一种风力发电变桨系统扭矩测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种风力发电变桨系统扭矩测试装置，其包括主功率部分、滤波和控制上电部分、控制和能量回馈部分以及操作部分。其中操作部分中的隔离开关、主功率部分中的交流保险、滤波和控制上电部分中的第一接触器、LCL滤波电路和第二接触器依次连接后与控制和能量回馈部分中的回馈单元连接。回馈单元与三个驱动器共母线连接，各个驱动器用于与相应的负载电机连接。本实用新型专利技术的风力发电变桨系统扭矩测试装置可以同时测量一套变桨系统中的三个变桨轴箱，也可以对三个变桨轴箱单独测试，具有能量回馈功能，能够减少电能损耗。箱体设计合理，内部布局紧凑，安全可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电变桨系统扭矩测试装置
本技术属于风力发电
，具体涉及一种风力发电变桨系统扭矩测试装置。
技术介绍
风力发电变桨系统是大型风力发电机组的重要组成部分，承担着控制和保护的双重任务，因此风力发电变桨系统的可靠性直接关系风机整机安全。在变桨系统批量出厂过程中进行扭矩测试，具有保证系统可靠性的关键作用。现有的扭矩测试装置基本采用电阻制动方式，能量消耗大。当大批量变桨系统出厂前进行扭矩测试时，必定会带来巨大的电能浪费。一般变桨系统扭矩测试装置只能进行阻转矩测试，不能进行拖动加载测试和模拟测试变桨系统实际工况。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种风力发电变桨系统扭矩测试装置，可以实现对风力发电变桨系统可靠有效地测试，还能将负载同步电机在回馈制动过程中的电能逆变成交流回馈到电网，从而减少能量损耗。本技术所提供的风力发电变桨系统扭矩测试装置包括装置本体，设置在所述装置本体内的主功率部分、滤波和控制上电部分、控制能量回馈部分，以及设置在所述装置本体表面的操作部分。所述操作部分控制所述主功率部分的输入端和外部配电箱的市电相连，控制所述主功率部分的输出端与所述滤波和控制上电部分的输入端相连；所述滤波和控制上电部分中的滤波电路输出端通过所述控制能量回馈部分中的回馈单元与市电相连；所述回馈单元输出端与三个驱动器的直流端共母线连接，各个驱动器的UVW交流端分别与对应的负载电机连接；所述控制能量回馈部分通过扭矩传感器测量所述风力发电变桨系统扭矩信号。优选地，所述主功率部分包括交流保险、三个驱动器和直流保险；所述滤波和控制上电部分包括LCL滤波电路、第二接触器、缓冲电阻和第一接触器；所述控制和能量回馈部分包括安装于安装板一个表面上的隔离变压器、信号转换器、回拉式弹簧端子、继电器、空气开关、PLC模组和直流电源，安装于所述安装板另一个表面上的回馈单元，以及用于减少电磁干扰的隔离板；所述操作部分包括隔离开关、上位机、复位按钮和急停按钮。其中，所述隔离开关用作能电连接到外部配电箱的总开关，所述隔离开关的下口连接到所述交流保险的上口，所述交流保险的下口连接到所述第一接触器的上口，所述第一接触器的下口通过所述LCL滤波电路连接到所述第二接触器的上口，所述第二接触器的下口连接到所述回馈单元的UVW口，所述第二接触器并联缓冲电阻，所述回馈单元配置用于将制动产生的能量回馈电网，所述缓冲电阻配置用于防止首次上电浪涌电流。所述回馈单元的直流母线分别连接到所述直流保险，再连接到三个所述驱动器的直流母线，三个所述驱动器各自的UVW口分别连接到电机，所述驱动器用于将所述电机产生的交流电整流成直流，所述直流保险配置用于起过流和短路防护作用。所述隔离变压器取自三相输入电的其中两相，输出连接所述直流电源，所述直流电源输出连接到所述回拉式弹簧端子，所述回拉式弹簧端子配置用于将供电分配给各个用电设备。所述信号转换器的一端配置用于连接外部的扭矩传感器，另一端连接到所述PLC模组，所述信号转换器配置成将扭矩转换器信号转换成电压并将所述电压传递给所述PLC模组。所述PLC模组配置成通过CAN通讯分别与三个所述驱动器、所述回馈单元和上位机进行数据交换，所述PLC模组配置成从所述上位机接收控制指令并发送给所述驱动器用于进行扭矩控制，以及检测三个所述驱动器和所述回馈单元的运行参数、状态。优选地，所述LCL滤波电路包括第一滤波电感、第二滤波电感和滤波电容，其中所述第一滤波电感的下口连接到所述第二滤波电感的上口，所述第一滤波电感与第二滤波电感中间连接所述滤波电容。第一接触器的下口连接到所述第一滤波电感的上口，所述第二滤波电感的下口连接到所述第二接触器的上口。优选地，所述装置本体呈箱子或柜子的形状，所述装置本体的正面和背面均设置有能拆卸的门，所述操作部分位于所述装置本体的上表面，使得所述操作部分能被拆卸，所述装置本体的下部设置有叉车孔，以便利用叉车移动所述风力发电变桨系统扭矩测试装置到适当的位置。优选地，所述控制和能量回馈部分还设置有插座，所述插座配置用于连接外部的计算机或检测设备。优选地，所述操作部分还包括用于指示所述回馈单元运行状态的回馈单元运行灯、用于指示所述回馈单元发生故障的回馈单元故障灯、三个分别用于指示三个所述驱动器的运行状态的驱动器运行灯、三个分别用于指示三个所述驱动器发生故障的驱动器故障灯以及散热风扇。本技术的风力发电变桨系统扭矩测试装置能够控制伺服实现风场所有负载状况，可以加载现场实际记录扭矩文件，保证测试变桨控制系统的可靠性。本技术通过在风力发电变桨系统扭矩测试装置中设置隔离变压器，确保装置发生故障和低压用电时不会对人身财产安全造成伤害。此外，在本技术的风力发电变桨系统扭矩测试装置中采用大容量的能量回馈单元，将负载同步电机在回馈制动过程中的电能逆变成交流回馈到电网，而不是传统的阻性制动，减少能量损耗和箱体体积。本技术大容量回馈单元能够完成变桨控制系统所有负载状况模拟，比如过载，最大转矩测量等，具有于小型能量回馈无法比拟优势。利用本技术的风力发电变桨系统扭矩测试装置，可以对一套变桨系统中的三个变桨轴箱分别独立加载进行测试，也可以同时加载三个变桨轴箱进行测试。本技术的风力发电变桨系统扭矩测试装置可以配合高精度的扭矩传感器来使用，使得测量更精准。此外，通过设置LCL滤波电路，抑制能量回馈单元对电网和周边电子器件的电磁干扰。附图说明图1是从正面示出本技术的风力发电变桨系统扭矩测试装置内部空间的组成结构示意图；图2是从背面示出图1中的风力发电变桨系统扭矩测试装置内部空间的组成结构示意图；以及图3是图1的风力发电变桨系统扭矩测试装置的侧视立体示意图；其中：1隔离开关、2交流保险、3驱动器、4直流保险、5第二滤波电感、6第二接触器、7叉车孔、8隔离变压器、9信号转换器、10回拉式弹簧端子、11插座、12继电器、13空气开关、14PLC模组、15直流电源、16复位按钮、17急停按钮、18回馈单元运行灯、19回馈单元故障灯、20驱动器运行灯、21驱动器故障灯、22备用灯、23上位机、24回馈单元、25备用接口、26第一接触器、27电机电缆接口、28扭矩传感器及电机风扇灯接口、29电源进线接口、30第一滤波电感、31滤波电容、32缓冲电阻、33散热风扇。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本申请的技术方案做进一步详细的说明。本技术的风力发电变桨系统扭矩测试装置包括大体呈箱子或柜子形状的装置本体。装置本体的正面和背面均设置有可拆卸的门。装置本体的下侧部分设置有叉车孔7，以便于借助叉车移动整个装置。在装置本体的内部空间设置有主功率部分、滤波和控制上电部分、控制和能量回馈部分以及操作部分。如图1所示，主功率部分位于装置本体内部空间的右侧部分，主要包括交流保险2、三个驱动器3和直流保险4。其中交流保险2、其中一个驱动器3和直流保险4靠近前侧部分，另外两个驱动器3位于后侧部分。滤波和控制上电部分位于装置本体内部空间正面的下侧部分，主要包括第一滤波电感30、第二滤波电感5、第一接触器26、第二接触器6和缓冲电阻32。控制和能量回馈部分设置在装置本体内部空间的左侧部分，该左侧部分垂直设置有用于安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电变桨系统扭矩测试装置，其包括装置本体，其特征在于：还包括：设置在所述装置本体内的主功率部分、滤波和控制上电部分、控制能量回馈部分，以及设置在所述装置本体表面的操作部分；所述操作部分控制所述主功率部分的输入端和外部配电箱的市电相连，控制所述主功率部分的输出端与所述滤波和控制上电部分的输入端相连；所述滤波和控制上电部分中的滤波电路输出端通过所述控制能量回馈部分中的回馈单元(24)与市电相连；所述回馈单元(24)输出端与三个驱动器的直流端共母线连接，各个驱动器(3)的UVW交流端分别与对应的负载电机连接；所述控制能量回馈部分通过扭矩传感器测量风力发电变桨系统扭矩信号。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电变桨系统扭矩测试装置，其包括装置本体，其特征在于：还包括：设置在所述装置本体内的主功率部分、滤波和控制上电部分、控制能量回馈部分，以及设置在所述装置本体表面的操作部分；所述操作部分控制所述主功率部分的输入端和外部配电箱的市电相连，控制所述主功率部分的输出端与所述滤波和控制上电部分的输入端相连；所述滤波和控制上电部分中的滤波电路输出端通过所述控制能量回馈部分中的回馈单元(24)与市电相连；所述回馈单元(24)输出端与三个驱动器的直流端共母线连接，各个驱动器(3)的UVW交流端分别与对应的负载电机连接；所述控制能量回馈部分通过扭矩传感器测量风力发电变桨系统扭矩信号。2.根据权利要求1所述的风力发电变桨系统扭矩测试装置，其特征在于：所述主功率部分包括交流保险(2)、三个驱动器(3)和直流保险(4)；所述滤波和控制上电部分包括LCL滤波电路、第二接触器(6)、缓冲电阻(32)和第一接触器(26)；所述控制和能量回馈部分包括安装于安装板一个表面上的隔离变压器(8)、信号转换器(9)、回拉式弹簧端子(10)、继电器(12)、空气开关(13)、PLC模组(14)和直流电源(15)，安装于所述安装板另一个表面上的回馈单元(24)，以及用于减少电磁干扰的隔离板；所述操作部分包括隔离开关(1)、上位机(23)、复位按钮(16)和急停按钮(17)，其中，所述隔离开关(1)用作能电连接到外部配电箱的总开关，所述隔离开关(1)的下口连接到所述交流保险(2)的上口，所述交流保险(2)的下口连接到所述第一接触器(26)的上口，所述第一接触器(26)的下口通过所述LCL滤波电路连接到所述第二接触器(6)的上口，所述第二接触器(6)的下口连接到所述回馈单元(24)的UVW口，所述第二接触器(6)并联缓冲电阻(32)，所述回馈单元(24)配置用于将制动产生的能量回馈电网，所述缓冲电阻(32)配置用于防止首次上电浪涌电流，所述回馈单元(24)的直流母线分别连接到所述直流保险(4)，再连接到三个所述驱动器(3)的直流母线，三个所述驱动器(3)各自的UVW口分别连接到电机，所述驱动器(3)用于将所述电机产生的交流电整流成直流，所述直流保险(4)配置用于起过流和短路防护作用，所述隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢乐，李小庆，丁宛超，张建强，
申请(专利权)人：固安华电天仁控制设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13