变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组技术

本发明专利技术的实施例提供了一种变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组，涉及风力发电技术领域。变桨传动链预消隙的控制方法包括：在平均风速小于机组的额定风速的条件下，采集变桨电机的实时转矩Tn；当Tn＝0时，开始计时，并根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t

【技术实现步骤摘要】
变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组
本专利技术涉及风力发电
，具体而言，涉及一种变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组。
技术介绍
在现有的风力发电机组中，风机在小于额定风速运行时，为保持最大捕获风能，三个叶片的桨距角保持最优桨角状态，不需要执行变桨动作，变桨电机的速度为零。此时，由于风载和叶片重力共同作用在叶片根部，随着风机的转动，三个叶片根部Mz载荷也会随之出现周期性的变化。通过螺栓直接连接在叶片上的变桨轴承的Mz载荷方向也会发生周期性变化。但由于无需产生变桨动作，变桨电机的输出力矩始终和Mz载荷保持一个方向，又因为变桨减速机存在齿隙，当载荷换向时，变桨减速机前端的叶片与叶片轴承会产生滑动，而变桨减速机尾端安装的变桨电机则维持速度为零，这样就会导致变桨轴承齿面和减速机齿面产生碰撞和磨损，增大了变桨轴承和减速机齿面的疲劳载荷，降低了变桨轴承的使用寿命。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的包括提供一种变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组，能够解决叶片根部Mz载荷换向时变桨轴承齿面和变桨减速机齿面产生的碰撞和磨损问题。本专利技术的实施例可以这样实现：第一方面，本专利技术提供一种变桨传动链预消隙的控制方法，控制方法包括：在平均风速小于机组的额定风速的条件下，采集变桨电机的实时转矩Tn；当Tn＝0时，开始计时，并根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t1；当计时到t0时，控制变桨电机主动反向运动，消除齿隙，其中，t0＝t1-t2，t2为变桨传动链消齿隙所需最大时间。在可选的实施方式中，根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t1的步骤包括：根据n，计算出Mz载荷变化周期T；根据T，计算出t1。在可选的实施方式中，Mz载荷变化周期T的计算公式为：T＝1/n×60。在可选的实施方式中，下次Mz载荷的换向时间t1的计算公式为：t1＝1/2×T。在可选的实施方式中，控制变桨电机主动反向运动，消除齿隙的步骤包括：在变桨电机反向运动的设定时间内，若出现Tn≥Ts的时刻，则消除齿隙完成，其中，Ts为设定的限制值；在变桨电机反向运动的设定时间内，若未出现Tn≥Ts的时刻，则循环控制方法。在可选的实施方式中，在变桨电机反向运动的设定时间内，若出现Tn≥Ts的时刻，则消除齿隙完成的步骤之后，控制方法包括：采集当前的平均风速；在当前的平均风速小于机组的额定风速的条件下，重新计算下次Mz载荷的换向时间t1。在可选的实施方式中，在平均风速小于机组的额定风速的条件下，采集变桨电机的实时转矩Tn的步骤之前，控制方法包括：采集实时风速；计算出预设时长内的平均风速。第二方面，本专利技术提供一种风力发电机组，风力发电机组包括：控制器，用于在平均风速小于机组的额定风速的条件下，采集变桨电机的实时转矩Tn；当Tn＝0时，开始计时，并根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t1；当计时到t0时，控制变桨电机主动反向运动，消除齿隙，其中，t0＝t1-t2，t2为变桨传动链消齿隙所需最大时间。在可选的实施方式中，控制器中存储有下次Mz载荷的换向时间t1的计算公式：t1＝1/2×T，其中，T为Mz载荷变化周期。在可选的实施方式中，控制器中存储有Mz载荷变化周期T的计算公式：T＝1/n×60。本专利技术实施例提供的变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组的有益效果包括：1.控制器通过轮毂转速n，来计算下次Mz载荷的换向时间t1，在叶片根部Mz载荷换向前，控制变桨电机主动反向运动，从而快速消除齿隙，防止Mz载荷换向时变桨轴承齿面和减速箱齿轮产生齿面磨损和碰撞，大大提高了变桨轴承和减速机的使用寿命；2.由于传动链齿隙较小，变桨电机在高转速下能够迅速消除齿隙，又因为在Mz载荷换向前Mz载荷值趋近于零，所以在变桨电机消隙的过程中，叶片轴承的摩擦负载完全能够保证叶片不产生震动。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的变桨传动链预消隙的控制方法的流程图；图2为叶片根部Mz载荷与轮毂转速n的风场运行数据图；图3为本专利技术第一实施例提供的风力发电机组的组成框图。图标：10-风力发电机组；11-控制器；12-风速传感器；13-转矩传感器；14-变桨电机；15-转速传感器；16-轮毂。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术的实施例中的特征可以相互结合。在风力发电机组中，因为变桨减速机存在齿隙，当载荷换向时，变桨减速机前端的叶片与叶片轴承会产生滑动，而变桨减速机尾端安装的变桨电机则维持速度为零，这样就会导致变桨轴承齿面和减速机齿面产生碰撞和磨损，增大了变桨轴承和减速机齿面的疲劳载荷，降低了变桨轴承的使用寿命。本实施例提供一种变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组能够解决叶片根部Mz载荷换向时变桨轴承齿面和变桨减速机齿面产生的碰撞和磨损问题。第一实施例请参考图1，本实施例提供了一种变桨传动链预消隙的控制方法(以下简称：“控制方法”)，主要应用于风力发电机组，解决叶片根部Mz载荷换向时变桨轴承齿面和变桨减速机齿面产生的碰撞和磨损问题。具体的，控制方法包括以下步骤：S1：采集实时风速。其中，可以设置控制器通过风速传感器采集实时风速。S2：计算出预设时长内的平均风速。其中，预设时长可以设定为10分钟，从而计算出10分钟的平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变桨传动链预消隙的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：/n在平均风速小于机组的额定风速的条件下，采集变桨电机的实时转矩Tn；/n当Tn＝0时，开始计时，并根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t

【技术特征摘要】
1.一种变桨传动链预消隙的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
在平均风速小于机组的额定风速的条件下，采集变桨电机的实时转矩Tn；
当Tn＝0时，开始计时，并根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t1；
当计时到t0时，控制变桨电机主动反向运动，消除齿隙，其中，t0＝t1-t2，t2为变桨传动链消齿隙所需最大时间。


2.根据权利要求1所述的变桨传动链预消隙的控制方法，其特征在于，所述根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t1的步骤包括：
根据n，计算出Mz载荷变化周期T；
根据T，计算出t1。


3.根据权利要求2所述的变桨传动链预消隙的控制方法，其特征在于，Mz载荷变化周期T的计算公式为：T＝1/n×60。


4.根据权利要求2所述的变桨传动链预消隙的控制方法，其特征在于，下次Mz载荷的换向时间t1的计算公式为：t1＝1/2×T。


5.根据权利要求1所述的变桨传动链预消隙的控制方法，其特征在于，所述控制变桨电机主动反向运动，消除齿隙的步骤包括：
在变桨电机反向运动的设定时间内，若出现Tn≥Ts的时刻，则消除齿隙完成，其中，Ts为设定的限制值；
在变桨电机反向运动的设定时间内，若未出现Tn≥Ts的时刻，则循环所述控制方法。


6.根据权利要求5所述的变桨传...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正，黄凌翔，陈子达，刘亮，李立根，
申请(专利权)人：湘电风能有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43