一种变桨超级电容放电管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种变桨超级电容放电管理系统。


背景技术：

2.变桨系统作为大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。稳定的变桨控制已成为当前大型风力发电机组控制技术研究的热点和难点之一。
3.变桨系统后备电源的维护人员多采用以下几种方式来处理：断开主电源然后等待超级电容自放电，其缺点在于此放电过程需要停机等待时间长(>6h)；使用外部放电装置连接超级电容进行放电，其缺点在于带电连接线路本身就存在触电风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种变桨超级电容放电管理系统，本专利使用的变桨超级电容放电管理系统使用变桨系统自身的元器件实现快速安全放电。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种变桨超级电容放电管理系统，包括：变桨轴驱动柜、电网主电源、变桨驱动器、超级电容模组、放电电阻、放电旁路接触器以及风扇，所述变桨驱动器内部包括：整流单元、直流母线单元、后备电源充电器、制动单元以及数字量输出。
6.本实用新型进一步设置为：所述电网主电源为3x400vac三相交流电压。
7.本实用新型进一步设置为：所述整流单元与直流母线单元电性连接。
8.本实用新型进一步设置为：所述后备电源充电器与直流母线单元电性连接，所述后备电源充电器与超级电容模组电性连接。
9.本实用新型进一步设置为：所述制动单元与超级电容模组电性连接，所述制动单元连接有第一连接线路，且第一连接线路的一端与放电电阻电性连接，所述放电电阻电性连接有第二连接线路，且第二连接线路通过放电旁路接触器与超级电容模组连接。
10.本实用新型进一步设置为：所述数字量输出连接有旁路接触器控制线路，且旁路接触器控制线路与放电旁路接触器电性连接。
11.本实用新型进一步设置为：所述变桨轴驱动柜内设置有风扇。
12.本实用新型的有益效果为：
13.1、该变桨超级电容放电管理系统，变桨系统后备电源系统通常工作电压高(如：450v)，可以将后备电源电压通过电阻泄放至人体安全电压等级以下，从而确保风机维护人员可以在完全断电的设备上工作，避免电气触电。
14.2、该变桨超级电容放电管理系统，通过采用内置制动单元的变桨驱动器，可以实现对超级电容模组放电过程中电压与电流监控，从而实现对放电电阻元器件的过载保护，当功率过大时自动停止放电，一段时间之后再重新启动放电。
15.3、该变桨超级电容放电管理系统，通过采用可控制的电阻放电方式，可以实现变桨柜内运行温度过低时，控制启动制动单元将部分直流母线单元能量通过电阻泄放转换为热能，从而加热变桨柜内温度，使得变桨元器件在适宜的环境温度里运行，减少了变桨系统故障率。
16.4、该变桨超级电容放电管理系统，当超级电容电压低至60vdc以下时，变桨驱动器会失电，通过采用放电旁路接触器切入第二放电线路，将放电电阻直接与超级电容连接，从而可以继续泄放电压至接近0vdc的安全电压。
17.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，该装置设计结构合理，使用方便，满足人们的使用需求。
附图说明
18.图1为本实用新型提出的一种变桨超级电容放电管理系统的系统图。
19.图中：100、变桨轴驱动柜；101、电网主电源；102、变桨驱动器；103、整流单元；104、直流母线单元；105、后备电源充电器；106、超级电容模组；107、制动单元；108、数字量输出；109、放电电阻；110、放电旁路接触器；111、放电电阻第一连接线路；112、放电电阻第二连接线路；113、旁路接触器控制线路；114、风扇。
具体实施方式
20.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
21.下面详细描述本专利的实施例，所述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，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
22.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
23.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
24.一种变桨超级电容放电管理系统，如图1所示，包括：变桨轴驱动柜100、电网主电源101、变桨驱动器102、超级电容模组106、放电电阻109、放电旁路接触器110以及风扇114，变桨驱动器102内部包括：整流单元103、直流母线单元104、后备电源充电器105、制动单元107以及数字量输出108。
25.进一步地，电网主电源101为3x400vac三相交流电压，为变桨系统提供动力电源；
26.整流单元103与直流母线单元104电性连接，变桨驱动器102内置整流单元103将电网交流主电源转换为直流电为直流母线单元104充电；
27.后备电源充电器105与直流母线单元104电性连接，后备电源充电器105与超级电容模组106电性连接，后备电源充电器105将直流母线单元104电压转化为电压电流可调节
的直流电为超级电容模组106充电；
28.制动单元107与超级电容模组106电性连接，制动单元107连接有第一连接线路111，且第一连接线路111的一端与放电电阻109电性连接，放电电阻109电性连接有第二连接线路112，且第二连接线路112通过放电旁路接触器110与超级电容模组106连接，通过配置变桨驱动器102内置制动单元107将超级电容模组106通过放电电阻第一连接线路111连接至放电电阻109，产生快速放电电流以降低超级电容模组106电压；当超级电容模组106电压降至变桨驱动器102工作截止电压后切换至放电电阻109第二连接线路112将超级电容模组106与放电电阻109直接连接，继续泄放残余能量；
29.数字量输出108连接有旁路接触器控制线路113，且旁路接触器控制线路113与放电旁路接触器110电性连接，变桨驱动器数字量输出108经旁路接触器控制线路113控制放电旁路接触器110动作，当变桨驱动器因欠压停机时，数字量输出108信号停止，放电旁路接触器110线圈失电，接触器常闭触点吸合；
30.变桨轴驱动柜100内设置有风扇114，变桨轴驱动柜内的风扇114用于降低放电电阻的温度。
31.工作原理：使用时，变桨系统后备电源系统通常工作电压高(如：450v)，风机维护人员操作时存在安全触电风险，因此通过采用变桨超级电容放电管理系统，可以将后备电源电压通过电阻泄放至人体安全电压等级以下，从而确保风机维护人员可以在完全断电的设备上工作，避免电气触电。
32.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。