一种风电机组的变桨控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种风电机组的变桨控制系统。该系统包括ARM处理器和变桨电机；其中，ARM处理器与变桨电机相连；变桨电机接风电机组的叶片。本实用新型专利技术可以快速准确地控制叶片转动，使其很好的适应复杂的自然条件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风电机组的变桨控制
，特别是涉及一种风电机组的变桨控制系统。
技术介绍
随着人类追求清洁能源步伐的不断加快，风电技术得到了更广泛的发展。现有的风电机组的变桨控制系统如图I所示，包括相连的顺序控制器101和变桨电机102，其中的变桨电机102接风电机组的叶片1 03。该系统中的顺序控制器101只能进行顺序控制，即在主程序中运行一个死循环函数，当遇到恶劣的自然条件时，如遇到飓风、暴雨等恶劣的天气时，就要通过中断方式来应对紧急发生的事件。由于顺序控制器101对中断方式的反应速度比较慢，难以及时准确地向变桨电机102发送相应控制信号，因而在遇到恶劣的自然条件时，叶片103就很容易受到外界的影响而跑飞，造成比较严重的后果。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种风电机组的变桨控制系统，能快速准确地控制叶片转动，使其很好的适应复杂的自然条件。本技术解决上述技术问题的技术方案如下一种风电机组的变桨控制系统，该系统包括ARM处理器和变桨电机；其中，所述ARM处理器与所述变桨电机相连；所述变桨电机接所述风电机组的叶片。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进进一步，还包括与所述ARM处理器相连的功率控制器。进一步，所述功率控制器为可编程逻辑控制器PLC。本技术的有益效果是本技术利用ARM处理器来控制变桨电机，可将嵌入式操作系统移植到ARM处理器中，对变桨系统所涉及到的各种操作进行任务分配，通过操作系统的初始化和启动任务调度，轮换运行多个任务，从而完成对变桨电机的驱动，实现变桨功能。由于ARM处理器可将涉及风电机组安全的任务的优先级设置得比较高，因而在遇到恶劣的自然条件时，ARM处理器将优先执行这些涉及安全的任务，从而快速准确地控制变桨电机带动叶片转动到预定的安全位置，防止风电机组受损。可见，本技术可快速准确地控制叶片转动，使其很好的适应复杂的自然条件。附图说明图I为现有的风电机组的变桨控制系统的结构图；图2为本技术提出的风电机组的变桨控制系统的结构图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。图2为本技术提出的风电机组的变桨控制系统的结构图。如图2所示，该系统包括ARM (Advanced RISC Machines)处理器201和变桨电机202。其中，ARM处理器201与变桨电机202相连；变桨电机202连接风电机组的叶片203。这里，ARM处理器201是一种通用型微处理器，其可以运行多种嵌入式操作系统，例如uc/os-ii嵌入式操作系统等。其具有体积小、功耗低、源代码开放、高性能等优点，由于ARM处理器201大量使用寄存器，因而其指令执行的速度很快，并且，ARM处理器201的寻址方式灵活简单，执行效率比较高。变桨电机202是带动风电机组的叶片203转动的电机，其可以接收ARM处理器201送来的控制信号，并根据该控制信号来带动叶片203转动。 本技术中，可将一种嵌入式操作系统(如uc/os-ii嵌入式操作系统)移植到ARM处理器201中，该嵌入式操作系统可采用微内核结构，既包含普通嵌入式操作系统的全部功能，又具有良好的可裁剪性，使其在应用方面更加精练，占用的内存单元更少。由于ARM处理器201具有用户、系统、管理、中止、未定义、中断和快速中断等七种模式，其中的管理、中止、未定义、中断和快速中断这五种模式与异常相关，系统模式中除了特权模式外，其他与用户模式没区别，因此，该uc/os-ii嵌入式操作系统可在用户模式和系统模式下运行。例如，可将该uc/os-ii嵌入式操作系统的缺省模式确定用户模式。然后，修改0S_CFG. H和INCLUDES. H文件，使uc/os-ii嵌入式操作系统符合应用程序所定义的参数的要求。接着，可编写0S_CPU. H、0S_CPU_C. C和0S_CPU_A. asm文件，完成符合ARM处理器201要求的数据类型、任务堆栈函数、中断函数、任务级切换函数和中断级任务切换函数。接下来，可以将伺服控制算法嵌入到ARM处理器201的上述嵌入式操作系统中，根据风电机组的运行现场可能产生的自然状况进行汇总，编制出应对不同自然条件的任务，然后根据任务的轻重缓急来分配不同的优先级，保证重要的任务能够优先运行。例如，当检测到风速超过25m/s时，为保证风电机组的安全，应该将叶片203转动到顺桨位置，然后风电机组停止运行，因此，在进行任务分配时，应将该任务的优先级级别设置得比较高，如设置为最高优先级，这样，在风速超过25m/s时触发ARM处理器201执行该任务，向变桨电机202发送相应控制信号，由变桨电机202带动叶片203转动到顺桨位置，进而控制风电机组停止运行，以保证风电机组的安全。由此可见，本技术利用ARM处理器来控制变桨电机，可将嵌入式操作系统移植到ARM处理器中，对变桨系统所涉及到的各种操作进行任务分配，通过操作系统的初始化和启动任务调度，轮换运行多个任务，从而完成对变桨电机的驱动，实现变桨功能。由于ARM处理器可将涉及风电机组安全的任务的优先级设置得比较高，因而在遇到恶劣的自然条件时，ARM处理器将优先执行这些涉及安全的任务，从而快速准确地控制变桨电机带动叶片转动到预定的安全位置，防止风电机组受损。可见，本技术可快速准确地控制叶片转动，使其很好的适应复杂的自然条件。如图2所示，该系统还可以包括与ARM处理器201相连的功率控制器204，该功率控制器204可用可编程逻辑控制器(PLC)来实现。这样，ARM处理器201就可以进一步建立与功率控制器204的通讯，由功率控制器204向ARM处理器201发送叶片203的角度参考值，在ARM处理器201收到该角度参考值后，即可驱动变桨电机202来控制叶片203的转向，以保证风电机组的安全。本技术中，ARM处理器201可在各种嵌入式操作系统上进行任务调度，从而提高系统运行的稳定性，使其能更好的适应风力发电现场的复杂环境，同时减少了开发的难度，节约了资金的投入，提高了开发效率。由此可见，本技术具有以下优点(I)本技术利用ARM处理器来控制变桨电机，可将嵌入式操作系统移植到ARM处理器中，对变桨系统所涉及到的各种操作进行任务分配，通过操作系统的初始化和启动任务调度，轮换运行多个任务，从而完成对变桨电机的驱动，实现变桨功能。由于ARM处理器可将涉及风电机组安全的任务的优先级设置得比 较高，因而在遇到恶劣的自然条件时，ARM处理器将优先执行这些涉及安全的任务，从而快速准确地控制变桨电机带动叶片转动到预定的安全位置，防止风电机组受损。可见，本技术可快速准确地控制叶片转动，使其很好的适应复杂的自然条件。(2)本技术中，ARM处理器可在各种嵌入式操作系统上进行任务调度，从而提高系统运行的稳定性，使其能更好的适应风力发电现场的复杂环境，同时减少了开发的难度，节约了资金的投入，提高了开发效率。以上所述仅为本技术的较佳实施实例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组的变桨控制系统，其特征在干，该系统包括ARM处理器和变桨电机；其中， 所述ARM处理器与所述变桨电机相连； 所述变桨电机接所述风电机组的叶片。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘京波，荆海斌，徐超，王延涛，杨静，
申请(专利权)人：华锐风电科技集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：