风力发电机组变桨距控制系统测试装置制造方法及图纸

一种风力发电机组变桨距控制系统测试装置，其负载电机(M′)通过联轴器(C)及转矩测量仪(T)与被测的变桨电机(M)机械连接，并与被测的变桨电机(M)一同固定在电机底座(B)上。被测的变桨电机(M)与风力发电机组变桨距控制系统(P)电气连接，负载电机(M′)与负载模拟伺服驱动控制系统(S)电气连接。负载模拟伺服驱动控制系统(S)通过以太网接收监控及功能操作PC的转矩加载信号，控制负载电机(M′)运行，并为被测的变桨距系统提供滑环电源及控制信号，监控及功能操作PC控制被测的变桨距系统运行。监控及功能操作PC(PC)与风力发电机组变桨距控制系统(P)的控制器及负载模拟伺服驱动控制系统中的控制模块通讯连接。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风力发电机组变桨距控制系统测试装置。
技术介绍
变桨距系统是风力发电机的重要组成部分，变桨距系统的所有部件都安装在风力机轮毂中，风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转，现场调试维修十分困难。因此，变桨距系统的调试及其可靠性测试必须在风力机安装之前完成，从而需要构建测试平台，完成地面测试。本技术由电机平台、负载模拟伺服驱动控制系统及配电系统组成。通过负载模拟伺服驱动控制系统控制负载电机模拟实际风况，测试变桨距控制系统性倉泛。现有测试装置由上位机和模拟风对桨叶根部转矩的加载系统构成。该装置的加载 系统采用油压加载的方式，响应速度慢且加载转矩小，不能满足大功率变桨距控制系统满载测试的要求。现有测试装置只能提供静态转矩，不能动态模拟实际风况，且不能提供变桨距控制系统与风力发电机组连接的滑环信号，不具备综合性测试功能。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的缺点，提出一种新的风力发电机组变桨距控制系统测试装置。本技术应用于风力发电机变桨距系统的地面调试及测试过程，可用于验证变桨距系统静态性能、动态性能，并能进行安全保护测试及低电压穿越测试。本技术模拟变桨距系统的实际工作状态及接线方式，对系统的可靠性进行验证，并为与风力发电控制系统联调提供连接接口。本技术由负载电机、联轴器、转矩测量仪、电机底座、负载模拟伺服驱动控制系统、监控及功能操作PC组成。所述的负载电机通过联轴器及转矩测量仪与被测的变桨电机机械连接，并与被测的变桨电机一同固定在电机底座上。被测的变桨电机与变桨距控制系统电气连接，负载电机与负载模拟伺服驱动控制系统电气连接。监控及功能操作PC与风力发电机组变桨距控制系统的控制器和负载模拟伺服驱动控制系统的控制模块通讯连接。负载模拟伺服驱动控制系统通过以太网接收监控及功能操作PC的转矩加载信号，控制负载电机运行，并为被测的变桨距系统提供滑环电源及控制信号。监控及功能操作PC通过通讯线缆与被测变桨距系统连接，控制被测的变桨距系统运行。所述的监控及功能操作PC中包含模拟风力发电机组控制系统的上位机界面，与所述的风力发电机组变桨距控制系统的控制器进行通讯，所述的监控及功能操作PC中还包含负载模拟伺服驱动控制系统的上位机界面，与所述的负载模拟伺服驱动控制系统中的控制模块进行通讯。本技术采用负载模拟伺服驱动控制系统控制负载电机。所述的负载模拟伺服驱动控制系统将运动控制与驱动器功能集成在一起，使得系统具有极快的响应速度。所述的负载模拟伺服驱动控制系统主要由控制模块、电源模块、功率模块、通讯线缆、运行软件和驱动软件组成。负载模拟伺服驱动控制系统使用驱动软件完成运动控制、逻辑控制与工艺控制的工程开发，以及负载模拟伺服驱动控制系统的组态与调试；使用运行软件开发控制界面，用于试验操作。本技术可用于验证变桨距系统静态性能、动态性能并能进行安全保护测试及低电压穿越测试等综合测试，具体内容如下I)验证变桨系统静态性能 当本技术模拟桨叶节距角保持不变时，变桨电机需输出扭矩Tl来克服负载电机的扭矩T2，且有T1=T2，两者方向相反。当本技术模拟桨叶节距角发生变化时，变桨电机需输出扭矩Tl来克服负载电机的扭矩Τ2和转动所需的扭矩Τ，此时有Τ1ΧΓ2。测试时，负载电机驱动系统工作于转矩闭环状态，通过控制负载电机的电流给定来改变负载电机的转矩大小，进而模拟变桨电机的负载变化。本技术通过负载模拟伺服驱动控制系统改变负载电机给定转矩的大小，从而实现对变桨电机负载变化的模拟。采用上述方案的变桨距系统测试平台可以长时间工作在相同的转矩条件下。使用本平台可进行变桨电机驱动器长期带载工作试验、变桨电机的温升试验、桨距系统的恒定负载测试，并可验证变桨距系统在额定负载、短时过载情况下的可靠性等。2)验证变桨系统动态性能使用本技术完成变桨距系统的动态负载测试，验证变桨距系统在模拟实际风况下的可靠性。根据预设的风速曲线，通过负载模拟伺服驱动控制系统实时改变负载电机给定转矩的大小，从而实现对实际风况下变桨电机负载变化的模拟。3)进行安全保护试验安全保护试验即变桨距系统后备电源供电能力测试和触发顺桨功能测试。变桨距系统后备电源是在外部主电源出现故障的情况下保证风机正常顺桨的唯一能量来源，后备电源容量的选择是否可靠，直接关系到整个风机的安全。本测试装置可以测试后备电源的顺桨能力，测试各种负载条件写的顺桨次数，为变桨距系统安全提供保障。本技术模拟顺桨故障触发条件，观察变桨距系统动作情况，验证变桨系统安全保护功能。4)进行低电压穿越测试使用本技术完成变桨距系统低电压穿越功能的测试。根据低电压穿越功能的要求，在风电场并网点电压发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%，变桨距系统可以正常运行。综合考虑试验的可操作性和变桨距系统的性能，进行更严苛的试验。测试方法是切断外部电源供电，使电压跌落至0V，利用时间继电器，使外部电源供电在2s后恢复，观察变桨距系统是否正常工作。其中，时间继电器的延时时间可调节，即电压跌落的时间可调。本技术具有以下特征I)满足大功率变桨距控制系统的测试要求本测试工装提供的负载转矩，满足6.5MW以下变桨距系统负载转矩要求。可进行6. 5MW以下变桨距系统额定负载测试，及短时过载测试；2)提供变桨距系统与滑环连接接口 模拟变桨距系统重载连接方式，由平台提供滑环信号。接口灵活，为不同滑环接口定义的机组提供信号，并可扩展；3)采用负载模拟伺服驱动控制系统控制负载电机负载模拟伺服驱动控制系统将运动控制与驱动器功能集成在一起，使得系统具有极快的响应速度；4)完成变桨距系统综合测试本测试工作可验证变桨距系统静态性能、动态性能并能进行安全保护测试及低电压穿越测试。附图说明图I是本技术的构成示意图。其中M :变桨电机；W :负载电机；C :联轴器； T :转矩测量仪；B:电机底座；P :变桨距控制系统；S :负载模拟伺服驱动控制系统；PC :监控及功能操作PC ；图2是负载模拟伺服驱动控制系统框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图I所示，本技术包括负载电机M'、联轴器C、转矩测量仪T、电机底座B、负载模拟伺服驱动控制系统S、监控及功能操作PC。本技术的测试对象为风力发电机组变桨距控制系统P和变桨电机M。负载电机M'和被测的变桨电机M通过联轴器C和转矩测量仪T固定在电机底座B上。负载模拟伺服驱动控制系统S为被测的变桨距控制系统P提供电源及滑环信号，同时为负载电机M'提供动力电源，并接收负载电机M'的转速及温度信号。监控及功能操作PC中包变桨距控制系统P的上位机界面，与变桨距控制系统P进行通讯，同时还包含负载模拟伺服驱动控制系统S的上位机界面，与负载模拟伺服驱动控制系统S的控制模块进行通τΗ ο如图2所示，负载模拟伺服驱动控制系统S包含控制模块D435、接口模块6SL3300-7TE32、电源模块6SL3330-7TE32、功率模块6SL3120-1TE31。负载模拟伺服驱动控制系统S的运行软件和驱动软件集成在监控及功能操作PC中，通过通讯线缆与负载模拟伺服驱动控制系统S连接，对负载模拟伺服驱动控制系统进行组态、调试及功能操作。控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组变桨距控制系统测试装置，其特征是，所述的测试装置由负载电机（M′）、联轴器（C）、转矩测量仪(T)、电机底座(B)、负载模拟伺服驱动控制系统(S)、监控及功能操作PC（PC）组成；所述的负载电机（M′）通过联轴器（C）及转矩测量仪(T)与被测的变桨电机（M）机械连接，并与被测的变桨电机（M）一同固定在电机底座(B)上；被测的变桨电机（M）与变桨距控制系统（P）电气连接，负载电机（M′）与负载模拟伺服驱动控制系统（S）电气连接；监控及功能操作PC(PC)与风力发电机组变桨距控制系统（P）的控制器和负载模拟伺服驱动控制系统（S）的控制模块通讯连接；负载模拟伺服驱动控制系统(S)通过以太网接收所述的监控及功能操作PC的转矩加载信号，控制负载电机（M′）运行，并为被测的变桨距系统提供滑环电源及控制信号，监控及功能操作PC通过通讯线缆与被测的变桨距系统连接，控制被测的变桨距系统运行；所述的监控及功能操作PC中包含模拟风力发电机组控制系统的上位机界面，与所述的风力发电机组变桨距控制系统（P）的控制器进行通讯，所述的监控及功能操作PC中还包含负载模拟伺服驱动控制系统的上位机界面，与所述的负载模拟伺服驱动控制系统中的控制模块进行通讯。...

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组变桨距控制系统测试装置，其特征是，所述的测试装置由负载电机(M')、联轴器(C)、转矩测量仪(T)、电机底座(B)、负载模拟伺服驱动控制系统(S)、监控及功能操作PC (PC)组成；所述的负载电机(M')通过联轴器(C)及转矩测量仪(T)与被测的变桨电机(M)机械连接，并与被测的变桨电机(M)—同固定在电机底座(B)上；被测的变桨电机(M)与变桨距控制系统(P)电气连接，负载电机(M')与负载模拟伺服驱动控制系统(S)电气连接；监控及功能操作PC(PC)与风力发电机组变桨距控制系统(P)的控制器和负载模拟伺服驱动控制系统(S)的控制模块通讯连接；负载模拟伺服驱动控制系统(S)通过以太网接收所述的监控及功能操作PC的转矩加载信号，控制负载电机(M')运行，并为被测的变桨距系统提供滑环电源及控制信号，监控及功能操作PC通过通讯线缆与被测的变桨距系统连接，控制被测的变桨距系统运行；所述的监控及功能操作PC中包含模拟风力发电机组控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋玲，郭金东，邵桂萍，王永超，
申请(专利权)人：北京科诺伟业科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：