一种大型风电机组偏航软启装置的制作方法

本实用新型涉及一种大型风电机组偏航软启装置。

背景技术：

近年来，随着风电机组的单机容量越来越大，体积和重量也不断增大，对偏航驱动控制能力的要求也越来越高。传统的偏航驱动装置启动电流过高，结构复杂，对偏航的液压刹车夹钳、电机减速箱等机械部件磨损影响较大。现有的机组偏航常见的启动方法有直接启动，串电阻启动，自藕变压器启动，星三角减压启动及变频器启动。基于成本考虑，目前大多数整机厂商采用双接触器直接控制偏航电机实现左、右偏航进行对风和解缆等功能；并采用液压系统调节偏航系统的夹钳的压力，以保证偏航过程的平稳。由于偏航电机在启动时需克服较大的启动力矩，对机组和偏航电机的冲击非常大，采用此种偏航控制方式，也越容易使机组振动过大。因此，急需有一种通过降压、补偿、或变频等技术手段，减小电机及负载设备的启动应力，实现电机及机械负载的平滑启动、避免冲击的新型偏航软启动装置来满足目前需求

技术实现要素：

为了克服已有风电机组偏航控制方式的启动平稳性较差、机械部件磨损较大的不足，本实用新型提供了一种启动平稳性较好、机械部件磨损较小的大型风电机组偏航软启装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大型风电机组偏航软启装置，包括一套控制和监测偏航系统和液压系统的风电机组控制器，一套执行风电机组对风和电缆解缆的偏航系统和一套调节偏航夹钳压力的液压系统，所述偏航系统包括接触器、偏航软启模块和偏航电机，所述接触器与所述偏航软启模块连接，所述偏航软启模块与所述偏航电机连接，所述液压系统包括压力调节电磁阀和刹车夹钳，所述压力调节电磁阀与所述刹车夹钳连接，所述风电机组控制器分别与所述接触器、偏航软启模块和压力调节电磁阀连接。

进一步，所述风电机组控制器采用MITA公司的WP4XXX系列模块。

本实用新型中，偏航启动时，风电机组控制器先控制接触器和压力调节电磁阀连接，使之得电松刹，在设定的延时时间后再启动偏航软启动模块，以给定的方式(降压启动)控制偏航电机进行左/右偏航，在设定的启动时间后偏航电机供电达到额定电压，偏航系统以正常电压运行。

偏航系统停止时，当风电机组完成偏航对风或解缆后，风电机组控制器先停止偏航软启动模块，在设定的延时时间后断开接触器和压力调节电磁阀连接，使之失电刹车，完成偏航系统停止。

运行期间，若偏航软启模块出现故障则故障，报偏航软启动故障，机组正常停机，直至故障消除。确认软启模块无故障，手动复位后，再次启动偏航软启模块。

本实用新型的有益效果主要表现在：

1)启动平稳：启动电流小，电气冲击小，偏航电机启动时在1000ms内，电压从30％Un启动，增加至100％Un；电流从0A增大至43.2A，完成后转入旁路运行；

2)机械部件磨损小：由于采用提前泄压偏航控制策略，避免偏航启动时的全压启动，减少机械冲击；

4)可靠性高：软启模块启动完成后，软启内部自动转为旁路控制模式，为了减少晶体管发热，减少晶体管的工作时间，保证软启装置可靠性。

附图说明

图1为大型风电机组偏航软启装置结构图

图2为大型风电机组偏航软启装置的动作时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1和图2，一种大型风电机组偏航软启装置，其特征在于：包括一套控制和监测偏航系统和液压系统的风电机组控制器，一套执行风电机组对风和电缆解缆的偏航系统，一套调节偏航夹钳压力的液压系统。

在偏航系统主电路中增加偏航软启模块来实现偏航系统软启动，考虑到液压刹车动作延时，要求偏航软启延时启动，采用提前泄压偏航控制策略，偏航系统压力在偏航电机动作前，提前泄压，当压力低于设定压力，偏航电机才启动。减小电动机及负载设备的启动应力，实现电动机及机械负载的平滑启动。

作为优选，风电机组控制器采用MITA公司的WP4XXX系列模块。

作为优选，偏航系统包括偏航驱动电机、偏航软启模块和接触器。

作为优选，液压系统包括刹车夹钳和压力调节电磁阀。

参照图1，偏航系统启动时，风电机组控制器算出左/右偏航请求命令，使接触器线圈和压力调节电磁阀线圈得电吸合，在设定延时时间后中间继电器(软启模块控制继电器)线圈得电吸合并保持，启动软启动模块，并以给定的方式(降压启动)启动偏航电机进行左/右偏航，经过设定的启动时间后偏航电机供电达到额定电压偏航系统正常运行。

偏航系统停止时，风电机组完成偏航对风后，先断开中间继电器(软启模块控制继电器)线圈，经过设定的延时时间后断开软启模块，经过设定的延时时间后断开左/右接触器线圈失电及压力调节电磁阀线圈失电，完成偏航系统停止。

运行期间，偏航软启模块出现故障则故障信号给机组控制器，报偏航软启动故障，机组正常停机，直至故障消除。当软启模块出现故障后，若想再次启动偏航需要确认软启模块无故障，而后主控系统通过“偏航软启故障复位”菜单给出“复位”信号，复位软启模块。

考虑到液压刹车动作延时，避免全压启动，减少偏航启动时的机械冲击，采用提前泄压偏航控制策略。偏航启动时，在软启启动命令之前，提前打开偏航液压刹车和电机刹车；偏航停止时，在偏航停止后，延时停止偏航液压刹车、电机刹车和软启模块，否则软启模块会报缺相故障；

为了减少晶体管发热，增加软启模块运行稳定性，软启启动拉斜率时间1s和停止拉斜率时间1s在软启中设置，启动完成后，软启内部自动转为旁路控制模式，减少晶体管的工作时间。

参见图2，偏航软启的动作时序图。

t1为偏航液压刹车和电机刹车提前打开；

t2为偏航内部请求启动和实际动作，要求在软启启动命令前0.5s给出，否则软启会报缺相故障；

t3为软启拉斜率时间，暂定1s，该参数在软启内部设置；

t4为启动完成后，软启内部自动转为旁路模式运行；

t5为偏航内部请求停止和软启停止时间，要求偏航实际动作延时2s后再断开，否则软启会报缺相故障；

t6为偏航液压刹车抱闸延时，暂定0.5s，偏航电机刹车通过硬件实现和液压刹车同步动作；

软启启动拉斜率时间1s和停止拉斜率时间1s在软启中设置，启动完成后，软启内部自动转为旁路控制模式，以减少晶体管发热；

参见偏航电机启动时的电压和电流波形，偏航电机启动时：在1000ms内，电压从30％Un启动，增加至100％Un；电流从0A增大至43.2A，完成后转入旁路运行；

参见偏航电机停止时的电压和电流波形，偏航电机停止时：在1000ms内，电压从100％Un启动，降至0V；电流从稳定运行降至0A；

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。