一种用于变桨控制系统的冗余装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于变桨控制系统的冗余装置，包括远程控制单元、信号单元和变桨控制单元；所述远程控制单元包括风机主控制器和滑环；所述信号单元包括两个速度传感器和两个绝对值编码器；所述变桨控制单元包括PLC模块、通讯模块、数字输出模块、编码器模块、变桨驱动器和继电器。本发明专利技术还公开了一种用于变桨控制系统的冗余装置的控制方法。本发明专利技术在变桨电机位置传感器或速度传感器发生故障时，可通过远程信号切换指令将备用位置传感器切换至在用状态，恢复变桨系统的正常运行，为故障处理争取充足的处理时间，避免风机因为电机位置传感器或速度传感器损坏停机待修，从而确保机组整体的有效利用率。的有效利用率。的有效利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于变桨控制系统的冗余装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电气设备装备
，特别是涉及一种用于变桨控制系统的冗余装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]变桨控制系统运行时，由于电机编码器自身存在一定的故障率及运行环境恶劣，引起部分风力发电场电机编码器损坏较多的情况，特别是海上风场，由于出海维护工作受海潮、天气等诸多因素影响，一次故障停机可能导致客户损失数天乃至十天以上的发电量损失。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种用于变桨控制系统的冗余装置及其控制方法，在变桨电机的位置传感器或速度传感器发生故障时，可通过远程控制指令对变桨系统的在用位置传感器或速度传感器与备用位置传感器或速度传感器进行切换，及时恢复机组的正常运行。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0005]一种用于变桨控制系统的冗余装置，包括远程控制单元、信号单元和变桨控制单元；
[0006]所述远程控制单元包括风机主控制器和滑环；
[0007]所述信号单元包括两个速度传感器和两个绝对值编码器，两个速度传感器均设置于电机尾部，共用同一个速度码盘，其中一个绝对值编码器为电机编码器，另一个绝对值编码器为桨叶编码器；
[0008]所述变桨控制单元包括PLC模块、通讯模块、数字输出模块、编码器模块、变桨驱动器和继电器；PLC模块控制输出模块输出，PLC模块检测编码器模块信号，确定编码器状态，并将编码器状态通讯模块反馈给远程控制单元。
[0009]电机正常运行时其中一个速度传感器作为主速度信号通过继电器反馈接入变桨驱动器用于变桨驱动器的运行控制，另一个速度传感器作为备用；电机编码器作为正常运行时PLC模块检测位置信息的主编码器，桨叶编码器作为备用编码器安装于桨叶的齿圈位置。
[0010]其中，电机尾部设置有用于速度传感器的码盘，在码盘对应的电机尾部部件壳体上设置有两个速度传感器安装孔用于安装速度传感器；将电机尾部的速度信号通过继电器接入变桨驱动器，PLC模块配备对应的输出端口对继电器进行控制，实现速度传感器的切换动作。
[0011]其中，电机尾部安装有电机编码器，桨叶齿圈上安装有桨叶编码器作为电机编码器的冗余备份；电机编码器和桨叶编码器的信号通过编码器模块均接入变桨PLC模块。
[0012]其中，所述PLC模块、通讯模块、数字输出模块、编码器模块、变桨驱动器和继电器
集成在变桨控制柜内。
[0013]一种用于变桨控制系统的冗余装置的控制方法，包括以下步骤：
[0014]S1：PLC模块接收变桨驱动器反馈的速度传感器状态以及编码器模块反馈的编码器状态；
[0015]S2：判断当前速度传感器状态或编码器状态是否异常，若是，进入下一步骤，若否，则返回上一步骤；
[0016]S3：通过远程控制单元下发速度传感器切换指令或编码器切换指令。
[0017]综上，本专利技术在变桨电机位置传感器或速度传感器发生故障时，可通过远程信号切换指令将备用位置传感器或速度传感器切换至在用状态，恢复变桨系统的正常运行，为故障处理争取充足的处理时间，避免风机因为电机位置传感器或速度传感器损坏停机待修，从而确保机组整体的有效利用率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术所述的一种用于变桨控制系统的冗余装置的总览框图。
[0019]图2为编码器部分原理图。
[0020]图3为编码器切换控制逻辑图。
[0021]图4为速度传感器部分原理图。
[0022]图5为速度传感器切换控制逻辑图。
[0023]图6为PLC速度传感器切换继电器部分原理图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0025]如图1所示，一种用于变桨控制系统的冗余装置，包括远程控制单元、信号单元和变桨控制单元；
[0026]所述远程控制单元包括风机主控制器和滑环；
[0027]所述信号单元包括两个速度传感器和两个绝对值编码器，两个速度传感器均设置于电机尾部，共用同一个速度码盘，其中一个绝对值编码器为电机编码器，另一个绝对值编码器为桨叶编码器；
[0028]所述变桨控制单元包括PLC模块、通讯模块、数字输出模块、编码器模块、变桨驱动器和继电器；PLC模块控制输出模块输出，PLC模块检测编码器模块信号，确定编码器状态，并将编码器状态通讯模块反馈给远程控制单元。
[0029]电机正常运行时其中一个速度传感器作为主速度信号通过继电器反馈接入变桨驱动器用于变桨驱动器的运行控制，另一个速度传感器作为备用；电机编码器作为正常运行时PLC模块检测位置信息的主编码器，桨叶编码器作为备用编码器安装于桨叶的齿圈位置。
[0030]远程控制单元主要是通过对应的远程控制软件根据需要下发信号切换指令，实现变桨信号单元的远程切换，使机组在变桨电机位置传感器发生故障时，位置传感器切换至备用单元，恢复变桨系统的正常运行；变桨控制单元包含可实现远程切换功能的变桨控制软件及对应的硬件组成，通过控制单元提供的硬件接口，实现控制单元与信号单元的连接，包括信号单元供电、信号单元反馈数据接收，在接收到远程控制系统的切换指令后，执行变桨信号的切换动作等；信号单元用来检测变桨电机的实时运行信息，包括位置信息、速度信息等。该装置在变桨电机位置传感器或速度传感器发生故障时，可通过远程信号切换指令将备用位置传感器或速度传感器切换至在用状态，恢复变桨系统的正常运行，为故障处理争取充足的处理时间，避免风机因为电机位置传感器或速度传感器损坏停机待修，从而确保机组整体的有效利用率。
[0031]其中，电机尾部设置有用于速度传感器的码盘，在码盘对应的电机尾部部件壳体上设置有两个速度传感器安装孔用于安装速度传感器；将电机尾部的速度信号通过继电器接入变桨驱动器，PLC模块配备对应的输出端口对继电器进行控制，实现速度传感器的切换动作。
[0032]其中，电机尾部安装有电机编码器，桨叶齿圈上安装有桨叶编码器作为电机编码器的冗余备份；电机编码器和桨叶编码器的信号通过编码器模块均接入变桨PLC模块。
[0033]其中，所述PLC模块、通讯模块、数字输出模块、编码器模块、变桨驱动器和继电器集成在变桨控制柜内。
[0034]具体的，PLC模块对电机编码器、桨叶编码器均采集数据并根据对应的变比进行处理，软件中区分主编码器、备用编码器的数据、故障、标志位等信息，与远程控制系统的通讯协议增加对应的编码器切本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于变桨控制系统的冗余装置，其特征在于，包括远程控制单元、信号单元和变桨控制单元；所述远程控制单元包括风机主控制器和滑环；所述信号单元包括两个速度传感器和两个绝对值编码器，两个速度传感器均设置于电机尾部，共用同一个速度码盘，其中一个绝对值编码器为电机编码器，另一个绝对值编码器为桨叶编码器；所述变桨控制单元包括PLC模块、通讯模块、数字输出模块、编码器模块、变桨驱动器和继电器；PLC模块控制输出模块输出，PLC模块检测编码器模块信号，确定编码器状态，并将编码器状态通讯模块反馈给远程控制单元。电机正常运行时其中一个速度传感器作为主速度信号通过继电器反馈接入变桨驱动器用于变桨驱动器的运行控制，另一个速度传感器作为备用；电机编码器作为正常运行时PLC模块检测位置信息的主编码器，桨叶编码器作为备用编码器安装于桨叶的齿圈位置。2.根据权利要求1所述的一种用于变桨控制系统的冗余装置，其特征在于，电机尾部设置有用于速度传感器的码盘，在码盘对应的电机尾部部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成万，黄学静，赵胜武，肖杨亮，刘海林，易东，
申请(专利权)人：重庆华昭电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：