风力发电机组的变桨控制装置及方法、变桨系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的变桨控制装置及方法、变桨系统。
【背景技术】
[0002]变桨系统是风力发电机组(以下简称机组)控制系统的重要组成部分，变桨系统的正常工作对机组的安全起着至关重要的作用。变桨系统自身的可靠性非常关键，如果变桨系统出现故障，风力发电机则无法在大风满发的情况下进行顺桨操作，从而引发超速的危险。
[0003]通常，拖动叶片需要变桨驱动器驱动电动机带动齿轮箱，从而带动叶片实现变桨。图1为现有技术中变桨系统的结构示意图，参照图1，一般来说，变桨驱动器依据变桨控制器发出的变桨信号(如使能信号和速度信号)进行变桨。然而，一旦变桨控制器电源故障，或者变桨控制器出现死机而导致失效时，变桨驱动器将不再受控制，风力发电机面临飞车的危险，使得风力发电机组的安全性能降低。
【发明内容】
[0004]本发明实施例的目的在于，提供一种风力发电机组的变桨控制装置及方法、变桨系统，以实现基于线路切换方式在变桨控制器发生故障或未发生故障时，接通相应的信号通路为变桨驱动器提供顺桨信号以执行变桨操作，从而提高风力发电机组的安全性能。
[0005]为实现上述发明目的，本发明的实施例提供了一种风力发电机组的变桨控制装置，所述装置包括线路切换电路、顺桨信号生成电路及变桨控制器，所述顺桨信号生成电路及变桨控制器分别与所述线路切换电路连接;所述线路切换电路用于在检测到所述变桨控制器发生故障时，切断所述变桨控制器与变桨驱动器之间的第一信号通路，并接通所述顺桨信号生成电路与所述变桨驱动器之间的第二信号通路，在检测到所述变桨控制器未发生故障时，接通所述第一信号通路，并切断所述第二信号通路。
[0006]本发明的实施例还提供了一种风力发电机组的变桨系统，所述系统包括:变桨驱动器以及如前述实施例所述的风力发电机组的变桨控制装置。
[0007]本发明的实施例还提供了一种风力发电机组的变桨控制方法，所述方法包括:检测变桨控制器是否发生故障；在检测到所述变桨控制器发生故障时，切断所述变桨控制器与变桨驱动器之间的第一信号通路，并接通顺桨信号生成电路与所述变桨驱动器之间的第二信号通路;在检测到所述变桨控制器未发生故障时，接通所述第一信号通路，并切断所述第二信号通路。
[0008]本发明实施例提供的风力发电机组的变桨控制装置及方法、变桨系统，在检测到变桨控制器发生故障时，通过线路切换电路接通顺桨信号生成电路与变桨驱动器之间的信号通路，使得顺桨信号生成电路成为可替代的顺桨信号来源，提供顺桨信号给变桨驱动器以执行变桨控制，从而提高了风力发电机组的安全性能，避免了风力发电机飞车事故。同时，在未检测到发生故障时，接通变桨控制器与变桨驱动器之间的信号通路，仍由变桨控制器为变桨驱动器提供顺桨信号来源，不会影响整体的运行。
【附图说明】
[0009]图1为现有技术中变桨系统的结构示意图；
[0010]图2为本发明实施例一的风力发电机组的变桨控制装置的结构示意图；为方便理解，图中示出了变桨驱动器；
[0011]图3为本发明实施例二的风力发电机组的变桨控制装置的另一结构示意图；为方便理解，图中示出了变桨驱动器；
[0012]图4为本发明实施例二的控制器故障检测电路的电路示意图；
[0013]图5为本发明实施例四的风力发电机组的变桨控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明实施例风力发电机组的变桨控制装置及方法、变桨系统进行详细描述。
[0015]实施例一
[0016]图2为本发明实施例一的风力发电机组的变桨控制装置的结构示意图，参照图2，风力发电机组的变桨控制装置包括线路切换电路210、顺桨信号生成电路220及变桨控制器230，顺桨信号生成电路220及变桨控制器230分别与线路切换电路210连接。
[0017]线路切换电路210用于在检测到变桨控制器230发生故障时，切断变桨控制器230与变桨驱动器之间的第一信号通路，并接通顺桨信号生成电路220与变桨驱动器之间的第二信号通路，在检测到变桨控制器230未发生故障时，接通第一信号通路，并切断第二信号通路。这里需要强调的是，“第一”、“第二”只是一种用于区别不同信号通路的指代，并不用以限定具体的信号通路。
[0018]本发明实施例的风力发电机组的变桨控制装置，在检测到变桨控制器发生故障时，通过线路切换电路接通顺桨信号生成电路与变桨驱动器之间的信号通路，使得顺桨信号生成电路成为可替代的顺桨信号来源，提供顺桨信号给变桨驱动器以执行变桨控制，从而提高了风力发电机组的安全性能，避免了风力发电机飞车事故。同时，在未检测到发生故障时，接通变桨控制器与变桨驱动器之间的信号通路，仍由变桨控制器为变桨驱动器提供顺桨信号来源，不会影响整体的运行。
[0019]实施例二
[0020]图3为本发明实施例二的风力发电机组的变桨控制装置的另一结构示意图。可视为图2所示装置实施例的一种具体实现方式。参照图3，相比图2所示实施例的装置结构，图3中具体示出了线路切换电路的具体实现方式，以及控制开关的具体实现方式。
[0021]如图3所示，线路切换电路210包括依次连接的控制器故障检测电路310和控制开关320，控制器故障检测电路310用于实时检测变桨控制器输出的心跳脉冲信号，当未检测到心跳脉冲信号或确定心跳脉冲信号异常时，生成第一控制信号，当检测到心跳脉冲信号正常时，生成第二控制信号，并将第一控制信号及第二控制信号发送给控制开关320。控制开关320用于根据第一控制信号切断第一信号通路，并接通第二信号通路;根据第二控制信号接通第一信号通路，并切断第二信号通路。优选地，变桨控制器230可为PLC。
[0022]首先，以下对线路切换电路210中的控制器故障检测电路310进行详细介绍。
[0023]具体地，图4为本发明实施例二的控制器故障检测电路的电路示意图，参照图4，控制器故障检测电路310包括计数器410、数模转换器420、以及比较器430;计数器410的输入端与变桨控制器230的心跳脉冲信号输出端相连接，计数器410的输出端与数模转换器420的输入端相连接，数模转换器420的输出端与比较器430的反相输入端相连接，比较器430的正相输入端连接阈值电压，比较器430的输出端输出第一控制信号或第二控制信号。
[0024]通过计数器410和数模转换器420将变桨控制器230输出的心跳脉冲信号转换成直流电压信号，其输出电压Va作为比较器430的反相输入端的输入电压，比较器430的正相输入端输入阈值电压Vb。当变桨控制器230输出心跳脉冲信号时，Va大于VB，比较器430输出低电平，在实际应用中，还可在比较器430之后连接一个继电器，由该继电器对控制开关320进行控制，此时继电器不得电，其常闭触点保持闭合。当心跳脉冲信号消失时，Va小于VB，比较器430输出高电平，继电器得电，其常闭触点断开。
[0025]可替代的是，控制器故障检测电路310也可通过触发器实现，变桨控制器230输出心跳脉冲信号作为触发器输入信号，可在脉冲上升沿触发，触发后输出高电平，输出脉宽应适当大于