專利名稱：電動變槳距控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可以增強機組電氣信號穩(wěn)定性和可靠性的電動變槳距控制系統(tǒng)。
背景技術：
在水平軸大型風力發(fā)電機組中普遍采用全翼展槳距調(diào)節(jié)器，這種槳距調(diào)節(jié)器主要完成葉片槳距調(diào)節(jié)，控制葉片槳距角，在額定風速之下，保持最大風能捕獲效率，當風速在額定值以上隨機變化時，通過調(diào)整葉片槳距使葉片沿其縱向軸心轉(zhuǎn)動，來改變氣流對葉片功角，從而改變風電機組獲得的空氣動力轉(zhuǎn)矩，使風輪轉(zhuǎn)速能較好地穩(wěn)定在額定值附近，以保證輸出功率平穩(wěn)和機組安全。在需要進行氣動剎車時，槳距調(diào)節(jié)器使葉片轉(zhuǎn)動到90°的最大槳距角，此時使整個槳葉收槳變?yōu)橐粔K阻尼板，利用空氣阻力的作用使風輪停止轉(zhuǎn)動。槳距調(diào)節(jié)器包括控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)兩部分，根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動方式的不同， 又可分為電機驅(qū)動和液壓驅(qū)動。目前，兆瓦級以上的大型風力發(fā)電機組大多采用電機驅(qū)動的電動式槳距調(diào)節(jié)器。當前電動變槳距控制的方法是通過通訊方式接受來自風機控制器的角度命令或者速度命令，變槳控制系統(tǒng)根據(jù)該風機控制器的角度命令或者速度信號轉(zhuǎn)換成單一的速度信號傳輸給葉片驅(qū)動部分。當由風機控制器一旦發(fā)生安全鏈信號缺失的時候，葉片就通過備用電源進行收槳。但由于風切變、湍流等效應、葉片的重力和離心力等因素，葉片載荷發(fā)生不規(guī)則變化，機組容易受到瞬時的機械沖擊。在風機正常運行時一旦安全鏈缺失的時候， 葉片便采用不受控收槳，這種不受控收槳方式會導致葉片和相關聯(lián)的結(jié)構(gòu)件和驅(qū)動裝置產(chǎn)生疲勞損害，風輪直徑越大這種疲勞損害的程度也越明顯，其后果是降低變槳系統(tǒng)的使用壽命和風力發(fā)電機組的安全性和可靠性。中國專利，專利號為CN 102011694，專利名稱為《變槳控制系統(tǒng)》，公開了一種備用電源電壓不足時進行收槳的方法，通過切換電源的技術，實現(xiàn)葉片的收槳。該專利已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了變槳控制系統(tǒng)頻繁使用備用電源收槳的壞處，并采用了切換電源的技術來避免這個情況。但是并未從根本上解決問題。如何降低備用電源的使用頻次；使用備用電源收槳時風力發(fā)電機組葉片和機組本身收到劇烈的機械沖擊。中國專利，專利號為CN 101476M1，專利名稱為《用于風力發(fā)電機組的獨立變槳控制系統(tǒng)及控制方法》，公開了一種變槳控制速度給定的方法，該方法通過采集風機功率信號，輪轂轉(zhuǎn)速信號，葉輪位置信號，槳葉振動信號經(jīng)瞬態(tài)沖擊載荷補償控制器處理形成槳葉的變槳補償值，在同風機功率控制器聲場的變槳角度，周期性不均勻載荷補償控制器輸出耦合成一個正確的變槳控制設定值。該過程復雜，安裝在葉片根部的振動傳感器成本高，并對安裝技術提出了較高的要求；同時方法也僅適用于以變頻器驅(qū)動的變槳控制系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是為了解決上述背景技術中提出的問題，本實用新型提供一種可以增強機組電氣信號的穩(wěn)定性和可靠性，延長機組備用電源的使用壽命的電動變槳距控制系統(tǒng)。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種電動變槳距控制系統(tǒng)，具有風機控制器、用于接收風機控制器發(fā)出的葉片角度信號和葉片速度信號并將其合成為單一速度信號的變槳控制器、葉片驅(qū)動控制器、葉片及位于葉片上的螺母，所述的螺母上安裝有采集壓力信號的壓力傳感器，葉片驅(qū)動控制器通過由單一速度信號和壓力信號合成的葉片速度信號控制葉片改變槳距。進一步地外部輪轂的安全鏈信號發(fā)送器與變槳控制器無線信號連接同時有線信號連接。本實用新型的有益效果本實用新型的電動變槳距控制系統(tǒng)的葉片螺母上安裝有采集壓力信號的壓力傳感器，利用了葉片的機械載荷信息修正變槳控制器合成的單一速度信號形成葉片速度信號控制葉片改變槳距，極大的降低了由于風速急速切變引起葉片和機組受到的機械載荷震蕩；變槳控制器是葉片驅(qū)動控制器的上一級控制系統(tǒng)，二者的安全信號是各自獨立的，當變槳控制器的安全鏈信號缺失時，可以采用葉片驅(qū)動控制器收槳，當葉片驅(qū)動控制器信號缺失時，直接啟動備用電源收槳，這極大的降低了備用電源收槳情況的發(fā)生，大大增強了備用電源的使用壽命，也降低了葉片和機組受到的機械沖擊；外部輪轂的安全鏈信號發(fā)送器與變槳控制器無線信號連接同時有線信號連接。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的電氣信號示意圖；圖2是變槳控制器的安全鏈信號缺失時的電氣信號示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖， 僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關的構(gòu)成。如
圖1所示的一種電動變槳距控制系統(tǒng)，具有風機控制器、用于接收風機控制器發(fā)出的葉片角度信號和葉片速度信號并將其合成為單一速度信號的變槳控制器、葉片驅(qū)動控制器、葉片及位于葉片上的螺母，所述的螺母上安裝有采集壓力信號的壓力傳感器，葉片驅(qū)動控制器通過由單一速度信號和壓力信號合成的葉片速度信號控制葉片改變槳距。由于壓力信號修正了單一速度信號，故極大的降低了由于風速急速切變而引起葉片和機組受到的機械載荷震蕩。外部輪轂的安全鏈信號發(fā)送器與變槳控制器無線信號連接同時有線信號連接，無限信號和有線信號均輸入到變槳控制器里。如圖2所示，當變槳控制器的安全鏈信號缺失時，變槳控制器的安全鏈信號缺失信息就傳輸?shù)饺~片驅(qū)動控制器，葉片驅(qū)動控制器根據(jù)風機的啟動特性確定速度，一般為 4 8° /s的速度驅(qū)動葉片收槳，當葉片收槳到接近開關的位置，開關發(fā)出一個開關信號， 葉片驅(qū)動控制器接受到開關信號后，將按照20 40mm/s2的加速度降低葉片的收槳速度， 最終讓葉片停止于順槳位置；當葉片驅(qū)動控制器的安全信號缺失時，該信號缺失時將直接啟動備用電源對葉片進行收槳。由于采用了多級安全鏈措施，僅當葉片驅(qū)動控制器的安全信號缺失時，才直接啟動備用電源收槳，這極大的降低了備用電源收槳的情況發(fā)生，極大的增強了備用電源的壽命，也降低了葉片和機組受到的機械沖擊。 以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。
權利要求1.一種電動變槳距控制系統(tǒng)，具有風機控制器、用于接收風機控制器發(fā)出的葉片角度信號和葉片速度信號并將其合成為單一速度信號的變槳控制器、葉片驅(qū)動控制器、葉片及位于葉片上的螺母，其特征在于所述的螺母上安裝有采集壓力信號的壓力傳感器，葉片驅(qū)動控制器通過由單一速度信號和壓力信號合成的葉片速度信號控制葉片改變槳距。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動變槳距控制系統(tǒng)，其特征在于外部輪轂的安全鏈信號發(fā)送器與變槳控制器無線信號連接同時有線信號連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電動變槳距控制系統(tǒng)，具有風機控制器、用于接收風機控制器發(fā)出的葉片角度信號和葉片速度信號并將其合成為單一速度信號的變槳控制器、葉片驅(qū)動控制器、葉片及位于葉片上的螺母，所述的螺母上安裝有采集壓力信號的壓力傳感器，葉片驅(qū)動控制器通過由單一速度信號和壓力信號合成的葉片速度信號控制葉片改變槳距。該電動變槳距控制系統(tǒng)增強了機組電氣信號的穩(wěn)定性和可靠性，延長了機組備用電源的使用壽命。
文檔編號B63H3/06GK202175187SQ201120247530
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權日2011年7月14日
發(fā)明者劉向陽, 吳維林, 薛衛(wèi)春, 謝歆, 高明強 申請人:新譽集團有限公司, 江蘇新譽重工科技有限公司