一种桨叶位置自检风力发电变桨系统的制作方法

本发明属于风力发电变桨领域，尤其涉及一种桨叶位置自检风力发电变桨系统。

背景技术：

风力发电机组向着大型化的方向飞速发展，全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机均采用了变桨距技术。变桨距控制与变频技术相配合，提高了风力发电机的发电效率和电能质量，使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能，减少风力对风机的冲击。变桨距技术逐渐成为了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术之一。

传统的变桨方式通常通过电机编码器和桨距角编码器两个编码器分别测量桨叶角度并相互比较验证来保证所测量桨叶角度的正确，方式比较复杂且成本较高。

有鉴于上述的缺陷，本申请积极加以研究创新，以期创设一种带自检风力发电变桨系统，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种桨叶位置自检风力发电变桨系统，能够自动检测桨叶角度，保证所测量桨叶角度的正确性，降低了变桨系统的成本。

本发明具体采用以下技术方案。

一种桨叶位置自检风力发电变桨系统，包括直流母线1、变桨驱动器3、dc/dc电源5、中央控制器6、变桨电机7、减速器8、编码器9、位置传感器10、桨叶11和轮毂12；其特征在于：

所述dc/dc电源5与中央控制器6相连，为中央控制器6提供直流电源；

所述编码器9安装于变桨电机7内部并记录所述桨叶11的变桨角度，所述位置传感器10安装在所述轮毂12上当感应滑块15进入传感器感应区间后，传递信号给中央处理器6；

所述感应滑块15安装于桨叶底部；感应滑块的材质是能够被传感器10感应的，感应滑块的安装位置位于桨叶根部的0度位置，且要求在并网调试时调整感应滑块的安装位置使桨叶每次运行至0度或者90度位置时，能够进入位置传感器10的感应区间。

在变桨系统并网调试中要将桨叶从-2度位置到92度位置运行一次，当感应滑块15进入传感器10的感应区间时，传感器10传递感应信号给所述中央处理器6，当得到传感器10的信号时，中央处理器6记录此时的桨叶位置。中央处理器6中储存着0度传感器和90度传感器两个位置值。

所述编码器9将变桨电机7的桨叶角度信号传送给中央控制器6；

系统在桨叶每次运行至0度时，感应滑块15进入传感器10的感应区间，传感器10传递感应信号给中央处理器6，中央处理器6得到感应信号时，将此时编码器9传递给中央处理6的位置信号和已经保存的0度传感器位置值相互比较进行校验，由于轮毂相对于桨叶是固定不变的，此时的位置和已经保存的0度传感器位置是同一个位置值。若此时位置校验不一致报传感器位置故障。说明系统中传感器10或编码器9有故障存在。

所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括变桨轴箱13，所述直流母线1、充电器2、变桨驱动器3、后备电源4、dc/dc电源5和中央控制器6均安装在所述变桨轴箱13中。

所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括限位开关14，所述限位开关14安装在轮毂95度位置，并与中央控制器6通信，将桨叶11的动作信号传递给中央控制器。当桨叶运转至95度时，限位开关动作，中央控制器接受动作信号立即停止风力发电变桨系统运行。

所述中央控制器6通过变桨驱动器3对变桨电机7进行驱动控制，所述变桨电机7通过减速器8与风机的轮毂12传动连接，所述桨叶11安装在所述轮毂12上。

本发明进一步包括以下优选方案：

所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括充电器2，所述直流母线1通过充电器2连接到400v交流电源。

所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括后备电源4，所述后备电源4和dc/dc电源5并联连接在直流母线1上。

所述中央控制器6的控制信号输出端连接变桨驱动器3的输入端；中央控制器6输启停、速度、正反转、位置指令到变桨驱动器3；变桨驱动器3反馈变桨电机7的温度、电流、电压信号到中央控制器。

所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括变桨轴箱13，所述直流母线1、充电器2、变桨驱动器3、后备电源4、dc/dc电源5和中央控制器6均安装在所述变桨轴箱13中。

所述桨叶位置自检风力发电变桨系统还包括限位开关14，所述限位开关14安装在轮毂95度位置，并与中央控制器6通信，将桨叶11的动作信号传递给中央控制器。当桨叶运转至95度时，限位开关动作，中央控制器接受动作信号立即停止风力发电变桨系统运行。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明提供桨叶位置自检风力发电变桨系统，利用安装在变桨电机内部的编码器信号来测量桨叶角度，利用安装在轮毂上的位置传感器来校验桨叶角度。保证了编码器测量角度的正确性，同时相比于传统的利用桨距角编码器进行冗余校验的变桨系统结构更加简单，成本降低、便于安装，能够提高变桨系统稳定性，保证风电机组的发电量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明一种风力发电变桨系统的信号传递框架图；

图2是本发明一种风力发电变桨系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如附图2所示为本发明公开一种桨叶位置自检风力发电变桨系统，包括直流母线1、充电器2、变桨驱动器3、后备电源4、dc/dc电源5、中央控制器6、变桨电机7、减速器8、编码器9、位置传感器10、桨叶11和轮毂12、轴箱13、限位开关14、感应滑块15，所述充电器2、变桨驱动器3、后备电源4和dc/dc电源5并联连接在直流母线1上，所述dc/dc电源5、变桨驱动器3、编码器9和位置传感器10均与所述中央控制器6通信连接，所述变桨驱动器3传信于所述变桨电机7，所述编码器9与所述变桨电机7传动连接，所述减速器8与所述变桨电机7传动连接，所述轮毂12与所述减速器8传动连接，所述桨叶11安装在所述轮毂12上，所述位置传感器10安装在所述轮毂12上。

所述编码器9安装于变桨电机7内部并记录所述桨叶11的变桨角度。

所述位置传感器10为两个且分别安装在所述轮毂的0度角位置和90度角位置。

还包括变桨轴箱13，所述直流母线1、充电器2、变桨驱动器3、后备电源4、dc/dc电源5和中央控制器6均安装在所述变桨轴箱13中。

还包括限位开关14，所述限位开关安装在所述轮毂12上，所述限位开关14与所述中央控制器6通信连接。

所述桨叶11的根部安装有感应滑块15。

结合图1显示了本发明一种风力发电变桨系统的信号传递框架图，该桨叶位置自检风力发电变桨系统的原理是：风电机组中桨叶11安装在风机轮毂12上，在风机运行过程中桨叶11运行于0度到90度之间，轮毂12相对于桨叶位置是静止的，位置传感器10安装在风机轮毂12上，在风机进行变桨操作时，传感器10的位置固定不变。感应滑块15安装在桨叶10根部，每次感应滑块15接近位置传感器10时，位置传感器将感应信号反馈给所述中央处理器。

利用安装在变桨电机7内部的编码器9信号来测量桨叶角度，利用安装在轮毂12上的位置传感器10来校验桨叶角度。保证了编码器9测量角度的正确性，同时相比于传统的利用桨距角编码器进行冗余校验的变桨系统结构更加简单，成本降低、便于安装。

该桨叶位置自检风力发电变桨系统在风机并网前要进行位置传感器10的调校，将桨叶从小于0度到90度区间内进行一次变桨操作，当感应滑块15处在位置传感器10感应区间之内时，记录此时桨叶的准确位置并记录到中央控制器6中保存。

中央控制器6内部编写有校验程序，变桨系统经过并网前调试完成且正常运行后，每次感应滑块运行至位置传感器10的感应区间时，央控制器都要读取此时刻电机编码器9的桨叶位置数据与并网前调校感应滑块位于位置传感器10感应区间时保存的位置数据进行比较，若两个桨叶角度是一致的则说明此时变桨系统工作正常；若不一致则说明变桨系统的位置与并网调试时的位置不一致，此时要报系统故障。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。