一种风电机组辅助电动机的控制方法及装置与流程

本发明主要涉及风力发电技术领域，特指一种风电机组辅助电动机的控制方法及装置。

背景技术：

风电机组中配置了辅助电动机，例如用于驱动散热风扇的电动机，用于驱动齿轮箱润滑油循环的油泵电动机等。同时在风电机组中也配置了控制系统和检测传感器，控制系统通过传感器获知风电机组各单元的温度等信息。

风电机组的主要发热部件有发电机、齿轮箱（直驱机组无该部件）、变流器等，这些部件的发热与机组运行的功率相关，风电机组发电功率大，这些部件的发热量大，温升高，需要用于散热的电动机运行在高转速下，提供高的散热能力；当风电机组运行在小功率时，这些部件发热小，温升低。而当前风电机组无论功率大小，用于散热的辅助电动机均工作在同一状态，能耗较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种降低能耗的风电机组辅助电动机的控制方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种风电机组辅助电动机的控制方法，包括步骤：

s01、在风电机组运行时，获取发热部件的各个子部分的实时温度信息；

s02、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合不大于预设阈值t1时，辅助电动机处于停止状态；

s02、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合升高至预设阈值t1～t2时，辅助电动机处于低速状态；

s03、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合升高至大于预设阈值t3时，辅助电动机处于高速状态；

s04、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合下降至t3-δ2时，辅助电动机由高速状态切换至低速状态，其中δ2为预设的回差值；

s05、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合下降至t2-δ1时，辅助电动机切换至停机状态，其中δ1为预设的回差值。

本发明还公开了一种风电机组辅助电动机的控制装置，包括控制单元和温度检测单元，所述温度检测单元用于检测发热部件各子部分的实时温度信息并发送至控制单元，所述控制单元根据实时温度信号控制辅助电动机的转速。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述发热部件包括发电机、齿轮箱或变流器；当所述发热部件为齿轮箱时，对应的子部件包括润滑油、高速轴和低速轴。

当辅助电动机属于双速电机时，控制单元根据实时温度信号控制辅助电动机的两个起动开关以实现转速调整。

当辅助电动机属于δ/y启动时，控制辅助电动机星形与三角形切换以实现转速调整。

当辅助电动机属于y/yy启动时，控制辅助电动机各开关以改变定子绕组接法实现转速调整。

当辅助电动机属于δ/yy启动时，控制辅助电动机各开关以改变定子绕组接法实现转速调整。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

发明的风电机组辅助电动机的控制方法及装置，在温度上升期，通过检测各子部分的温度信息来控制辅助电动机的转速，使其散热功率跟随温度进行调节，相对于现有定速方式，大幅降低了能耗；另外，相对于其它领域的变频调速，其成本降低，且节能效果相同。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明中双速电机的接线图。

图3为本发明中δ/y的接线图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本实施例的风电机组辅助电动机的控制方法，包括步骤：

s01、在风电机组运行时，获取发热部件的各个子部分的实时温度信息；

s02、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合不大于预设阈值t1时，辅助电动机处于停止状态；

s02、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合升高至预设阈值t1～t2时，辅助电动机处于低速状态；

s03、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合升高至大于预设阈值t3时，辅助电动机处于高速状态；

s04、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合下降至t3-δ2时，辅助电动机由高速状态切换至低速状态，其中δ2为预设的回差值；

s05、当获取的单个温度值或多个温度值的逻辑组合下降至t2-δ1时，辅助电动机切换至停机状态，其中δ1为预设的回差值。

本发明的风电机组辅助电动机的控制方法，在温度上升期，通过检测各子部分的温度信息来控制辅助电动机的转速，使其散热功率跟随温度进行调节，相对于现有定速方式，大幅降低了能耗；另外，相对于其它领域的变频调速，其成本降低，而节能效果相当。

如图2和图3所示，本发明还相应公开了一种风电机组辅助电动机的控制装置，包括控制单元和温度检测单元，温度检测单元用于检测发热部件各子部分的实时温度信息并发送至控制单元，控制单元根据实时温度信号控制辅助电动机的转速。

本实施例中，发热部件包括发电机、齿轮箱或变流器；当发热部件为齿轮箱时，对应的子部件包括润滑油、高速轴和低速轴。

如图2所示，当辅助电动机属于双速电机时，控制单元根据实时温度信号控制辅助电动机的两个起动开关以实现转速调整，具体的调节过程为：

如图2所示，m表示电动机，g1、g2、g3、g4表示能够形成电气连接的单元或导线，k1、k2为接触器，c表示控制系统。在控制过程中，控制单元检测温度，依据设定的阈值t1、t2、t3，经判断后决定电动机是工作在停机、低速或高速状态，运行过程中如果温度发生了变化，控制单元根据传感器检测到的温度和回差δ1、δ2，决定电动机在停机、低速、高速运行状态之间转换；其中回差δ1、δ2的设定，有利于保障控制时的可靠稳定性。

如图2所示，控制系统依据齿轮箱的温度（润滑油温度、高速轴温度、低速轴温度等）信息，当检测到单个温度值或多个温度值的逻辑组合小于或不大于阈值t1时，控制系统断开k1和k2，散热电动机处于停机状态；随着风电机组继续运行，齿轮箱温度升高，当大于或不小于阈值t2时，控制系统闭合k1而断开k2，此时散热电动机工作在低速状态，电动机自身消耗的功率也较小；随着风电机组继续运行齿轮箱温度继续升高，当大于或不小于阈值t3时，控制系统断开k1而闭合k2，此时散热电动机工作在高速状态，系统散热能力加大同时电动机消耗的功率增加。风电机组继续运行，齿轮箱温度有所降低，低于或不高于（t3-δ2），此时控制系统断开k2，闭合k1，齿轮箱散热电动机工作在低速状态；风机仍然继续运行，齿轮箱温度再次降低，低于或不高于（t2-δ1），此时控制系统断开k1和k2，齿轮箱散热电动机处于停机状态。在这个过程中，控制系统依据齿轮箱的温度，根据实际散热需求调整电动机的运行状态，较原来单一的运行方式，减少了自身耗电，到达了节能目的。

如图3所示，m表示δ/y接法的电动机，g1、g2、g3、g4、g5、g6、g7表示能够形成电气连接的单元或导线，k1、k2、k3为接触器，c表示控制系统。控制系统依据齿轮箱的温度（润滑油温度、高速轴温度、低速轴温度等）信息，当检测到单个温度值或多个温度值的逻辑组合小于或不大于阈值t1时，控制系统断开k1、k2、k3，齿轮箱散热电动机处于停机状态；随着风电机组继续运行，齿轮箱温度升高，当大于或不小于阈值t2时，控制系统闭合k1和k3，断开k2，此时散热电动机工作在低速状态，电动机自身消耗的功率也较小；随着风电机组继续运行齿轮箱温度继续升高，当大于或不小于阈值t3时，控制系统闭合k1和k2而断开k3，此时散热电动机工作在高速状态，系统散热能力加大同时电动机消耗的功率增加。风电机组继续运行，齿轮箱温度有所降低，低于或不高于（t3-δ2），此时控制系统断开k2，闭合k1和k3，齿轮箱散热电动机工作在低速状态；风机仍然继续运行，齿轮箱温度再次降低，低于或不高于（t2-δ1），此时控制系统断开k1、k2和k3，齿轮箱散热电动机处于停机状态。在这个过程中，控制系统依据齿轮箱的温度，根据实际散热需求调整电动机的运行状态，较原来单一的运行方式，减少了自身耗电，到达了节能目的。当然，在其它实施例中，当辅助电动机属于y/yy或者δ/yy调速电机，其控制原理如上所述。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。