一种变桨系统的辅助驱动装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种变桨系统的辅助驱动系统，驱动器与控制模块连接，辅助驱动装置的输出端与驱动器的输出端通过切换装置的输入端并联，切换装置的输出端与变桨电机连接，辅助驱动装置及切换装置分别与控制模块通讯连接。当驱动器发生故障时，变桨电机的电源将切换为辅助驱动装置的输出端，保证驱动器本身发生故障时变桨系统仍能够使桨叶回到零功率角，弥补了变桨系统对变桨电机的驱动控制完全依赖驱动器的不足，可以提高变桨系统乃至整个机组的安全性。同时，利用辅助驱动装置上进行相位控制，可以实现对变桨电机的转向控制，因而在风电场进行叶片安装、校对时不需要额外的辅助电源，减少了安装设备简化了安装过程。

An auxiliary driving device for pitch control system and its control method

The invention discloses an auxiliary drive system of the variable propeller system. The driver is connected with the control module. The output end of the auxiliary drive device is connected with the output end of the driver through the input end of the switching device. The output end of the switching device is connected with the variable propeller motor. The auxiliary drive device and the switching device communicate with the control module respectively. Then. When the driver fails, the power supply of the paddle motor will be switched to the output end of the auxiliary drive. When the drive itself fails, the paddle system can still make the blade back to the zero power angle, and make up the inadequacy of the drive control of the variable oar system on the variable oar motor, which can improve the oar system and even improve the oar system. The safety of the whole unit. At the same time, the steering control of the paddle motor can be realized by using the phase control on the auxiliary driving device. Therefore, the auxiliary power supply is not needed when the wind farm is installed and proofread, and the installation process is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种变桨系统的辅助驱动装置及其控制方法
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种变桨系统的辅助驱动装置及其控制方法。
技术介绍
风能是一种新型的、可再生的环保能源，风力发电项目是国家产业政策积极扶持的重点项目。近年来，风力发电在我国获得了快速发展。风力发电机组经历了定桨距失速型、全桨叶变距型、基于变速恒频技术的变速型以及智能型的飞速发展，在此发展过程中，风力发电机组控制技术的发展起了决定作用，而桨叶控制技术的发展对整体技术的发展起到了重要的推动作用。变桨控制系统是现代大型风机的重要组成部分。它可以随风速的大小对风力发电机组的叶片节距角进行自动调节。在低风速起动时，桨叶节距可以转到合适的角度，使风轮具有最大的起动力矩；当风速过高时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，使发电机功率输出保持稳定。目前我国乃至全球的风力发电设备中的变桨控制装置主要有两种主流产品：一种是传统的采用直流电机作为执行部件、蓄电池作为后备电源的直流伺服驱动控制装置，第二种是采用交流电机作为执行部件、超级电容作为后备电源的交流伺服驱动控制装置。第一种采用直流伺服驱动技术，在系统发生故障时，自动切换到蓄电池供电，驱动桨叶回到安全位置。但蓄电池使用寿命短及维护周期短和耐低温性能差成为了阻碍其发展的致命缺陷。第二种产品采用超级电容作为后备电源，较好地解决了使用寿命和低温性能问题，但这种产品的运行控制、系统故障处理结果的执行、手动和自动都完全依赖于伺服驱动器，而一旦伺服驱动器本身发生故障，则桨叶将不能回到零功率角位置，从而使整个风电机组处于不安全状态。在风电场曾多次出现因备用电源故障导致桨叶无法回到安全位置而使风机倒塔的毁灭性事件。另外，这两种产品在风电场对叶片进行安装时都需要额外制作一套对蓄电池或超级电容进行充的电辅助电源或直接带动执行电机的电源设备，这增加了叶片安装过程的繁琐程度。因此，如何保证伺服驱动器本身发生故障时变桨系统仍能够使桨叶回到零功率角位置且简化风电场叶片的安装过程成为了本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是：如何保证伺服驱动器本身发生故障时变桨系统仍能够使桨叶回到零功率角位置且简化风电场叶片的安装过程。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种变桨系统的辅助驱动系统，包括变桨电机、驱动器及控制模块，所述驱动器与所述控制模块连接，还包括辅助驱动装置及切换装置，其中：所述辅助驱动装置的输出端与所述驱动器的输出端通过所述切换装置的输入端并联，所述切换装置的输出端与所述变桨电机连接，所述辅助驱动装置及所述切换装置分别与所述控制模块通讯连接；当所述控制模块检测到所述驱动器正常工作时，所述控制模块向所述驱动器发送速度、方向指令，所述驱动器根据所述速度、方向指令和自身状态驱动所述变桨电机运转，当所述控制模块检测到所述驱动器不通电或通电处于故障状态时，所述控制模块向所述切换装置发送一个高电平故障信号，所述切换装置将所述变桨电机的电源切换为所述辅助驱动装置。优选地，所述辅助驱动装置包括接触器、双向逆变器及交流调压电源，其中：所述双向逆变器与所述交流调压电源的输入端并联后通过所述接触器与三相电源连接，所述交流调压电源的输出端作为所述辅助驱动装置的输出端；所述接触器与所述控制模块通讯连接；所述双向逆变器与所述交流调压电源通讯连接。优选地，所述辅助驱动装置还包括储能电源，其中：所述储能电源通过直流母线与所述双向逆变器连接；所述储能电源与所述控制模块通讯连接。一种变桨系统的辅助驱动系统的控制方法，使用如权利要求1所述的变桨系统的辅助驱动系统对所述变桨电机进行辅助驱动，包括如下步骤：当所述驱动器正常工作时，所述控制模块控制所述切换装置使所述驱动器与所述变桨电机连通，所述驱动器驱动所述变桨电机工作；当所述驱动器不通电或发生故障时，所述控制模块控制所述切换装置使所述辅助驱动装置与所述变桨电机连通，所述控制模块控制所述辅助驱动装置驱动所述变桨电机工作。优选地，所述辅助驱动装置包括接触器、双向逆变器及交流调压电源，所述双向逆变器与所述交流调压电源的输入端并联后通过所述接触器与三相电源连接，所述交流调压电源的输出端作为所述辅助驱动装置的输出端，所述接触器与所述控制模块通讯连接，所述双向逆变器与所述交流调压电源通讯连接，所述控制模块控制所述辅助驱动装置驱动所述变桨电机工作包括：所述控制模块控制所述接触器接触，使所述双向逆变器及所述交流调压电源分别与所述三相电源连通，所述双向逆变器采用电压空间矢量脉宽调制控制所述交流调压电源输出的交流电的频率及相位，进而控制所述变桨电机的转向及转速。优选地，所述辅助驱动装置还包括储能电源，所述储能电源通过直流母线与所述双向逆变器连接，所述储能电源与所述控制模块通讯连接，所述辅助驱动系统的控制方法还包括：当所述储能电源的电压低于预设电压时，所述控制模块控制所述接触器接触，所述双向逆变器向所述储能电源充电；当需要所述辅助驱动装置驱动所述变桨电机且所述三相电源掉电时，所述储能电源为所述交流调压电源供电。优选地，所述预设电压为75伏。综上所述，本专利技术公开了一种变桨系统的辅助驱动系统，包括变桨电机、驱动器及控制模块，驱动器与控制模块连接，还包括辅助驱动装置及切换装置，辅助驱动装置的输出端与驱动器的输出端通过切换装置的输入端并联，切换装置的输出端与变桨电机连接，辅助驱动装置及切换装置分别与控制模块通讯连接。当驱动器发生故障时，变桨电机的电源将切换为辅助驱动装置的输出端，保证驱动器本身发生故障时变桨系统仍能够使桨叶回到零功率角，弥补了变桨系统对变桨电机的驱动控制完全依赖驱动器的不足，可以提高变桨系统乃至整个机组的安全性。同时，利用辅助驱动装置上进行相位控制，可以实现对变桨电机的转向控制，因而在风电场进行叶片安装、校对时不需要额外的辅助电源，减少了安装设备简化了安装过程。附图说明为了使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术公开的一种变桨系统的辅助驱动系统的结构示意图；图2为本专利技术公开的辅助驱动装置的结构示意图；图3为包括本专利技术公开的辅助驱动系统的变桨系统的结构示意图图4为双向逆变器的控制框图；图5为空间电压矢量、扇区示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术公开了一种变桨系统的辅助驱动系统，包括变桨电机、驱动器及控制模块，驱动器与控制模块连接，还包括辅助驱动装置及切换装置，其中：辅助驱动装置的输出端与驱动器的输出端通过切换装置的输入端并联，切换装置的输出端与变桨电机连接，辅助驱动装置及切换装置分别与控制模块通讯连接；当控制模块检测到驱动器正常工作时，控制模块向驱动器发送速度、方向指令，驱动器根据速度、方向指令和自身状态驱动变桨电机运转，当控制模块检测到驱动器不通电或通电处于故障状态时，控制模块向切换装置发送一个高电平故障信号，切换装置将变桨电机的电源切换为辅助驱动装置。在图1中AC400V表示400伏的三相电源，实线表示电路线缆，虚线表示通讯连接线，本专利技术公开了一种变桨系统的辅助驱动系统，当驱动器正常工作时，控制模块向驱动器发送速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变桨系统的辅助驱动系统，包括变桨电机、驱动器及控制模块，所述驱动器与所述控制模块连接，其特征在于，还包括辅助驱动装置及切换装置，其中：所述辅助驱动装置的输出端与所述驱动器的输出端通过所述切换装置的输入端并联，所述切换装置的输出端与所述变桨电机连接，所述辅助驱动装置及所述切换装置分别与所述控制模块通讯连接；当所述控制模块检测到所述驱动器正常工作时，所述控制模块向所述驱动器发送速度、方向指令，所述驱动器根据所述速度、方向指令和自身状态驱动所述变桨电机运转，当所述控制模块检测到所述驱动器不通电或通电处于故障状态时，所述控制模块向所述切换装置发送一个高电平故障信号，所述切换装置将所述变桨电机的电源切换为所述辅助驱动装置。

【技术特征摘要】
1.一种变桨系统的辅助驱动系统，包括变桨电机、驱动器及控制模块，所述驱动器与所述控制模块连接，其特征在于，还包括辅助驱动装置及切换装置，其中：所述辅助驱动装置的输出端与所述驱动器的输出端通过所述切换装置的输入端并联，所述切换装置的输出端与所述变桨电机连接，所述辅助驱动装置及所述切换装置分别与所述控制模块通讯连接；当所述控制模块检测到所述驱动器正常工作时，所述控制模块向所述驱动器发送速度、方向指令，所述驱动器根据所述速度、方向指令和自身状态驱动所述变桨电机运转，当所述控制模块检测到所述驱动器不通电或通电处于故障状态时，所述控制模块向所述切换装置发送一个高电平故障信号，所述切换装置将所述变桨电机的电源切换为所述辅助驱动装置。2.如权利要求1所述的辅助驱动系统，其特征在于，所述辅助驱动装置包括接触器、双向逆变器及交流调压电源，其中：所述双向逆变器与所述交流调压电源的输入端并联后通过所述接触器与三相电源连接，所述交流调压电源的输出端作为所述辅助驱动装置的输出端；所述接触器与所述控制模块通讯连接；所述双向逆变器与所述交流调压电源通讯连接。3.如权利要求2所述的辅助驱动系统，其特征在于，所述辅助驱动装置还包括储能电源，其中：所述储能电源通过直流母线与所述双向逆变器连接；所述储能电源与所述控制模块通讯连接。4.一种变桨系统的辅助驱动系统的控制方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的变桨系统的辅助驱动系统对所述变桨电机进行辅助驱动，包括如下步骤：当所述驱动器正常工作时，所述控制模块控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胜武，胡小华，唐胜，谢敬朗，黄学静，
申请(专利权)人：重庆华渝重工机电有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50