專利名稱：一種永磁直流無刷變槳控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動變槳控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種永磁直流無刷變槳控制
直O(jiān)
背景技術(shù)：
風力發(fā)電電動變槳距控制系統(tǒng)主要作用就是通過改變風機葉片迎風角度的大小來進行功率調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有電動變槳系統(tǒng)大多都是直流有刷勵磁電機系統(tǒng)和交流異步電機系統(tǒng)兩種。直 流有刷勵磁電機系統(tǒng)啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速方便、控制簡單、響應(yīng)速度快但需要對電機電刷進行 定期維護、勵磁部分發(fā)熱嚴重需要加裝風扇、運行效率低下且成本較高；交流異步電機系統(tǒng) 電機結(jié)構(gòu)堅固耐用、價格低廉但其對驅(qū)動器的要求較高，啟動轉(zhuǎn)矩小，低速運行發(fā)熱較大也 需要加裝風扇且動態(tài)響應(yīng)較慢。目前國內(nèi)也有個別廠商開始試制采用永磁同步電機的變槳系統(tǒng)，但其屬于高精度 伺服控制系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)成本，且變槳系統(tǒng)運行環(huán)境的高震動性能，其運行性能并不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種更適合風 電變槳系統(tǒng)運行環(huán)境溫度變化范圍大，振動等級高，沿海煙霧腐蝕強以及輪轂空間狹小的 永磁直流無刷變槳控制裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種永磁直流無刷變槳控制裝置，其特征在于，包括主電源、主控柜、軸控柜、冗余 編碼器、備用電源、電機，所述的主電源與主控柜連接，所述的主控柜通過總線分別與軸控 柜、冗余編碼器連接，所述的軸控柜分別與備用電源、電機連接。所述的主控柜包括PLC、外圍控制電路，所述的PLC與第一外圍控制電路連接。所述的軸控柜設(shè)有3個，分別為第一軸控柜、第二軸控柜、第三軸控柜；所述的備 用電源設(shè)有3個，分別為第一備用電源、第二備用電源、第三備用電源；所述的電機設(shè)有3 個，分別為第一電機、第二電機、第三電機；所述的第一軸控柜分別與第一備用電源、第一電 機連接，所述的第二軸控柜分別與第二備用電源、第二電機連接，所述的第三軸控柜分別與 第三備用電源、第三電機連接。所述的冗余編碼器設(shè)有3個，分別為第一冗余編碼器、第二冗余編碼器、第三冗余 編碼器。所述的總線為CAN總線或PR0FIBUS現(xiàn)場總線。所述的第一軸控柜、第二軸控柜、第三軸控柜均包括驅(qū)動器、第二外圍控制電路。所述的第一電機、第二電機、第三電機均為永磁直流無刷電機。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有采用永磁直流無刷伺服電機，具有響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，功率密度大，低速轉(zhuǎn)矩運行性能好，非交感電機，散熱性能優(yōu)越等主要優(yōu) 點，再配以一些特殊的電氣設(shè)計，總結(jié)系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(1)電機不需配裝加熱帶，不需配裝風扇散熱，適應(yīng)溫度范圍寬，沒有電刷免維護。(2)采用模塊化設(shè)計，專為每個軸設(shè)計獨有的驅(qū)動控制和管理單元，通過減少柜內(nèi) 不必要保護器件的使用，減少了系統(tǒng)故障點，提高系統(tǒng)的可靠性。(3)采用交直流通用的軍品級ELMO伺服，通過簡單的配置，既可以驅(qū)動交流電機， 也可以驅(qū)動直流電機。(4)三葉片獨立驅(qū)動和控制，在系統(tǒng)故障下，可以獨立完成收槳任務(wù)，增強了風機 系統(tǒng)的安全性。(5)采用備用電池成組設(shè)計，增強了備用電源維護的便捷性，采用全新的備用電源 管理技術(shù)，確保其長期在惡劣環(huán)境下運行的可靠性，延長了電池的壽命，并同時能夠在線實 時監(jiān)測電源狀態(tài)。(6)采用寬溫型設(shè)計，所有部件的設(shè)計都考慮了特殊的應(yīng)用環(huán)境需求，同時柜體采 用了風扇冷卻系統(tǒng)和電加熱器，可應(yīng)用于-40-50度環(huán)境溫度范圍條件中，增強了系統(tǒng)運行 的可靠性。(7)柜體對稱設(shè)計，方便安裝具有經(jīng)濟的外形尺寸和重量，軸控柜可互換。使得此變槳系統(tǒng)更適合風電變槳系統(tǒng)運行環(huán)境溫度變化范圍大，振動等級高，沿 海煙霧腐蝕強以及輪轂空間狹小等特點。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。如圖1所示，一種永磁直流無刷變槳控制裝置，包括主電源2、主控柜1、軸控柜、冗 余編碼器、備用電源、電機，所述的主電源2與主控柜1連接，所述的主控柜1通過總線15 分別與軸控柜、冗余編碼器連接，所述的軸控柜分別與備用電源、電機連接。所述的軸控柜 設(shè)有3個，分別為第一軸控柜3、第二軸控柜4、第三軸控柜5 ；所述的備用電源設(shè)有3個，分 別為第一備用電源6、第二備用電源7、第三備用電源8 ；所述的電機設(shè)有3個，分別為第一 電機9、第二電機10、第三電機11 ；所述的第一軸控柜3分別與第一備用電源6、第一電機9 連接，所述的第二軸控柜4分別與第二備用電源7、第二電機10連接，所述的第三軸控柜5 分別與第三備用電源8、第三電機11連接。所述的冗余編碼器設(shè)有3個，分別為第一冗余編 碼器12、第二冗余編碼器13、第三冗余編碼器14。所述的第一軸控柜3、第二軸控柜4、第三軸控柜5均包括驅(qū)動器、第二外圍控制電 路。所述的第一電機9、第二電機10、第三電機11均為永磁直流無刷電機。采用永磁直流無刷電機作為執(zhí)行機構(gòu)，采用交直流通用伺服驅(qū)動器作為驅(qū)動器 件，配以上位機PLC組成一個分散式多軸控制系統(tǒng)。由于電機定子為永磁體因此發(fā)熱很小，不需要風扇，減小了體積，縮短了電機的長 度更適合輪轂狹小空間安裝。沒有普通直流電機的碳刷，不需要電刷維護，增強了可靠性，并且啟動轉(zhuǎn)矩大，低速運 行性能良好。反饋裝置采用多圈絕對值編碼器，提高了系統(tǒng)的控制 精度，驅(qū)動器不但可以直接控制電機也可以在主點掉電請將下通過直流母線接入直流電源 進行緊急收槳，雙重收槳設(shè)計大大增加了收槳控制的可靠性。
權(quán)利要求一種永磁直流無刷變槳控制裝置，其特征在于，包括主電源、主控柜、軸控柜、冗余編碼器、備用電源、電機，所述的主電源與主控柜連接，所述的主控柜通過總線分別與軸控柜、冗余編碼器連接，所述的軸控柜分別與備用電源、電機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁直流無刷變槳控制裝置，其特征在于，所述的主控 柜包括PLC、外圍控制電路，所述的PLC與第一外圍控制電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁直流無刷變槳控制裝置，其特征在于，所述的軸控 柜設(shè)有3個，分別為第一軸控柜、第二軸控柜、第三軸控柜；所述的備用電源設(shè)有3個，分別 為第一備用電源、第二備用電源、第三備用電源；所述的電機設(shè)有3個，分別為第一電機、第 二電機、第三電機；所述的第一軸控柜分別與第一備用電源、第一電機連接，所述的第二軸 控柜分別與第二備用電源、第二電機連接，所述的第三軸控柜分別與第三備用電源、第三電 機連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁直流無刷變槳控制裝置，其特征在于，所述的冗余 編碼器設(shè)有3個，分別為第一冗余編碼器、第二冗余編碼器、第三冗余編碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁直流無刷變槳控制裝置，其特征在于，所述的總線 為CAN總線。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種永磁直流無刷變槳控制裝置，其特征在于，所述的第一 軸控柜、第二軸控柜、第三軸控柜均包括驅(qū)動器、第二外圍控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種永磁直流無刷變槳控制裝置，其特征在于，所述的第一 電機、第二電機、第三電機均為永磁直流無刷電機。
專利摘要本實用新型涉及一種永磁直流無刷變槳控制裝置，包括主電源、主控柜、軸控柜、冗余編碼器、備用電源、電機，所述的主電源與主控柜連接，所述的主控柜通過總線分別與軸控柜、冗余編碼器連接，所述的軸控柜分別與備用電源、電機連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有更適合風電變槳系統(tǒng)運行環(huán)境溫度變化范圍大，振動等級高，沿海煙霧腐蝕強以及輪轂空間狹小等優(yōu)點。
文檔編號F03D7/00GK201763525SQ20102024464
公開日2011年3月16日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者王智 申請人:上海派恩科技有限公司