一种风力发电机组的无液压制动电路、方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风力发电机组的无液压制动电路、方法及系统，属于风力发电机组技术领域，包括步骤：风轮制动通过控制系统条件判断实现控制短路断路器对永磁发电机定子的短路，利用短路后的逆向磁场对发电机转子的制动，同时通过手动旋转锁销实现风轮制动的双重保护；其中，在短路断路器动作前，由控制系统对机组制动安全转速、变流器机侧隔离开关状态进行判断，当机组处于制动安全转速且变流器机侧隔离开关断开的状态下由控制系统提供制动器动作使能，当需要执行制动操作时，由维护人员操作控制系统完成短路断路器合闸，实现机组无液压制动。本发明专利技术可以实现永磁直驱风力发电机组的无液压系统制动，降低了设计成本、生产成本和维护成本。本和维护成本。本和维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组的无液压制动电路、方法及系统


[0001]本专利技术涉及风力发电机组
，更为具体的，涉及一种风力发电机组的无液压制动电路、方法及系统。

技术介绍

[0002]目前风力发电机组均配置有液压站系统，其功能通过液压制动的投入(包括：液压制动器以及液压锁销)实现机组风轮制动。但现有的液压站系统一方面液压管路、刹车器油路泄露严重，造成了机组故障率高、清洁卫生情况差，另一方面液压系统的采购成本、刹车片的更换成本增加了较大的设计成本和维护成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机组的无液压制动电路、方法及系统，可以实现永磁直驱风力发电机组的无液压系统制动，降低了设计成本、生产成本和维护成本。
[0004]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0005]一种风力发电机组的无液压制动电路，包括短路断路器主电源回路和短路断路器控制回路，短路断路器主电源回路与短路断路器控制回路连接；
[0006]所述短路断路器主电源回路包括永磁发电机和机侧隔离开关，在永磁发电机的定子引出电缆处增设有短路断路器，所述短路断路器与机侧隔离开关连接，机侧隔离开关与变流器系统连接；由所述短路断路器控制回路控制所述短路断路器，通过短路断路器动作逻辑实现定子短路后的逆向磁场进行风轮制动，通过手动锁销进行锁销制动；
[0007]所述短路断路器控制回路包括控制系统、合闸反馈单元、分闸反馈单元、脱扣反馈单元、合闸线圈和分闸线圈，合闸反馈单元、分闸反馈单元、脱扣反馈单元分别与控制系统的DI接口连接，合闸线圈和分闸线圈分别与控制系统的DO接口连接；在所述控制系统中设有合闸状态监控单元、分闸状态监控单元、脱扣状态监控单元、合闸控制单元和分闸控制单元。
[0008]进一步地，所述短路断路器主电源回路还包括机侧防雷，机侧防雷设置在永磁发电机与短路断路器之间。
[0009]进一步地，所述控制系统中还设有判断模块，用于在短路断路器动作前，由控制系统对机组制动安全转速、变流器机侧隔离开关状态进行判断，并根据判断结果由控制系统控制短路断路器动作逻辑。
[0010]进一步地，所述永磁发电机包括直驱永磁发电机。
[0011]一种风力发电机组的无液压制动方法，基于如上任一所述的风力发电机组的无液压制动电路，执行如下步骤：
[0012]风轮制动通过控制系统条件判断实现控制短路断路器对永磁发电机定子的短路，利用短路后的逆向磁场对发电机转子的制动，同时通过手动旋转锁销实现风轮制动的双重
保护；其中，在短路断路器动作前，由控制系统对机组制动安全转速、变流器机侧隔离开关状态进行判断，当机组处于制动安全转速且变流器机侧隔离开关断开的状态下由控制系统提供制动器动作使能，当需要执行制动操作时，由维护人员操作控制系统完成短路断路器合闸，实现机组无液压制动。
[0013]进一步地，所述短路断路器的动作逻辑包括使能判断：由控制系统对机组转速ω进行判断，由风力发电机组对变流器机侧调制状态进行判断，当机组转速ω＜安全转速ω_s且机侧隔离开关断开时，断路器动作使能信号置ON。
[0014]进一步地，所述短路断路器动作逻辑包括控制动作：使能信号置ON后，由运维人员在控制系统手动操作短路断路器合闸按钮，由控制系统输出合闸信号DO，合闸信号控制断路器合闸实现永磁发电机定子短路，同时断路器反馈合闸状态给控制系统，当控制系统给出的合闸信号和收到的反馈信号校验不一致时，控制系统触发制动合闸失效故障。
[0015]进一步地，所述永磁电机定子短路后，逆向磁场会产生较大的制动力矩，实现低速转动主轴的制动；在永磁电机定子线路恢复后，风轮恢复正常转动。
[0016]进一步地，包括步骤：机械锁销配置行程反馈状态给控制系统，使锁销投退状态由控制系统监控。
[0017]一种风力发电机组的无液压制动系统，包括如上任一所述的风力发电机组的无液压制动电路。
[0018]本专利技术的有益效果包括：
[0019](1)通过本专利技术技术方案提供的无液压制动系统，可以实现永磁直驱风力发电机组的无液压系统制动。
[0020](2)本专利技术技术方案在整机设计和生产阶段，可以节约一套液压油源、数套液压刹车器的成本，对于机组降本有一定经济效益。
[0021](3)本专利技术技术方案中永磁直驱风力发电机组在本身没有主齿轮箱的先天优势下，在通过无液压系统制动设计可以解决油源(包括主齿轮箱油、液压站油)系统泄露给机组运维带来的困扰，同时也降低了机组后期对液压油更换、液压刹车片、主轴刹车片的运维成本。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例中永磁直驱发电机短路断路器回路设计的结构图；
[0024]图2为本专利技术实施例中短路断路器合闸步骤流程图；
[0025]图3为本专利技术实施例中短路断路器分闸步骤流程图。
具体实施方式
[0026]本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
[0027]为解决背景中的问题，本专利技术旨在替代现有液压制动系统，基于永磁电机定子短路后的逆向磁场制动特性、偏航驱动器的精确控制能力以及手动旋转锁销的功能进行改进设计，实现风力发电机组的无液压制动，简化风力发电机组制动系统。
[0028]在具体实现过程中，本专利技术实施例方案提供的风力发电机组的无液压制动电路的专利技术构思在于：首先通过在永磁发电机的定子引出电缆处增加短路断路器，通过短路断路器实现定子短路后的逆向磁场进行风轮制动，再通过手动锁销进行锁销制动，替代原液压制动功能；其次利用偏航电机的制动力矩和偏航驱动器的精确控制功能替代原液压偏航制动和偏航阻尼。更进一步的专利技术构思，包括如下内容：
[0029]1)风轮制动通过控制系统条件判断实现控制短路断路器对永磁发电机定子的短路，利用短路后的逆向磁场对发电机转子的制动，同时通过手动旋转锁销实现风轮制动的双重保护，以替代原主轴的液压制动。
[0030]短路断路器动作前，由风力发电机控制系统对机组制动安全转速、变流器机侧隔离开关状态进行判断，当机组处于制动安全转速且变流器机侧隔离开关断开的状态下由风力发电机组控制系统提供制动器动作使能，当需要执行制动操作时，由维护人员操作风力发电机组控制系统完成短路断路器合闸、实现机组制动。短路断路器回路设计如图1所示，短路断路器动作逻辑如图2、图3所示，包括如下步骤：
[0031]1、使能判断：由风力发电机组控制系统对机组转速ω进行判断，由风力发电机组对变流器机侧调制状态进行判断，当机组转速ω＜安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的无液压制动电路，其特征在于，包括短路断路器主电源回路和短路断路器控制回路，短路断路器主电源回路与短路断路器控制回路连接；所述短路断路器主电源回路包括永磁发电机和机侧隔离开关，在永磁发电机的定子引出电缆处增设有短路断路器，所述短路断路器与机侧隔离开关连接，机侧隔离开关与变流器系统连接；由所述短路断路器控制回路控制所述短路断路器，通过短路断路器动作逻辑实现定子短路后的逆向磁场进行风轮制动，通过手动锁销进行锁销制动；所述短路断路器控制回路包括控制系统、合闸反馈单元、分闸反馈单元、脱扣反馈单元、合闸线圈和分闸线圈，合闸反馈单元、分闸反馈单元、脱扣反馈单元分别与控制系统的DI接口连接，合闸线圈和分闸线圈分别与控制系统的DO接口连接；在所述控制系统中设有合闸状态监控单元、分闸状态监控单元、脱扣状态监控单元、合闸控制单元和分闸控制单元。2.根据权利要求1所述的风力发电机组的无液压制动电路，其特征在于，所述短路断路器主电源回路还包括机侧防雷，机侧防雷设置在永磁发电机与短路断路器之间。3.根据权利要求1所述的风力发电机组的无液压制动电路，其特征在于，所述控制系统中还设有判断模块，用于在短路断路器动作前，由控制系统对机组制动安全转速、变流器机侧隔离开关状态进行判断，并根据判断结果由控制系统控制短路断路器动作逻辑。4.根据权利要求1所述的风力发电机组的无液压制动电路，其特征在于，所述永磁发电机包括直驱永磁发电机。5.一种风力发电机组的无液压制动方法，其特征在于，基于如权利要求1～4中任一所述的风力发电机组的无液压制动电路，执行如下步骤：风轮制动通过控制系统条件判断实现控制短路断路器对永磁发电机定子的短路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子琼，王斌，邱国祥，陈栋才，李博，阳静，张翔，
申请(专利权)人：东方电气新能科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：