永磁发电机温度控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种永磁发电机温度控制系统，包括温度传感器，还包括信号放大器、A/D转换电路、主控CPU、D/A转换电路、驱动电路、执行机构；所述温度传感器设置于永磁发电机的永磁体的表面，温度传感器连接信号放大器，信号放大器连接A/D转换电路，A/D转换电路连接主控CPU，主控CPU连接D/A转换电路，D/A转换电路连接驱动电路，驱动电路连接执行机构。所述执行机构包括变桨电机、变流器、发电机冷却风扇。本发明专利技术用于永磁发电机的温度控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种温度控制系统，尤其是一种风力发电领域的永磁发电机温度控制系统。
技术介绍
在已有技术中，风电使用的多为兆瓦级大功率永磁发电机，作为风力机的核心部件，由于烧结钕铁硼具有很大的磁能积和内禀矫顽力，目前多使用稀土永磁材料制造，但是烧结钕铁硼永磁体的剩磁感应温度系数和内禀矫顽力系数相对于其它永磁体比较大，故温度系数稳定性比较差。当永磁发电机温度接近或超过钕铁硼的稳定工作温度140°C，永磁体易产生热退磁现象，绝缘老化，降低电机使用寿命。传统的温度控制系统在发电机前后主轴贴温度传感器，无法直接监控永磁体的温度变化；一般控制器对发电机温度超过设定值进行报警，打开冷却风扇，超过发电机温度极限值则进行停机处理。发电机组过热时存在频繁启停的现象。
技术实现思路
本专利技术的目 的是补充现有技术中存在的不足，提供一种永磁发电机温度控制系统，直接监测易因为温度原因导致失磁的永磁体温度，当永磁发电机温度过高时，不仅启动发电机冷却风扇进行散热，同时对发电机进行降转速降转矩运行，从而降低发电机的铁损散热量和铜损散热量，减小机组的启停频率。本专利技术采用的技术方案是 一种永磁发电机温度控制系统，包括温度传感器，还包括信号放大器、Α/D转换电路、主控CPU、D/A转换电路、驱动电路、执行机构；所述温度传感器设置于永磁发电机的永磁体的表面，温度传感器连接信号放大器，信号放大器连接Α/D转换电路，Α/D转换电路连接主控CPU,主控CPU连接D/Α转换电路，D/Α转换电路连接驱动电路，驱动电路连接执行机构。温度传感器监测永磁体的温度并将温度信号传给信号放大器，信号放大器放大温度信号并传给Α/D转换电路，Α/D转换电路将温度信号的模拟值转化为温度信号的数字值并发送给主控CPU，主控CPU根据内置的温度控制策略和接收到的温度信号，发出控制命令给D/Α转换电路，D/Α转换电路将控制命令转换为模拟控制信号并传给驱动电路，驱动电路驱动执行机构，执行降低永磁发电机温度的措施。所述执行机构包括变桨电机、变流器、发电机冷却风扇；当主控CPU判断接收到的温度信号超过温度限值时，选择内置的温度控制策略，发出相应的控制命令，驱动电路驱动执行机构变桨电机改变风力机叶片桨距角，降低发电机的转速，变流器控制发电机的定子绕组内通过的电流值，从而对永磁体产生反向制动力矩，减小发电机转矩；发电机冷却风扇启动，进行散热。所述温度传感器为多个，以2-3个为一组，一组温度传感器沿发电机转子的轴向分散设置于永磁体的表面；沿发电机转子圆周方向，分散设置4-6组温度传感器于永磁体的表面。所述温度传感器的类型为PT100钼热电阻。本专利技术的优点1.直接监测发电机永磁体的温度,避免永磁体因为温度过高失磁而导致整个机组的性能破坏。2.主控CPU对发电机的温度控制策略更加完善，增加了降转速运行策略和降转矩运行策略，从而可以通过降低运行功率的方式降低发电机温度。3.不仅有传统环控系统中的发电机冷却风扇，同时冷却风扇与变桨电机、变流器协同工作，多种温度控制的执行机构可同时工作，达到快速制冷的效果，避免了机组停机的结果。4.控制方式简单，可靠性更高，减小机组的启停频率。附图说明图1为本专利技术的永磁发·电机温度控制系统原理图。图2为本专利技术的永磁发电机轴向示意图。具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1、图2所示 一种永磁发电机温度控制系统，包括温度传感器3,还包括信号放大器、Α/D转换电路、主控CPU、D/A转换电路、驱动电路、执行机构；所述温度传感器3设置于永磁发电机的永磁体I的表面，温度传感器3连接信号放大器，信号放大器连接Α/D转换电路，Α/D转换电路连接主控CPU，主控CPU连接D/Α转换电路，D/Α转换电路连接驱动电路，驱动电路连接执行机构。温度传感器3监测永磁体I的温度并将温度信号传给信号放大器，信号放大器放大温度信号并传给Α/D转换电路，Α/D转换电路将温度信号的模拟值转化为温度信号的数字值并发送给主控CPU，主控CPU根据内置的温度控制策略和接收到的温度信号，发出控制命令给D/Α转换电路，D/Α转换电路将控制命令转换为模拟控制信号并传给驱动电路，驱动电路驱动执行机构，执行降低永磁发电机温度的措施。所述执行机构包括变桨电机、变流器、发电机冷却风扇；当主控CPU判断接收到的温度信号超过温度限值时，选择内置的温度控制策略，发出相应的控制命令，驱动电路驱动执行机构变桨电机改变风力机叶片桨距角，降低发电机的转速，变流器控制发电机的定子绕组内通过的电流值，从而对永磁体I产生反向制动力矩，减小发电机转矩从而降低发电机的铁损散热量和铜损散热量；发电机冷却风扇启动，进行散热。本专利技术能有效地控制发电机的温升，降低温度。所述温度传感器3为多个，以2-3个为一组，各组中的温度传感器3沿发电机转子的轴向分散设置于永磁体I的表面；沿发电机转子圆周方向，分散设置4-6组温度传感器3于永磁体I的表面。从而能够更加有效准确的探测发电机的永磁体I的温度。所述温度传感器3的类型为PT100钼热电阻。下面详细说明本专利技术的工作原理和实施方式。如图1、图2所示，永磁发电机内包含主轴4、发电机转子，发电机转子包括转子铁 芯2和永磁体1，永磁体I通常采用凸出式或凹入式安装在转子铁芯2上。温度传感器3通 过502胶或AB胶粘贴在永磁体I的表面，为了监测温度更加准确，在多个位置设置温度传 感器3，温度传感器3以2-3个为一组，一组温度传感器3沿发电机转子的轴向分散设置于 永磁体I的表面，沿发电机转子圆周方向，如图2，对称安装4组温度传感器3于永磁体I的 表面(根据需要也可以再多装2组)。由于温度传感器3粘贴在永磁体I表面，直接监测永 磁体I的温度比传统的检测主轴前后温度更加有效、更加直接，也更加准确。温度传感器3监测永磁体I的温度并将温度信号传给信号放大器，信号放大器放 大温度信号并传给A/D转换电路，A/D转换电路将温度信号的模拟值转化为温度信号的数 字值并发送给主控CPU。主控CPU内置的温度控制策略包括启动冷却风扇策略、降转速运 行策略和降转矩运行策略，其中降转速运行策略和降转矩运行策略都可以达到降低永磁发 电机运行功率的目的。主控CPU可同时执行多种温度控制策略。当发电机温度过高时，主控CPU可选择降转速运行策略和降转矩运行策略，输出 相应的控制命令，随后变桨电机改变风力机的叶片桨距角，降低发电机的转速，变流器控制 发电机的定子绕组内通过的电流值，从而对永磁体I产生反向制动力矩，减小发电机转矩， 从而降低发电机的铁损散热量和铜损散热量。此种方式从源头上减小发电机的发热，阻止温度的进一步升高。主控CPU可同时选择启动冷却风扇策略，发出相应地控制命令，这样发电机冷却 风扇同时启动运行，加快发电机的热量散发。本专利技术所述永磁发电机温度控制系统，一方面控制减少散热源热量输出，一方面 将发电机内部的热量通过冷却风扇来散发，多管齐下，达到快速制冷的效果，避免了机组停 机的结果。本专利技术有效地处理了发电机发热量过大、温升过快导致的永磁体失磁问题，起到 保证发电机的可靠运行，延长机组的使用寿命，减少维护费用等作用。一旦温度达到报警等 级，可以同时启动多种执行机构以降低发电机温度。本专利技术温度控制效率高，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁发电机温度控制系统，包括温度传感器(3)，其特征在于：还包括信号放大器、A/D转换电路、主控CPU、D/A转换电路、驱动电路、执行机构；所述温度传感器(3)设置于永磁发电机的永磁体(1)的表面，温度传感器(3)连接信号放大器，信号放大器连接A/D转换电路，A/D转换电路连接主控CPU，主控CPU连接D/A转换电路，D/A转换电路连接驱动电路，驱动电路连接执行机构；温度传感器(3)监测永磁体(1)的温度并将温度信号传给信号放大器，信号放大器放大温度信号并传给A/D转换电路，A/D转换电路将温度信号的模拟值转化为温度信号的数字值并发送给主控CPU，主控CPU根据内置的温度控制策略和接收到的温度信号，发出控制命令给D/A转换电路，D/A转换电路将控制命令转换为模拟控制信号并传给驱动电路，驱动电路驱动执行机构，执行降低永磁发电机温度的措施。

【技术特征摘要】
1.一种永磁发电机温度控制系统,包括温度传感器(3),其特征在于还包括信号放大器、Α/D转换电路、主控CPU、D/Α转换电路、驱动电路、执行机构；所述温度传感器(3)设置于永磁发电机的永磁体(I)的表面，温度传感器(3)连接信号放大器,信号放大器连接A/D转换电路，Α/D转换电路连接主控CPU，主控CPU连接D/Α转换电路，D/Α转换电路连接驱动电路，驱动电路连接执行机构； 温度传感器(3)监测永磁体(I)的温度并将温度信号传给信号放大器，信号放大器放大温度信号并传给Α/D转换电路，Α/D转换电路将温度信号的模拟值转化为温度信号的数字值并发送给主控CPU，主控CPU根据内置的温度控制策略和接收到的温度信号，发出控制命令给D/Α转换电路，D/Α转换电路将控制命令转换为模拟控制信号并传给驱动电路，驱动电路驱动执行机构，执行降低永磁发电机温度的措施。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉洁，赵新华，包洪兵，
申请(专利权)人：无锡风电设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：