专利名称：一种便携式手动辅助变桨装置的制作方法
技术领域：
一种便携式手动辅助变桨装置技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种风力发电机组变桨距控制系统电控装置，尤其涉及一种便携式手动辅助变桨装置，简称变桨手操盒(Manual Operation Box)。
背景技术：
[0002]风力发电机组变桨距控制系统是兆瓦级以上风力发电机组控制和保护的重要装置，是风机停机的主刹车系统。在风机启动过程中，变桨系统控制桨叶的角度以实现风机依靠风力自行启动；在风机正常运行过程中，变桨系统控制桨叶的角度以实现达到额定风速后维持满负荷运行，不过载；在风机正常或紧急停机时，变桨系统控制桨叶转到预定安全位置，实现空气动力刹车，确保风机安全运行。[0003]以上所述为变桨系统正常工作时应具备或保证的功能。当变桨系统在风机装配、 现场吊装或检修时需要一些特殊并且简单的操作，如点动、强制手动等。此时如果使用变桨柜本身的控制系统，则需要保证整个变桨装置的正常连接，上电启动变桨装置。工作现场由于环境复杂，变桨装置整体上电会面临很多隐患。如现场作业人员素质不一，打开变桨柜箱盖设置后，变桨柜箱盖未还原到位，造成内部器件损坏；吊装时所用发电机电压不稳，造成变桨柜内部充电器故障等。另外，当现场吊装或轮毂检修时打开箱盖，沙尘杂物也可以能进入箱体，破坏了原有的密封。最后，由于变桨控制PLC和继电器等部件的运行有环境温度要求，变桨柜均配有加热装置。当现场气温过低时柜体加热升温较慢，影响工作效率。如果加热不够强行启动变桨柜，则会造成控制器运行在极端温度下，导致控制器后期运行不稳定。实用新型内容[0004]为解决现有技术中变桨系统在上述特殊工况下时存在的一系列问题，本实用新型提供了一种便携式手动辅助变桨装置。[0005]本实用新型采用以下技术方案[0006]一种便携式手动辅助变桨装置，包括电源管理模块1G1、联络电缆2、DC-DC电源 1G2、电压监视模块1G3、控制手柄3，其特征在于[0007]所述电源管理模块IGl输入端外接单相交流供电，输出端连接DC-DC电源1G2输入端，所述DC-DC电源1G2输出端连接联络电缆2输入端；[0008]所述DC-DC电源1G2的输出端还连接便携式手动辅助变桨装置内部器件的电源端；[0009]所述电压监视模块1G3分别与所述电源管理模块IGl的输出端相连；[0010]所述控制手柄分别与DC-DC电源1G2和联络电缆2输入端相连；[0011]所述便携式手动辅助变桨装置通过联络电缆2连接变桨柜4上预留的插头。[0012]所述联络电缆2包括变桨柜4的供电电缆、使能电缆、24V供电电缆以及正反转供电电缆。[0013]所述电源管理模块IGl直流输出的正极接电压监视模块1G3的继电器IKl输入端；继电器IKl输出端经控制手柄3中的控制开关1F2接联络电缆2的输入端插头1XS2。[0014]所述控制手柄3中还安装有控制旋钮1S1，所述DC-DC电源1G2输出连接至控制手柄的正反转旋钮1S1，通过所述控制旋钮ISl输出正反转信号至联络电缆2的输入端插头 1XS2。[0015]本实用新型在设计上，考虑到变桨手操盒与变桨柜内器件的配合运行，只使用变桨柜内的伺服驱动器和超级电容组，既最大限度的保护了变桨柜内的器件，也减少了变桨手操盒内器件，使其做到轻巧和便携。另外使用柜内伺服驱动器驱动电机，具有精度高，转矩大等特点，比使用变桨手操盒直接输出控制电机要好。变桨手操盒与变桨柜之间有闭锁， 当变桨柜内部控制器运行时，旁路变桨手操盒工作。[0016]在设计变桨手操盒外部结构时，顶部安装了提手和吊环。外壳设计为带楔形凹槽的结构，控制开关、连接插头安装于凹槽内，防止意外碰撞导致损坏。[0017]在密封设计上，采用一次浇注成型的密封胶条进行密封，密封胶条压缩度超过 5mm，密封效果良好，防止了沙尘或水溅引起的故障。另外为了适应现场恶劣的温度环境，变桨手操盒在设计时使用宽温度范围的器件，保证在高低温环境下均可正常工作。
[0018]图1为本实用新型的外部连接示意图；[0019]图2为本实用新型的组成结构示意图；[0020]图3为本实用新型的电路原理示意图。具体实施方案[0021]下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。[0022]如图1和图2所示，本实用新型公开的一种便携式手动辅助变桨装置包括变桨手操盒电源管理模块1G1、DC-DC电源1G2、电压监视模块1G3、联络电缆2、控制手柄3 ；变桨手操盒1通过电源输入线为其供电，使用联络电缆2连接至变桨柜4上预留的插头，为变桨柜供电及提供运行信号。其中电源管理模块1G1、DC-DC电源1G2，电压监视模块1G3安装于变桨手操盒1内。[0023]所述电源管理模块IGl外接单相交流供电，其输入电压范围和频率设计较宽且输入功率较小，以适合吊装现场恶劣的供电环境。IGl将输入交流经整流变换为直流，通过联络电缆2为变桨柜4供电。[0024]所述DC-DC电源1G2连接于电源管理模块IGl的输出端，为变桨手操盒1的内部器件以及变桨柜4提供DC24V供电。当IGl无输出时，1G2也可由变桨柜4的超级电容供H1^ ο ο[0025]所述电压监视模块1G3为电压比较控制电路，用于监视电源管理模块IGl工作状态，并控制其输出。当IGl输出电压大于超级电容电压限制时，1G3控制IKl断开(如图3 所示)，切断输出。[0026]所述联络电缆2用于连接变桨手操盒1与变桨柜4。电缆设计较长，使用时可将变桨手操盒1放置于轮毂外。联络电缆2内包括变桨柜4的供电电缆、使能电缆、24V供电电缆以及正反转供电电缆。以上电缆使用缠绕带包扎，并安装能保证可靠连接的哈丁插头1XS2，通过电缆为变桨柜的超级电容和驱动器供电，并提供变桨运行所需的信号。[0027]所述控制手柄3连接于变桨手操盒1上，并提供较长的连接线，可以将变桨手操盒 1放置于轮毂外进行操作。控制手柄3中安装有控制开关1F2与控制旋钮ISl (如图3所示)，1F2用于变桨柜4供电控制，ISl用于为变桨柜4提供正反转信号。当需要断开变桨手操盒与变桨柜之间的连接时，切断1F2，变桨手操盒停止工作。[0028]如图3所示，变桨手操盒由L+N+PE单相电源供电，输入电压范围120V-270V，输出 DC60V-25A。由于手动变桨时所需功率不大，所以选择较小功率的电源管理模块以减小变桨手操盒的体积和重量。变桨手操盒的供电经IXSl插头接入，由进线开关IFl连接至电源管理模块1G1。IGl直流输出的正极接电压监视模块1G3的IKl继电器，IKl输出经控制手柄 3中的控制开关1F2接联络电缆2的插头1XS2，用于变桨柜超级电容组供电；1F2输出另接 1XS2的A3端子，用于变桨柜4的伺服驱动器控制电路供电；IGl直流输出的负极接1XS2的 B3端子。DC-DC电源1G2的输入连接于IKl与1F2之间，当IKl断开时，1G2可由变桨柜供电；1G2输出连接至1XS2的A6端子，为变桨柜的电机刹车以及电机编码器供电；1G2输出另外连接至控制手柄的正反转旋钮1S1，通过ISl输出正反转信号至1XS2的A7、A8端子。电压监视模块1G3有三组接线，分别为1G3的24V供电、IGl的60V输出电压监视、IKl控制，其中24V供电由1G2输出端引入，60V监视由1XS2的Bl和B3端子引入，IKl控制信号接IKl 继电器线圈。1XS2的Al和A2端子接线用于变桨手操盒1和变桨柜4之间的闭锁控制，其原理是把IGl的运行使能信号串入变桨柜4内部的供电开关，当供电开关闭合时，IGl无使能，不工作。[0029]使用变桨手操盒时应先检查变桨柜4内供电开关为断开，再连接变桨手操盒的供电电缆，以及与变桨柜4之间的联络电缆2。闭合进线开关1F1，变桨手操盒送电，由于控制手柄3中的控制开关1F2未闭合，IGl检测不到变桨柜4中的超级电容，此时不充电。当闭合1F2后，IGl通过联络电缆2为超级电容充电，同时伺服驱动器启动，DC-DC电源1G2输出24V。超级电容充电至60V额定电压时IGl停止工作。需要变桨操作时，使用正反转旋钮 ISl发送指令给伺服驱动器，电机以恒定2°的低速运行。当断开1F2时，变桨手操盒1与变桨柜4之间的电气连接被切断，这时可安全的断开联络电缆2，防止带电插拔。变桨手操盒未接外部供电或断开IFl时，IGl不工作，闭合1F2，变桨手操盒可由超级电容供电进行变桨操作。
权利要求1.一种便携式手动辅助变桨装置，包括电源管理模块(IGl)、联络电缆0)、DC-DC电源 (1G2)、电压监视模块(1G3)、控制手柄(3)，其特征在于所述电源管理模块(IGl)输入端外接单相交流供电，输出端连接DC-DC电源(1G2)输入端，所述DC-DC电源(1G2)输出端连接联络电缆(2)输入端；所述DC-DC电源( 的输出端还连接便携式手动辅助变桨装置内部器件的电源端；所述电压监视模块(1G;3)分别与所述电源管理模块(IGl)的输出端相连；所述控制手柄分别与DC-DC电源(1G2)和联络电缆(2)输入端相连；所述便携式手动辅助变桨装置通过联络电缆( 连接变桨柜(4)上预留的插头。
2.根据权利要求1所述的便携式手动辅助变桨装置，其特征在于所述联络电缆(2)包括变桨柜的供电电缆、使能电缆、24V供电电缆以及正反转供电电缆。
3.根据权利要求2所述的便携式手动辅助变桨装置，其特征在于所述电源管理模块 (IGl)直流输出的正极接电压监视模块(1G3)的继电器(IKl)输入端；继电器(IKl)输出端经控制手柄(3)中的控制开关(1F2)接联络电缆O)的输入端插头(1XS2)。
4.根据权利要求2或3所述的便携式手动辅助变桨装置，其特征在于所述控制手柄C3)中还安装有控制旋钮(ISl)，所述DC-DC电源( 输出连接至控制手柄的正反转旋钮(ISl)，通过所述控制旋钮(ISl)输出正反转信号至联络电缆(2)的输入端插头(1XS2)。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式手动辅助变桨装置，包括电源管理模块(1G1)、联络电缆(2)、DC-DC电源(1G2)、电压监视模块(1G3)、控制手柄(3)，所述电源管理模块(1G1)输入端外接单相交流供电，输出端连接DC-DC电源(1G2)输入端，DC-DC电源(1G2)输出端连接联络电缆(2)输入端；所述DC-DC电源(1G2)的输出端还连接便携式手动辅助变桨装置内部器件的电源端；所述电压监视模块(1G3)分别与所述电源管理模块(1G1)的输出端相连；所述控制手柄分别与DC-DC电源(1G2)和联络电缆(2)输入端相连；所述便携式手动辅助变桨装置通过联络电缆(2)连接变桨柜上预留的插头。便携式手动辅助变桨装置与变桨柜之间有闭锁，当变桨柜内部控制器运行时，旁路变桨手操盒工作。
文档编号F03D7/00GK202326010SQ20112046686
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者孙东旭, 孟权昌, 张东旭, 李海龙, 毕琪, 石璞, 闫磊 申请人:北京华电天仁电力控制技术有限公司