风力发电机的变桨系统及其风力发电机技术方案

风力发电机的变桨系统，其变桨电机(30)可控制叶片的变桨动作和收桨动作。其各控制柜(10)包括PLC控制器(12)和变桨驱动器(14)。PLC控制器能够输出变桨命令。变桨驱动器收到变桨命令后，可驱动变桨电机完成叶片的变桨动作。各个控制柜中的PLC控制器串联式通信连接。一个控制柜中还包括与风力发电机的主控系统通信连接的安全PLC(16)，安全PLC还能够与其控制柜中的PLC控制器通信连接，且安全PLC还能够与各个变桨驱动器通信连接，若一个PLC控制器发出故障信号或风力发电机的主控系统发出停机信号，则安全PLC可输出一个停机命令，各个变桨驱动器收到停机命令后，可驱动各个变桨电机完成叶片的收桨动作。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风力发电机的变桨系统。本技术的另一个目的是提供一种具有上述变桨系统的风力发电机。
技术介绍
变桨系统是风力发电机的重要部分，它能通过改变轮毂的叶片桨距角的大小，使叶片剖面的攻角发生变化以迎合风速变化，从而改变叶片气动特性，使风机吸收风能状况大为改善。风力发电机起动时，变桨系统可以通过改变桨距角来获得足够的起动转矩；风速过高时，叶片可以沿纵轴方向旋转，改变桨距角，从而改变获得的空气动力转矩，控制吸收的风能，以保持一定的输出功率，同时减少风力对整个机组的冲击；在并网过程中，变桨距控制还可以实现快速无冲击并网。变桨系统具有安全链，以当变桨系统自身出现故障或外部断电时，将风机安全停机。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种风力发电机的变桨系统，其柜内导线数量少，安全可靠性高。本技术的另一个目的是提供一种具有上述变桨系统的风力发电机。本技术提供了一种风力发电机的变桨系统。风力发电机包括一个主控系统和复数个叶片，变桨系统包括复数个分别对应各叶片的变桨电机和复数个分别对应各叶片的控制柜。变桨电机可控制相应叶片的变桨动作和收桨动作。各控制柜包括一个PLC控制器和一个变桨驱动器。PLC控制器能够输出一个变桨命令。变桨驱动器能够驱动变桨电机，其与PLC控制器通信连接，在收到变桨命令后，变桨驱动器可驱动相应的变桨电机执行叶片的变桨动作。复数个控制柜中的PLC控制器串联式通信连接，其中一个控制柜中还包括一个与风力发电机的主控系统通信连接的安全PLC，安全PLC还能够与其控制柜中的PLC控制器通信连接，且安全PLC还能够与各个变桨驱动器通信连接。若一个PLC控制器发出故障信号或风力发电机的主控系统发出停机信号，则安全PLC可输出一个停机命令，各个变桨驱动器收到停机命令后，可驱动各个对应的变桨电机执行叶片的收桨动作。在风力发电机的变桨系统的一种示意性的实施方式中，变桨系统还包括复数个分别对应各所述控制柜的电容柜，各电容柜包括一个超级电容和一个充电机构。超级电容能够为相应的变桨驱动器供电，以使变桨驱动器执行停机命令。充电机构与风力发电机的交流动力线连接，并能够向相应的变桨驱动器和超级电容供电。在风力发电机的变桨系统的一种示意性的实施方式中，充电机构采用充电机。本技术还提供了一种风力发电机，其包括一个主控系统、复数个叶片和上述变桨系统，其中，变桨系统的各变桨电机可控制各相应叶片的变桨动作和收桨动作，安全PLC与主控系统通信连接。下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对风力发电机的变桨系统及其风力发电机的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。附图说明以下附图仅对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。图1用以说明风力发电机的变桨系统的一种示意性实施方式的结构示意图。图2用以说明风力发电机的变桨系统的另一种示意性实施方式的结构示意图。标号说明10控制柜12PLC控制器14变桨驱动器16安全PLC20电容柜22超级电容24充电机构30变桨电机40主控系统50交流动力线。具体实施方式为了对技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。图1用以说明风力发电机的变桨系统的一种示意性实施方式的结构示意图。图1所示的实施方式中，变桨系统包括三个变桨电机30和三个控制柜10，变桨电机30和控制柜10的数量与风力发电机的叶片(图中未示出)数量一致，且一个变桨电机30和一个控制柜10对应一个叶片。故图1中的变桨系统是对应于三叶片的风力发电机的。根据叶片数量的不同，变桨电机30和控制柜10的数量也会相应的不同，例如对于五叶片的风力发电机，变桨电机30和控制柜10的数量也相应的可调整成五个。如图1所示，各个控制柜10包括一个PLC控制器12和一个变桨驱动器14。变桨驱动器14与PLC控制器12能够通信连接，变桨驱动器14与其相应的变桨电机30电连接，PLC控制器12会输出一个变桨命令至变桨驱动器14，使变桨驱动器驱动相应的变桨电机30完成叶片的变桨动作。其中PLC控制器可采用ET200S型号的PLC。三个控制柜中的PLC控制器12之间采用串联式的通信连接，且在三个控制柜10中的一个控制柜10中还设计一个安全PLC16，与普通PLC控制器不同，安全PLC在自身或外围元器件或执行机构出现故障时，依然能正确响应并及时切断输出。安全PLC16可与其在同一控制柜10中的PLC控制器12通信连接，与三个串联的PLC控制器12形成变桨系统的安全链，除此以外，安全PLC16还能够与风力发电机的主控系统40通信连接，及还能够与各个变桨驱动器14通信连接。使用时，若一个PLC控制器12出现故障，会使上述安全链断开，并形成一个故障信号，安全PLC16得到该故障信号后，会及时输出一个停机命令至各个变桨驱动器14，各个变桨驱动器14在收到该停机命令后，可驱动各个变桨电机30执行各个叶片的收桨动作，完成收桨过程，确保安全。若安全链未断开，但外部电网断电时，主控系统40会形成一个停机信号，安全PLC16在收到该停机信号后，也可驱动各个变桨电机30执行各个叶片的收桨动作，完成收桨过程，确保安全。上述变桨系统中柜内导线数量少，安全可靠性高。图2用以说明风力发电机的变桨系统的另一种示意性实施方式的结构示意图。为清楚说明，图2中删除了图1中的主控系统40，且在图2中，带箭头的连接线代表通信连接，不带箭头的连接线代表电路连接。如图2所示，变桨系统还包括与各控制柜10对应地电容柜20，各电容柜20包括一个超级电容22和一个充电机构24。充电机构24可由充电机组成，例如采用复数个充电机并联组成，充电机构24与风力发电机的交流动力线50连接，并可向相应的变桨驱动器14和超级电容22供电。充电机构24的作用为在外网供电正常，且各个PLC控制器12工作正常的本文档来自技高网...

【技术保护点】
风力发电机的变桨系统，所述风力发电机包括一个主控系统(40)和复数个叶片，所述变桨系统包括：复数个分别对应各叶片的变桨电机(30)，其可控制相应叶片的变桨动作和收桨动作；和复数个分别对应各叶片的控制柜(10)，各所述控制柜(10)包括：一个PLC控制器(12)，其能够输出一个变桨命令，和一个能够驱动所述变桨电机(30)的变桨驱动器(14)，其与所述PLC控制器(12)通信连接，与对应的所述变桨电机(30)电连接，所述变桨驱动器(14)能够根据收到的所述变桨命令驱动对应的所述变桨电机(30)执行叶片的变桨动作；其特征在于：复数个所述控制柜(10)的所述PLC控制器(12)串联式通信连接，且复数个所述控制柜(10)的其中之一还包括一个与风力发电机的主控系统(40)通信连接的安全PLC(16)，该安全PLC(16)还能够与该控制柜(10)中的PLC控制器(12)通信连接，且与各所述控制柜(10)的所述变桨驱动器(14)通信连接，若一个所述PLC控制器(12)发出故障信号或主控系统(40)发出停机信号，则该安全PLC(16)可输出一个停机命令，各所述变桨驱动器(14)收到所述停机命令可驱动各个对应的所述变桨电机(30)执行叶片的收桨动作。...

【技术特征摘要】
1.风力发电机的变桨系统，所述风力发电机包括一个主控系统(40)和复数个叶片，所述变桨系统包括：
复数个分别对应各叶片的变桨电机(30)，其可控制相应叶片的变桨动作和收桨动作；和
复数个分别对应各叶片的控制柜(10)，各所述控制柜(10)包括：
一个PLC控制器(12)，其能够输出一个变桨命令，和
一个能够驱动所述变桨电机(30)的变桨驱动器(14)，其与所述PLC控制器(12)通信连接，与对应的所述变桨电机(30)电连接，所述变桨驱动器(14)能够根据收到的所述变桨命令驱动对应的所述变桨电机(30)执行叶片的变桨动作；
其特征在于：
复数个所述控制柜(10)的所述PLC控制器(12)串联式通信连接，且
复数个所述控制柜(10)的其中之一还包括一个与风力发电机的主控系统(40)通信连接的安全PLC(16)，该安全PLC(16)还能够与该控制柜(10)中的PLC控制器(12)通信连接，且与各所述控制柜(10)的所述变桨驱动器(14)通信连接，
若一个所述PLC控制器(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迥波，隋振利，刘胜玉，
申请(专利权)人：西门子工厂自动化工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11