一种变桨电源管理装置制造方法及图纸

一种变桨电源管理装置，包括第一防雷模块、第一AC/DC模块、第二AC/DC模块、第一至第五DC/DC模块、PLC模块和控制单元，交流电通过第一防雷模块连接至第一AC/DC模块和第二AC/DC模块的输入端；第二AC/DC模块的输出端分别连接至第二至第五DC/DC模块的输入端；第二至第四DC/DC模块的输出分别连接至变桨轴柜A/B/C；第五DC/DC模块作为冗余供电；第一DC/DC模块的输出端与第一AC/DC模块的输出端并联；PLC模块分别接变桨轴柜A/B/C中安全链继电器、EFC继电器。本发明专利技术结构设计紧凑合理，缩小了装置的体积；将变桨控制和驱动功能分离，具有更好的安全性。

A pitch power management device

A pitch power management device includes a first lightning protection module, a first AC / DC module, a second AC / DC module, a first to a fifth DC / DC module, a PLC module and a control unit. The alternating current is connected to the input of the first AC / DC module and the second AC / DC module through the first lightning protection module; the output of the second AC / DC module is respectively connected to the input of the second to the fifth DC / DC module; the second to the second The output of the four DC / DC modules is respectively connected to the pitch shaft cabinet a / B / C; the fifth DC / DC module is used as redundant power supply; the output of the first DC / DC module is parallel to the output of the first AC / DC module; the PLC module is respectively connected to the safety chain relay and EFC relay in the pitch shaft cabinet a / B / C. The structure design of the invention is compact and reasonable, the volume of the device is reduced, the pitch control and the driving function are separated, and the safety is better.

【技术实现步骤摘要】
一种变桨电源管理装置
本专利技术属于电源
，尤其涉及一种用于风电变桨系统的电源管理装置。
技术介绍
变桨系统是MW级以上风力发电机组控制和保护的重要装置，是风机停机的主刹车系统。目前，大多数变桨系统采用三轴柜设计，三个轴柜具有几乎相同的功能和结构，每个轴柜配有同样规格的独立或集成在驱动器中的充电模块，同时每个轴柜配置独立或集成在驱动器中的PLC模块。充电模块作为变桨系统中的重要部件，将三相400VAC整流成系统要求的DC输出，为变桨轴柜后备电源(超级电容)充电和驱动模块供电。PLC模块是变桨系统中的控制器，实现变桨系统的逻辑控制、信号采集、故障诊断等功能。目前三轴柜变桨部件数量较多，特别是采用独立的充电模块、PLC模块、驱动器的变桨系统，同时变桨是风机风电机组故障率和停机时间的最大影响因素之一。因此，变桨集成度和稳定性方面需进一步提高。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的以上问题，优化变桨结构，本专利技术公开了一种用于变桨的新型电源管理装置，该电源管理装置输出三路DC，分别接入变桨三轴柜，为轴柜供电。同时集成了防雷模块、PLC模块、DC/DC模块等。本专利技术电源管理装置结构设计紧凑合理，与现有设计中3块充电器和3组PLC模块总体积相比，大幅缩小了装置的体积；与PLC模块、充电模块、驱动模块集成的驱动器相比，将变桨控制和驱动功能分离，具有更好的安全性。本专利技术电源管理装置安装在A轴柜外侧，三轴柜中空间得到了释放，提供了变桨大容量化的空间。本专利技术采用以下技术方案：r>一种变桨电源管理装置，包括第一防雷模块1、第一AC/DC模块3、第二AC/DC模块4、第一至第五DC/DC模块、PLC模块5和控制单元6；其特征在于：来自滑环的400VAC交流电通过第一防雷模块1连接至第一AC/DC模块3和第二AC/DC模块4的输入端；所述第二AC/DC模块4的输出端分别连接至第二至第五DC/DC模块的输入端；第二DC/DC模块8、第三DC/DC模块9、第四DC/DC模块10的输出端分别连接变桨轴柜A/B/C的驱动器；第五DC/DC模块11的正极输出经过二极管分别接第二至第四DC/DC模块正极输出，第五DC/DC模块11与第二至第四DC/DC模块共负极连接；来自滑环的400VAC交流电经防雷模块1后，三相中一相230VAC接入轴柜A，经轴柜A再并联接入轴柜B和轴柜C，用于加热器、风扇的供电；三相另一相接扩展柜的电源接口；第二DC/DC模块8的输出端与第一DC/DC模块7的输入端连接，第一DC/DC模块7的输出端与第一AC/DC模块3的输出端并接在一起，连接至PLC模块和控制单元的电源端；PLC模块5集成多种通讯协议，用于和风机主控、控制单元6、变桨轴柜通讯。本专利技术进一步包括以下优选方案：所述第一防雷模块1为400VAC防雷模块，该模块为串接模块式电涌保护器("3+1"模式)，防雷等级为2级；所述第二防雷模块2为信号防雷模块，该模块为串接复合型雷电流/电涌保护模块，用于直接或间接屏蔽接地的非电隔离高频传输信号线保护；所述PLC模块5通过CANopen/DP总线与风机主控通讯，接收主控指令，上传变桨信息；所述PLC模块5通过CANopen总线与变桨轴柜A/B/C的驱动器通讯，读取驱动器信息，下发变桨控制指令；PLC模块5的DI/DO模块对应的通道分别接滑环安全链进线、变桨轴柜A/B/C中安全链继电器，实现安全链控制。所述控制单元6通过CANopen总线接收PLC模块5的指令，控制第一至第五DC/DC模块的启停；实现对电源管理装置中电源功能的故障诊断和状态监控，并通过CANopen总线将故障诊断和运行状态上传给PLC模块5。所述第一AC/DC模块3为单相整流的AC/DC模块，输出24VDC，在电源管理装置上电时和正常运行时为PLC模块和控制器单元供电；所述第二AC/DC模块为3相整流AC/DC模块,输出电压560VDC；所述第二至第五DC/DC模块，输入为560VDC，输出为450VDC，其中第二至第四DC/DC模块分别接变桨轴柜A/B/C的驱动器，为驱动器供电；同时经过轴柜隔离开关连接超级电容，给超级电容充电；第五DC/DC模块11为冗余充电模块，当第二至第四DC/DC模块出现故障或过载导致超级电容电压下降至设定阈值时，第五DC/DC模块11经过二极管为变桨轴柜供电；第一DC/DC模块7宽输入直流电源，输出为24VDC，在电源管理装置正常运行和电网掉电时为PLC模块和控制器单元供电；所述变桨电源管理装置还包括吊装选择开关，所述吊装选择开关串接在电源管理装置的DI回路中，风机桨叶吊装时，触发吊装选择开关，控制单元6接收到DI信号，电源管理模块降载运行；所述电源管理装置还设置有备用CANopen、以太网通讯、230VAC接口，用于连接扩展柜；所述电源管理装置还包括密闭式的金属外壳，在外壳的下方安装方形散热铝板，铝板采用多齿结构，增加散热面积；所述电源管理装置还包括以太网口调试接口。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有下述有益的技术效果：集成化设计：电源管理模块集成了变桨PLC模块、防雷模块、24V电源模块、安全链等，同时集成4路DC/DC输出，实现1台电源管理模块对变桨3轴的控制、供电等功能；供电冗余设计：三轴箱电容共负设计，当电源管理模块三路充电模块中某一路损坏或者过载导致电容电压降低时，由冗余DC/DC为超级电容充电。电网隔离设计：采用隔离的AC/DC电源，有效隔离电网，保证在电网存在冲击时变桨的安全。附图说明图1为本专利技术变桨电源管理装置的结构示意图；图2为本专利技术变桨电源管理装置的接口示意图。其中，附图标记的含义如下：1为第一防雷模块，2为第二防雷模块，3为第一AC/DC模块，4为第二AC/DC模块，5为PLC模块，6为控制单元，7为第一DC/DC模块，8为第二DC/DC模块，9为第三DC/DC模块，10为第四DC/DC模块，11为第五DC/DC模块，12为滑环400V供电接口，13为滑环安全链和CanOpen接口，14为Ethernet调试接口，15为吊装开关接口，16为230VAC供电接口，17为扩展柜接口，18为轴A供电接口，19为轴A信号接口，20为轴B供电接口，21为轴B信号接口，22为轴C供电接口，23为轴C信号接口。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细介绍。如附图1所示为本专利技术变桨电源管理装置的结构示意图，本专利技术公开的变桨电源管理装置包括第一防雷模块1、第二防雷模块2、第一AC/DC模块3、第二AC/DC模块4、第一至第五DC/DC模块、PLC模块5和控制单元6。所述第一防雷模块1为400VAC防雷模块，该模块为串接电涌保护器("3+1"模式)，防雷等级为2级。所述第二AC/DC模块4为3相整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变桨电源管理装置，其特征在于：该电源管理装置输出三路DC，分别接入变桨三轴柜，为轴柜供电；同时集成了防雷模块、PLC模块、DC/DC模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种变桨电源管理装置，其特征在于：该电源管理装置输出三路DC，分别接入变桨三轴柜，为轴柜供电；同时集成了防雷模块、PLC模块、DC/DC模块。


2.一种变桨电源管理装置，包括第一防雷模块(1)、第一AC/DC模块(3)、第二AC/DC模块(4)、第一至第五DC/DC模块、PLC模块(5)和控制单元(6)；其特征在于：
来自滑环的400VAC交流电通过第一防雷模块(1)连接至第一AC/DC模块(3)和第二AC/DC模块(4)的输入端；
所述第二AC/DC模块(4)的输出端分别连接至第二至第五DC/DC模块的输入端；
第二DC/DC模块(8)、第三DC/DC模块(9)、第四DC/DC模块(10)的输出端分别连接至变桨轴柜A/B/C的驱动器；
第五DC/DC模块(11)的正极输出经过二极管分别接第二至第四DC/DC模块正极输出，第五DC/DC模块(11)与第二至第四DC/DC模块共负极连接；
来自滑环的400VAC交流电经防雷模块(1)后，三相中一相230VAC接入变桨轴柜A，经轴柜A再并联接入轴柜B和轴柜C，用于加热器、风扇的供电；三相另一相230VAC接扩展柜的电源接口；
第二DC/DC模块(8)的输出端与第一DC/DC模块(7)的输入端连接，第一DC/DC模块(7)的输出端与第一AC/DC模块(3)的输出端并接在一起，连接至PLC模块和控制单元的电源端；
PLC模块(5)集成多种通讯协议，用于和风机主控、控制单元(6)、变桨轴柜通讯。


3.根据权利要求2所述的变桨电源管理装置，其特征在于：
所述第一防雷模块(1)为400VAC防雷模块，该防雷模块为串接电涌保护器，防雷等级为2级。


4.根据权利要求2所述的变桨电源管理装置，其特征在于：
所述第二防雷模块(2)为信号防雷模块，该模块为串接复合型雷电流/电涌保护模块，用于直接或间接屏蔽接地的非电隔离高频传输信号线保护。


5.根据权利要求2所述的变桨电源管理装置，其特征在于：
所述PLC模块(5)提供多种通讯协议与风机主控通讯，接收主控指令，上传变桨信息；
所述PLC模块(5)通过CANopen总线与变桨轴柜A/B/C的驱动器通讯，读取驱动器信息，下发变桨控制指令；
PLC模块(5)的DI/DO模块对应的通道分别接滑环安全链进线、变桨轴柜A/B/C中安全链继电器，实现安全链控制。

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宛超，张春勇，张建强，王振威，刘佳伟，
申请(专利权)人：固安华电天仁控制设备有限公司，北京华电天仁电力控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13