨电机，其输入端与所述第二变桨柜连接，输出端连接有第二伺服电机；所述第二伺服电机与所述变频控制器连接；第三变桨电机，其输入端与所述第三变桨柜连接，输出端连接有第三伺服电机；所述第三伺服电机与所述变频控制器连接；第四伺服电机，其输入端连接所述变频控制器，输出端连接第一冗余编码器，所述第一冗余编码器连接于第一变桨柜；第五伺服电机，其输入端连接所述变频控制器，输出端连接第二冗余编码器，所述第二冗余编码器连接于第二变桨柜；第六伺服电机，其输入端连接所述变频控制器，输出端连接第三冗余编码器，所述第三冗余编码器连接于第三变桨柜。 可选地，在一些实施例中，所述测试控制系统还包括:第一模拟限位开关，设置于所述变频控制器与所述第一变桨柜之间，用于触发所述第一变桨系统的限位模式；第二模拟限位开关，设置于所述变频控制器与所述第二变桨柜之间，用于触发所述第二变桨系统的限位模式；第三模拟限位开关，设置于所述变频控制器与所述第三变桨柜之间，用于触发所述第三变桨系统的限位模式。 可选地，在一些实施例中，所述测试控制系统还包括:模拟手动控制盒，与所述变频控制器、所述被测变桨系统连接，用于模拟手动控制模式。 可选地，在一些实施例中，采用以下至少一种配置方式:所述第一变桨电机与所述第一伺服电机、所述第二变桨电机与所述第二伺服电机、所述第三变桨电机与所述第三伺服电机分别通过联轴器连接；所述第四伺服电机与所述第一冗余编码器、所述第五伺服电机与所述第二冗余编码器、所述第三伺服电机与所述第三冗余编码器分别联轴器连接；所述被测变桨系统与所述模拟手动控制盒、所述第一变桨电机、所述第二变桨电机、所述第三变桨电机、所述第一冗余编码器、所述第二冗余编码器、所述第三冗余编码器之间分别通过重载连接器连接；所述变频控制器与所述第一伺服电机、所述第二伺服电机、所述第三伺服电机、所述第四伺服电机、所述第五伺服电机所述第六伺服电机之间分别通过现场总线通信连接；所述模拟手动控制盒、所述第一模拟限位开关、所述第二模拟限位开关、所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变桨系统的柔性模拟测试方法，其特征在于，包括：模拟被测变桨系统的主控系统；模拟所述被测变桨系统的外部工况，依据风机型号为所述被测变桨系统设置传动链减速比；基于所模拟的主控系统和外部工况，测试所述被测变桨系统的内部运行状况，获取所述被测变桨系统的运行数据。

【技术特征摘要】
1.一种变桨系统的柔性模拟测试方法，其特征在于，包括: 模拟被测变桨系统的主控系统； 模拟所述被测变桨系统的外部工况，依据风机型号为所述被测变桨系统设置传动链减速比； 基于所模拟的主控系统和外部工况，测试所述被测变桨系统的内部运行状况，获取所述被测变桨系统的运行数据。2.根据权利要求1所述的变桨系统的柔性模拟测试方法，其特征在于，还包括: 将所获取的运行数据与相对应的预设标准数据进行比较，生成测试结果文件。3.根据权利要求1所述的变桨系统的柔性模拟测试方法，其特征在于，还包括: 在所述被测变桨系统的运行过程中，计算与所述被测变桨系统连接的变桨电机的转动位置值； 比较所述变桨电机的转动位置值与预设的模拟限位开关位置值的大小，并在确定所述转动位置值大于所述模拟限位开关位置值时，触发模拟限位开关，指示所述被测变桨系统进行限位模式的相应处理； 接收并处理所述被测变桨系统反馈的运行数据。4.根据权利要求1至3任一项所述的变桨系统的柔性模拟测试方法，其特征在于，还包括: 启用模拟手动控制模式，生成手动控制指令；接收并处理所述被测变桨系统根据所述手动控制指令执行相应的操作所反馈的运行数据；和/或， 启用模拟手动控制模式，通过所述模拟手动控制模式对与所述被测变桨系统连接的变桨电机进行同步归零设置。5.根据权利要求4所述的变桨系统的柔性模拟测试方法，其特征在于，所述模拟所述被测变桨系统的主控系统包括以下操作中的至少一种: 模拟主控系统与所述被测变桨系统进行通信，向所述被测变桨系统发送相应的控制指令； 模拟主控系统接收所述被测变桨系统反馈的运行数据，对所模拟的主控系统与所述被测变桨系统之间的变桨通信内容进行解析和显示。6.根据权利要求4所述的变桨系统的柔性模拟测试方法，其特征在于，所述模拟被测变桨系统的外部工况包括以下操作中的至少一种: 根据设置的外部工况信息进行负荷模拟、传动链减速比模拟、3个轴的91度限位开关触发模拟、3个轴的94度限位开关触发模拟、3个轴的冗余编码器同步转动控制模拟、24V安全链供电、以及手动控制模拟。7.一种变桨系统的柔性模拟测试系统，其特征在于，包括: 主控模拟系统(200)，用于模拟被测变桨系统的主控系统，并与所述被测变桨系统进行通信，获取所述被测变桨系统的运行数据； 测试控制系统，用于模拟被测变桨系统的外部工况，依据风机型号为所述被测变桨系统设置传动链减速比，测试所述被测变桨系统的内部运行状况。8.根据权利要求7所述的变桨系统的柔性模拟测试系统，其特征在于，所述主控模拟系统(200)包括: 通信模块，用于与所述被测变桨系统进行通信，接收所述被测变桨系统反馈的运行数据； 控制模块，用于控制所述被测变桨系统；以及，用于分析并比较所述运行数据与相对应的预设标准数据，并生成测试结果文件。9.根据权利要求8所述的变桨系统的柔性模拟测试系统，其特征在于: 所述被测变桨系统包括: 第一变桨柜(301)，容置有第一被测变桨系统； 第二变桨柜(302)，容置有第二被测变桨系统；以及， 第三变桨柜(303)，容置有第三被测变桨系统； 所述测试控制系统包括: 变频控制器(400)，配置有变频控制系统(100)； 第一变桨电机(11)，其输入端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志胜，翁艳，张晨旭，
申请(专利权)人：三一重型能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11