一种风力发电控制系统技术方案

本发明专利技术属于风力发电技术领域，尤其是涉及一种风力发电控制系统，包括发电组件、传输组件和控制组件，所述发电组件包括发电电机和电机叶片，所述传输组件包括导电线缆和变速器，所述控制组件包括变速控制模块和逆变器，所述发电电机通过变速器与电机叶片转盘连接。采用传动比可调的增速机，可以通过第一转速传感器和第二转速传感器测试到实时的传动比，在风速变化时，可以通过变速控制模块控制增速机进行传动比的调节，风速大时，调整传动比使叶片旋转受到的阻力增加，降低叶片转速，风速小时，则反向调节传动，使叶片在风里较小时可以顺利旋转。转。转。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电控制系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电控制系统。

技术介绍

[0002]把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
[0003]现有的风力发电塔在使用中，增速机多是固定传动比，在工作中，如果风速出现较大变化，无法进行对应的适配性调节，导致在异常大风天气，叶片容易因高转速而损坏，为此，我们提出一种风力发电控制系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种风力发电控制系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种风力发电控制系统，包括发电组件、传输组件和控制组件，所述发电组件包括发电电机和电机叶片，所述传输组件包括导电线缆和变速器，所述控制组件包括变速控制模块和逆变器，所述发电电机通过变速器与电机叶片转盘连接，所述发电电机通过导电线缆和逆变器电性连接，所述变速控制模块与变速器电性连接，所述变速器的输入轴位置安装有第一转速传感器，所述第一转速传感器与变速控制模块电性连接；
[0007]在风电塔的运行时，电机叶片受到风力吹动，可以通过变速器带动发电电机旋转发电，产生的电力通过逆变器转化，进行后续的传输和存储，并且在工作时，当第一转速传感器检测到变速器的输入转速超过预存在变速控制模块的最大值时，会触发降速保护，变速控制模块会控制变速器增加传动比，进而加大电机叶片旋转受到的阻力，使电机叶片在高风速下的转速降低，进行结构保护，当风速较低电机叶片转速低于最低阈值时，变速控制模块会控制变速器减小传动比，降低电机叶片旋转阻力带动发电电机缓速旋转，利用低风速进行顺利发电。
[0008]优选的，所述发电电机的输入轴位置安装有第二转速传感器，所述第二转速传感器与变速控制模块电性连接；
[0009]第二转速传感器可以检测发电电机的输入轴转送，进而可以通过和第一转速传感器的转速对比，得到实时的传动比，变速控制模块根据实时的传动比，形成对变速器的变速控制反馈，保证变速器的传动比被稳定精确的调节。
[0010]优选的，所述变速器与电机叶片之间安装有传动轴，所述传动轴圆周侧壁抵接设置有扭矩传感器，所述扭矩传感器与变速控制模块电性连接；
[0011]传动轴安装在变速器与电机叶片之间，扭矩传感器可以检测传动轴受到的扭力信号，作为电机叶片旋转受到阻力的实时检测，当扭力过大时，为保护传动轴会适当的调节传
动比降低电机叶片旋转受到阻力，保证设备运转正常。
[0012]优选的，所述发电电机、变速器和逆变器均设置有外壳，所述外壳的外壁之间安装有散热涵道；
[0013]外壳对发电电机、变速器和逆变器进行罩设保护，外壳的外壁之间安装有散热涵道，可以通过外部的空气气流进行外壳的散热，保证发电电机、变速器和逆变器的工作温度稳定。
[0014]优选的，所述散热涵道的进气端垂直朝向电机叶片设置，所述散热涵道的出气端远离电机叶片位置布置；
[0015]散热涵道的进气端垂直朝向电机叶片设置，所述散热涵道的出气端远离电机叶片位置布置，使推动电机叶片旋转的气流吹入散热涵道，并从远离电机叶片位置排出，实现高效的散热。
[0016]优选的，所述散热涵道分为连续的散热涵道前段、散热涵道中段和散热涵道后段，所述散热涵道前段、散热涵道中段和散热涵道后段与发电电机、变速器和逆变器位置一一对应，所述散热涵道位于开口位置安装有网孔板；
[0017]散热涵道前段、散热涵道中段和散热涵道后段与发电电机、变速器和逆变器位置一一对应，并且水平布置，进行串联的散热降温，保证气流通过的顺畅，且散热涵道位于开口位置安装有网孔板，防止异物进入造成堵塞。
[0018]优选的，所述电机叶片外侧安装有电热模块，所述电热模块通过旋转电接头连接有温度控制模块，所述温度控制模块与外部电源电性连接；
[0019]电热模块套在电机叶片外侧随其旋转，并且通过旋转电接头与固定设置的温度控制模块电性连接，保证电流顺畅的流通，在发生冰雪冻雨天气时，温度控制模块为电热模块供电，电热模块可以对电机叶片进行加热，使冰雪融化，保证电机叶片稳定旋转。
[0020]优选的，所述温度控制模块通过导线连接有测距传感器，所述测距传感器固定安装在与电机叶片距离固定的位置；
[0021]测距传感器采用激光传感器，测距传感器固定安装在与电机叶片距离固定的位置，当电机叶片外侧壁覆冰后，与测距传感器之间的距离缩短，测距传感器检测到距离变短的信号，作为温度控制模块为电热模块供电的启动信号，当测距传感器检测到的距离恢复到初始距离时，便会向温度控制模块发出停止信号，使温度控制模块为电热模块停止供电。
[0022]优选的，所述温度控制模块通过导线连接有温度传感器，所述温度传感器与电热模块电性连接；
[0023]温度传感器可以检测到电热模块的温度，当电热模块工作温度超过电机叶片可承受的最大温度，则停止工作一端时间，保证电机叶片结构稳定。
[0024]与现有技术相比，本一种风力发电控制系统的优点在于：
[0025]1、通过变速控制模块的设置，采用传动比可调的增速机，可以通过第一转速传感器和第二转速传感器测试到实时的传动比，在风速变化时，可以通过变速控制模块控制增速机进行传动比的调节，风速大时，调整传动比使叶片旋转受到的阻力增加，降低叶片转速，风速小时，则反向调节传动，使叶片在风里较小时可以顺利旋转；
[0026]2、通过电热模块的设置，在温度低发生降雨降雪时，叶片会被冰雪覆盖，测距传感器安装在风塔上，朝向叶片设置，在有冰雪覆盖时，检测到的距离信号会缩短，在距离信号
缩小到最低值以下时，叶片外侧套设安装的电热模块会被启动，可以通过电加热进行冰雪融化，为叶片降重，保证叶片顺利旋转防止被冻结；
[0027]3、通过散热涵道的设置，叶片的传动轴、发电电机、变速器和逆变器通过散热涵道串联，散热涵道的进气口朝向叶片开设，在叶片旋转时，会将气流引入到散热涵道中，散热涵道与发电电机、变速器和逆变器外壳固定连接，使工作发热会传递到散热涵道的侧壁上，进而热量被气流带走，进行自主散热。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的总体系统示意图；
[0029]图2为本专利技术的变速控制线框图；
[0030]图3为本专利技术的防覆冰功能的系统示意图；
[0031]图4为本专利技术的被动降温的功能示意图。
[0032]图中：发电组件1、发电电机11、电机叶片12、传动轴121、传输组件2、变速器21、第一转速传感器211、第二转速传感器212、扭矩传感器213、导电线缆22、控制组件3、变速控制模块31、逆变器32、散热涵道4、散热涵道前段41、散热涵道中段42、散热涵道后段43、电热模块5、温度控制模块51、温度传感器52、测距传感器5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电控制系统，包括发电组件(1)、传输组件(2)和控制组件(3)，其特征在于，所述发电组件(1)包括发电电机(11)和电机叶片(12)，所述传输组件(2)包括导电线缆(22)和变速器(21)，所述控制组件(3)包括变速控制模块(31)和逆变器(32)，所述发电电机(11)通过变速器(21)与电机叶片(12)转盘连接，所述发电电机(11)通过导电线缆(22)和逆变器(32)电性连接，所述变速控制模块(31)与变速器(21)电性连接，所述变速器(21)的输入轴位置安装有第一转速传感器(211)，所述第一转速传感器(211)与变速控制模块(31)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种风力发电控制系统，其特征在于，所述发电电机(11)的输入轴位置安装有第二转速传感器(212)，所述第二转速传感器(212)与变速控制模块(31)电性连接。3.根据权利要求2所述的一种风力发电控制系统，其特征在于，所述变速器(21)与电机叶片(12)之间安装有传动轴(121)，所述传动轴(121)圆周侧壁抵接设置有扭矩传感器(213)，所述扭矩传感器(213)与变速控制模块(31)电性连接。4.根据权利要求1所述的一种风力发电控制系统，其特征在于，所述发电电机(11)、变速器(21)和逆变器(32)均设置有外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪军，罗康，李新彦，张正龙，
申请(专利权)人：江苏龙马精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：