一种风力发电变桨控制系统技术方案

本发明专利技术涉及风力发电控制系统领域，尤其涉及一种风力发电变桨控制系统，包括若干台变桨柜、若干台变桨电机、若干个冗余编码器、若干个接近开关和若干个限位开关，其中，每台所述变桨柜安装有一集成驱动控制单元，所述集成驱动控制单元内集成有安全链继电器，所述若干台变桨柜通过各自的所述安全链继电器串联，并通过一滑环接入主控；每台所述变桨柜通过所述集成驱动控制单元与一台所述变桨电机、一个所述冗余编码器、一个所述接近开关和一个所述位置开关相连；每台所述变桨电机内置有旋转变压器和刹车器，且每台所述变桨电机通过一减速箱与一桨叶相连，所述集成驱动控制单元接收所述主控的控制命令，驱动所述变桨电机对所述桨叶执行变桨操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电控制系统领域，尤其涉及一种风力发电变桨控制系统。
技术介绍
现有的风力发电变桨控制系统，通常包含三个变桨电气柜（也可以是四柜、六柜、七柜系统），分立的每个电气柜内都设置PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、驱动单元、通讯单元、电源储能单元等分立单元，这种分立设置的独立单元不能很好地驱动风力发电机组工作，影响风力发电机组效率，同时加工、安装和维护非常困难。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本专利技术提供一种高集成度的风力发电变桨控制系统，不仅减少了单元数量，使得控制柜结构紧凑，而且提高了生产和维护的效率。本专利技术解决上述技术问题的主要技术方案为：一种风力发电变桨控制系统，其特征在于，包括若干台变桨柜、若干台变桨电机、若干个冗余编码器、若干个接近开关和若干个限位开关，其中，每台所述变桨柜安装有一集成驱动控制单元，所述集成驱动控制单元内集成有安全链继电器，所述若干台变桨柜通过各自的所述安全链继电器串联，并通过一滑环接入主控；每台所述变桨柜通过所述集成驱动控制单元与一台所述变桨电机、一个所述冗余编码器、一个所述接近开关和一个所述位置开关相连；每台所述变桨电机内置有旋转变压器和刹车器，且每台所述变桨电机通过一减速箱与一桨叶相连，所述集成驱动控制单元接收所述主控的控制命令，驱动所述变桨电机对所述桨叶执行变桨操作。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，所述集成驱动控制单元内集成有PLC模块，以对数字量和模拟量进行采集，并输出至所述主控；其中，采集的数字量包括接近开关信号、限位开关信号、旋钮信号、辅助触点信号；输出的数字量包括继电器开关信号和接触器开关信号；模拟量包括变桨电机温度、环境温度、后备电源温度、柜内温度以及驱动器件温度。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，所述集成驱动控制单元内集成有通讯模块，每个所述集成驱动控制单元的所述通讯模块串联并与所述主控连接，以实现所述若干个变桨柜之间，所述变桨柜与所述主控之间，以及所述桨叶与所述主控之间的通信联络。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，所述集成驱动控制单元内集成有开关电源模块，与所述接近开关和所述限位开关相连，以提供所述接近开关和所述限位开关工作所需电源。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，所述开关电源模块为24V开关电源。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，所述集成驱动控制单元内集成有刹车电源，与所述变桨电机的所述刹车器连接，以在故障状态下提供所述刹车器工作所需电源，控制所述变桨电机对所述桨叶执行顺桨操作。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，所述集成驱动控制单元内集成有位置反馈模块，与所述旋转变压器和所述冗余编码器连接，以接收所述旋转变压器发送的桨叶角度反馈信号和所述冗余编码器发送的编码器反馈信号；其中，所述桨叶角度反馈信号和所述编码器反馈信号互为冗余。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，每台所述变桨柜还安装有后备电源，与所述集成驱动控制单元相连，且所述集成驱动控制单元还与位于所述变桨柜外部的交流电源相连，所述后备电源于所述交流电源故障时为所述集成驱动控制单元提供电能。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，所述后备电源为超级电容或蓄电池。优选的，上述的风力发电变桨控制系统，其中，所述集成驱动控制单元内集成有后备电源充放电模块，与所述后备电源连接，以对所述后备电源执行充电操作或放电操作。上述技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术设计高集成度的控制驱动单元，将PLC、充电机、驱动器、开关电源、刹车电源等单元集成在一起，用于信号采集、变桨柜之间的信息交换、变桨柜与主控的信息交换、后备电源的充放电管理，提供开关所需的交流-直流、直流-直流的24V电源，以及刹车所需的电源。该高集成度的控制驱动单元接受主控指令驱动变桨电机朝所需位置运动，用于改变桨叶角度。三个变桨电气柜组成一个整体，同时驱动三台变桨电机，改变三个桨叶的变桨角度，并可保证在变桨故障的情况下实施顺桨，最大程度保证风力发电机组的安全。并且本专利技术的高集成度的变桨控制系统元器件少、接线少、安装方便、成柜容易、可靠性高。附图说明参考所附附图，以更加充分地描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1是本专利技术的风力发电变桨控制系统的结构框图；图2是本专利技术的风力发电变桨控制系统的变桨柜A的结构框图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。当然除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。本专利技术的目的是为了克服分立器件变桨柜存在的不足，提供一种应用高集成度控制驱动单元的风力发电变桨控制系统，该高集成度控制驱动单元取代常规的PLC、通讯单元、驱动单元、充电机、开元电源、刹车电源等分立单元，根据主控指令可靠地驱动变桨电机，改变桨叶的角度，保证桨叶最大限度地捕获风能；其次是在故障状态下，保证变桨控制系统能安全顺桨，即将桨叶顺至安全位置。下面结合具体的实施例以及附图详细阐述本专利技术的风力发电变桨控制系统。参考图1所示，本专利技术的风力发电变桨控制系统，包括三个变桨柜（图中标示为A，B，C）、三个内置旋转变压器和刹车的变桨电机（图中标示为M1，M2，M3)、三个冗余编码器（图中标示为SS1，SS2，SS3）、三个接近开关（图中标示为PX1，PX2，PX3）、三个限位开关（图中标示为LS1，LS2，LS3）。需要注意的是，本专利技术的风力发电变桨控制系统可为主流的3柜、4柜、6柜和7柜系统，图1仅作为一个实施例示出本专利技术的一种3柜风力发电变桨控制系统的结构框图，其不应该理解为对本专利技术的限制。变桨柜A、变桨柜B和变桨柜C之间采用串联的方式连接，具体的，变桨柜A、B和C内均安装有一集成驱动控制单元（图1中未示出），该集成驱动控制单元内集成有安全链继电器，变桨柜A、B和C通过各自的安全链继电器连接在一起后，再通过一滑环10接入主控（图1中未示出）。进一步，每台变桨柜通过其内部设置的集成驱动控制单元与一台变桨电机、一个冗余编码器、一个接近开关和一个位置开关相连；并且每台变桨电机内置有旋转变压器和刹车器（图1中未示出），均与集成驱动控制单元连接。如图1所示，变桨柜A（通过其内部设置的集成驱动控制单元）与接近开关PX1、限位开关LS1、冗余编码器SS1以及变桨电机M1连接，并且变桨电机M1通过电机动力线缆11、旋转变压器通过线缆12、刹车器通过线缆13分别与变桨柜A连接。变桨柜B（通过其内部设置的集成驱动控制单元）与接近开关PX2、限位开关LS2、冗余编码器SS2以及变桨电机M2连接，并且变桨电机M2通过电机动力线缆21、旋转变压器通过线缆22、刹车器通过线缆23分别与变桨柜B连接。变桨柜C（通过其内部设置的集成驱动控制单元）与接近开关PX3、限位开关LS3、冗余编码器SS3以及变桨电机M3连接，并且变桨电机M3通过电机动力线缆31、旋转变压器通过线缆32、刹车器通过线缆33分别与变桨柜C连接。优选的，变桨电机既可以是交流电机也可以是直流电机。另外，每台变桨电机均通过一减速箱与一桨叶（图1中未示出）相连，也即桨叶通过减速箱连接至变桨电机，再通过变桨电机连接至变桨柜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电变桨控制系统，其特征在于，包括若干台变桨柜、若干台变桨电机、若干个冗余编码器、若干个接近开关和若干个限位开关，其中，每台所述变桨柜安装有一集成驱动控制单元，所述集成驱动控制单元内集成有安全链继电器，所述若干台变桨柜通过各自的所述安全链继电器串联，并通过一滑环接入主控；每台所述变桨柜通过所述集成驱动控制单元与一台所述变桨电机、一个所述冗余编码器、一个所述接近开关和一个所述位置开关相连；每台所述变桨电机内置有旋转变压器和刹车器，且每台所述变桨电机通过一减速箱与一桨叶相连，所述集成驱动控制单元接收所述主控的控制命令，驱动所述变桨电机对所述桨叶执行变桨操作。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电变桨控制系统，其特征在于，包括若干台变桨柜、若干台变桨电机、若干个冗余编码器、若干个接近开关和若干个限位开关，其中，每台所述变桨柜安装有一集成驱动控制单元，所述集成驱动控制单元内集成有安全链继电器，所述若干台变桨柜通过各自的所述安全链继电器串联，并通过一滑环接入主控；每台所述变桨柜通过所述集成驱动控制单元与一台所述变桨电机、一个所述冗余编码器、一个所述接近开关和一个所述位置开关相连；每台所述变桨电机内置有旋转变压器和刹车器，且每台所述变桨电机通过一减速箱与一桨叶相连，所述集成驱动控制单元接收所述主控的控制命令，驱动所述变桨电机对所述桨叶执行变桨操作。2.如权利要求1所述的风力发电变桨控制系统，其特征在于，所述集成驱动控制单元内集成有PLC模块，以对数字量和模拟量进行采集，并输出至所述主控；其中，采集的数字量包括接近开关信号、限位开关信号、旋钮信号、辅助触点信号；输出的数字量包括继电器开关信号和接触器开关信号；模拟量包括变桨电机温度、环境温度、后备电源温度、柜内温度以及驱动器件温度。3.如权利要求1所述的风力发电变桨控制系统，其特征在于，所述集成驱动控制单元内集成有通讯模块，每个所述集成驱动控制单元的所述通讯模块串联并与所述主控连接，以实现所述若干个变桨柜之间，所述变桨柜与所述主控之间，以及所述桨叶与所述主控之间的通信联络。4.如权利要求1所述的风力发电变桨控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程里伏，原国亮，
申请(专利权)人：江阴弘远新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32