一种偏航启停保护电路的制作方法

本实用新型涉及偏航电机组技术领域，特别涉及一种偏航启停保护电路。

背景技术：

目前偏航电机组偏航控制策略较为陈旧，采用异步电机启动，通过接触器切换来实现换相，此设计方式弊端为电机启动时电流冲击过大，造成机舱急启急停，对偏航电机组各部件冲击较大，造成的损害表现为以下几种情况：

1)急速启动和急速停止，造成机械冲击较大，长期运行造成偏航齿圈和减速机啮合间隙变大，造成机组震动故障频发；

2)造成偏航减速机容易打齿、固定螺栓松动，产生剪切力造成螺栓断裂；

3)机械冲击较大，偏航轴承及阻尼的磨损加剧；

4)机械冲击较大，长期运行致使偏航外齿圈齿面断裂；

5)机械冲击和机舱震动较大，长期运行会对塔筒机械结构带来损伤。

6)现有偏航电机组偏航启停电路，改造成本高，线路复杂，不易施工。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种偏航启停保护电路，保留大部分原有器件，改造过程及线路简单，易于改造，容易施工，能够大大降低改造成本。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种偏航启停保护电路，包括偏航电机组、控制器、偏航变频器、风向仪、偏航计数器，所述偏航变频器通过主接触器与电源端连接，所述偏航变频器的输出端连接偏航电机组，所述风向仪、偏航计数器与偏航变频器连接，所述控制器连接所述偏航变频器的控制端；所述偏航电机组包括多个并联的偏航电机。

在上述任一方案中优选的是，每个所述偏航电机都通过次接触器与所述偏航变频器连接。

在上述任一方案中优选的是，所述偏航变频器包括整流电路、滤波电路、电路保护电路、逆变器，所述整流电路通过滤波电路与逆变器连接，所述滤波电路还与电路保护电路连接。

在上述任一方案中优选的是，所述偏航变频器包括还包括直流电抗器，所述直流电抗器的一端连接滤波电路，所述直流电抗器的另一端连接逆变器。

在上述任一方案中优选的是，所述偏航变频器还包括阵风抑制补偿电路，所述阵风抑制补偿电路与电路保护电路连接。

在上述任一方案中优选的是，所述阵风抑制补偿电路采用大功率电阻，且大功率电阻与电路保护电路中制动电阻并联。

在上述任一方案中优选的是，所述风向仪、偏航计数器与所述逆变器连接。

在上述任一方案中优选的是，所述风向仪、偏航计数器还与控制器连接

在上述任一方案中优选的是，所述控制器选用mcu芯片。

在上述任一方案中优选的是，所述偏航变频器向偏航电机组输出类s曲线控制信号。

本实用新型的偏航启停保护电路具有以下有益效果：

1、本实用新型保留大部分原有器件，改造过程及线路简单，易于改造，容易施工，能够大大降低改造成本。

2、本实用新型能够全面实现偏航缓冲启动和缓冲停止：原偏航系统只能采取控制器信号发出后开始调节软启动元器件，但是由于没有检测风向和偏转角度，只能单靠主控偏航命令停止后，迅速停止，因此不能解决缓冲停止功能；本实用新型通过采集风向信号和偏航计数器信号，得到总体偏航角度，进而提前做好缓停，使系统更加稳定,减小机械冲击力。

3、本实用新型还采用独立的偏航变频器，由偏航变频器来单独控制偏航电机组，偏航变频器控制偏航电机组时不会直接控制机组其他系统；如偏航减速机直接由控制器控制，而偏航电机组由偏航变频器控制，两者相互独立控制。

4、本实用新型采用独立偏航变频器，其功率大，与原偏航系统的软启动元器件相比，更不容易损坏。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为原偏航系统主线路图；

图2为本实用新型的偏航启停保护电路的主线路图；

图3为本实用新型的偏航变频器的电路结构简图；

图4为本实用新型的类s速度曲线信号的示意图。

图中，11、整流电路；12、滤波电路；13、电路保护电路；14、逆变器；u1、控制器；t1、偏航变频器；y1、风向仪；j1、偏航计数器；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

图1为原偏航系统主线路图，由图1可知，原偏航系统的4个偏航电机采用接触器并联，通过接触器直接吸和为4个偏航电机提供电源，实现方向的切换，属于工频直接启动方式，该启动方式虽然直接供电后就可以实现偏航功能，但是这种启动方式也必然会造成启动电流过大，造成机械冲击和震动问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种偏航启停保护电路，如图2所示，包括偏航电机组、控制器u1、偏航变频器t1、风向仪y1、偏航计数器j1，偏航变频器t1通过主接触器q1与电源端连接，偏航变频器t1的输出端连接偏航电机组，风向仪y1、偏航计数器j1与偏航变频器t1连接，控制器u1连接偏航变频器t1的控制端；偏航电机组包括多个并联的偏航电机m1-m4。

每个偏航电机都通过次接触器与偏航变频器t1连接，即偏航电机m1通过次接触器f1与偏航变频器t1连接,偏航电机m2通过次接触器f2与偏航变频器t1连接,偏航电机m3通过次接触器f3与偏航变频器t1连接,偏航电机m4通过次接触器f4与偏航变频器t1连接。风向仪y1、偏航计数器j1与逆变器连接。风向仪y1、偏航计数器j1还与控制器u1连接控制器u1选用mcu芯片。

偏航电机启动工作原理：控制器闭合主接触器使偏航变频器通电，然后控制主接触器的抱闸打开，并闭合偏航变频器输出与偏航电机间的次接触器，之后进行偏航位置初始化操作。初始化完成后输出运行准备好信号和零速信号，然后等待控制器给出方向和运行速度信号。控制器向偏航变频器给出运行方向信号(上行或下行)，松开次接触器的抱闸，延迟之后向偏航变频器给出速度信号。偏航变频器控制偏航电机启动，启动过程偏航电机缓慢启动，然后加速运行到最大速度后匀速运行一段时间，当系统运行到达减速点，控制器向偏航变频器给出爬行速度指令，偏航变频器控制偏航电机开始减速，减速运行至设定点以后，偏航电机开始减速至停下。偏航变频器停止后输出零速信号，控制器控制次接触器抱闸闭合。

偏航电机偏航工作原理，风向仪y1将检测到的风向信号传输给偏航变频器t1，当偏航变频器接收到控制器发出的偏航启动命令后，根据风向仪y1采集的风向信号，开始计算偏航电机组所需要偏转的风向偏移角度；然后偏航变频器通过电压和频率调节来控制偏航电机组启动，使偏航电机缓慢启动；偏航变频器还时刻采集偏航计数器信号，通过计算偏航角度和风向偏移度，计算出偏航所用时间；并根据计算的偏移度，在机组将要达到理想的对风角度和控制器结束偏航命令前，偏航变频器通过调节电压和频率，进而对偏航电机组实施降速；当控制器发出的偏航信号停止时刻，偏航变频器停止工作，系统停止偏航。

如图3所示，偏航变频器t1包括整流电路11、滤波电路12、电路保护电路13、逆变器14，整流电路11通过滤波电路12与逆变器14连接，滤波电路12还与电路保护电路13连接。

偏航变频器工作原理为，电源经过整流电路11变为直流电路，在经过滤波电路12、电路保护电路13后由逆变器14变为交流电输出给偏航电机；偏航变频器通过调节电压和频率来控制偏航电机启动。

偏航变频器t1包括还包括直流电抗器，直流电抗器的一端连接滤波电路，直流电抗器的另一端连接逆变器。

在偏航过程中，阵风会影响到偏航变频器功率的输出，如不考虑该扰动因素的影响，变频器容易因母线过压而故障停机；为了补偿启停过程中现场实际运行中的阵风扰动，偏航变频器t1还包括阵风抑制补偿电路，阵风抑制补偿电路与电路保护电路连接。优选，阵风抑制补偿电路采用大功率电阻，且大功率电阻与电路保护电路中制动电阻rb并联。

本实用新型的另一个实施例中，为了进一步使偏航电机的启动得到缓冲效果，偏航变频器t1向偏航电机组输出类s曲线控制信号，如图4所示，类s速度曲线可以划分为加加速、匀加速、减加速、匀速、加减速、匀减速、减减速这7个过程。

本实用新型能够全面实现偏航缓冲启动和缓冲停止：图1所示的原偏航系统只能采取控制器信号发出后开始调节软启动元器件，但是由于没有检测风向和偏转角度，只能单靠主控偏航命令停止后，迅速停止，因此不能解决缓冲停止功能；本实用新型通过采集风向信号和偏航计数器信号，得到总体偏航角度，进而提前做好缓停，使系统更加稳定,减小机械冲击力。

本实用新型还采用独立的偏航变频器，由偏航变频器来单独控制偏航电机组，偏航变频器控制偏航电机组时不会直接控制机组其他系统；如偏航减速机直接由控制器控制，而偏航电机组由偏航变频器控制，两者相互独立控制。

本实用新型保留大部分原有器件，改造过程及线路简单，易于改造，容易施工，能够大大降低改造成本。

本实用新型采用独立偏航变频器，其功率大，与原偏航系统的软启动元器件相比，更不容易损坏。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。