專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種發(fā)展迅猛的清潔能源，具有廣闊的發(fā)展前景。近年來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組經(jīng)歷了定槳距失速型、全槳葉變距型、基于變速恒頻技術(shù)的變速型以及智能型的飛速發(fā)展， 在此發(fā)展過程中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)的發(fā)展起了決定作用，槳葉驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展對整體技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。槳葉控制關(guān)系到整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的安全，因此槳葉控制裝置的可靠性顯得尤為重要，在槳葉回到安全位置前，必須保證驅(qū)動(dòng)槳葉的能量供給萬無一失，即使是在外電源不能提供的情況下。目前我國乃至全球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的變槳控制裝置主要有兩種主流產(chǎn)品一種是傳統(tǒng)的采用直流電機(jī)作為執(zhí)行部件、蓄電池作為后備電源的直流伺服驅(qū)動(dòng)控制裝置， 采用直流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到蓄電池供電，驅(qū)動(dòng)槳葉回到安全位置。但蓄電池使用壽命短及維護(hù)周期短和耐低溫性能差成為了阻礙其發(fā)展的致命缺陷。第二種是采用交流電機(jī)作為執(zhí)行部件、超級電容作為后備電源的交流伺服驅(qū)動(dòng)控制裝置。采用超級電容作為后備電源，較好地解決了使用壽命和低溫性能問題，但這種產(chǎn)品的運(yùn)行控制、系統(tǒng)故障處理結(jié)果的執(zhí)行、手動(dòng)和自動(dòng)都完全依賴于伺服驅(qū)動(dòng)器，而一旦伺服驅(qū)動(dòng)器本身發(fā)生故障，則槳葉將不能回到零功率角位置，從而使整個(gè)風(fēng)電機(jī)組處于不安全狀態(tài)。在風(fēng)電場曾多次出現(xiàn)因備用電源故障導(dǎo)致槳葉無法回到安全位置而使風(fēng)機(jī)倒塔的毀滅性事件。 另外，這兩種產(chǎn)品在風(fēng)電場對葉片進(jìn)行安裝時(shí)都需要額外制作一套對蓄電池或超級電容進(jìn)行充電的輔助電源或直接帶動(dòng)執(zhí)行電機(jī)的電源設(shè)備，這增加了產(chǎn)品的操作繁瑣程度。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種電源組合供電使用安全的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的供電適應(yīng)能力強(qiáng)，在滿足需要的前提下無需額外增加輔助供電裝置，功能完
口 ο為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)，包括供電裝置，該供電裝置設(shè)置有開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的輸入端接三相交流電源，輸出端接變頻驅(qū)動(dòng)器的輸入端，該變頻驅(qū)動(dòng)器的輸出端串聯(lián)繼電器的常閉開關(guān)后接三相交流電機(jī)，所述開關(guān)電源的輸出正端和輸出負(fù)端之間跨接有儲(chǔ)能電源，所述變頻驅(qū)動(dòng)器的變頻信號確認(rèn)端還與所述繼電器的繞線圈的一端連接，該繞線圈的另一端接正電壓，其特征在于，還包括線性電源，該線性電源的輸入端接三相交流電源，該線性電源的輸出端串聯(lián)所述繼電器常開開關(guān)后接三相交流電機(jī)，所述線性電源的輸出端還連接有整流橋的輸入端，該整流橋的輸出正端與所述開關(guān)電源的輸出正端連接，該整流橋的輸出負(fù)端與所述開關(guān)電源的輸出負(fù)端連接。進(jìn)一步技術(shù)特征，所述線性電源與三相交流電源之間的電路上還串聯(lián)有相序切換開關(guān)。進(jìn)一步技術(shù)特征，所述開關(guān)電源、儲(chǔ)能電源、線性電源以及變頻驅(qū)動(dòng)器還分別連接有控制器。本發(fā)明的積極效果是
1、采用開關(guān)電源、線性電源、儲(chǔ)能電源組合供電，任何一路電源甚至兩路電源出現(xiàn)故障都不影響供電，保證變槳系統(tǒng)供電安全，從而保證整個(gè)風(fēng)電機(jī)組在緊急情況下的安全，風(fēng)機(jī)的可靠性和安全性高。2、采用組合供電方式，可以極大地提高供電裝置的適應(yīng)能力。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在極端負(fù)荷的時(shí)候往往也是最危險(xiǎn)地的時(shí)候，要求變槳系統(tǒng)的供電裝置提供足夠大的能量以滿足需求，組合供電方式是單一供電方式的三倍甚至更高，最大限度地滿足需求，提高了風(fēng)機(jī)的環(huán)境適應(yīng)能力。3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制裝置除了滿足機(jī)組運(yùn)行時(shí)對槳葉控制的需要以外，還需要滿足其他如軸承、葉片安裝等方面的需要，本裝置可以直接使用而不需額外增加一套輔助供電裝置，從而使系統(tǒng)功能更加完善。


圖1為本發(fā)明的原理框圖； 圖2為供電裝置的電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1和圖2所示，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)，包括供電裝置，該供電裝置設(shè)置有開關(guān)電源和線性電源，其中開關(guān)電源的輸入端接三相交流電源，輸出端接變頻驅(qū)動(dòng)器的輸入端，該變頻驅(qū)動(dòng)器的輸出端串聯(lián)繼電器2的常閉開關(guān)后接三相交流電機(jī)，開關(guān)電源的輸出正端和輸出負(fù)端之間跨接有儲(chǔ)能電源，變頻驅(qū)動(dòng)器的變頻信號確認(rèn)端還與繼電器 2的繞線圈的一端連接，該繞線圈的另一端接正電壓，所述線性電源的輸入端接三相交流電源，該線性電源的輸出端串聯(lián)繼電器2常開開關(guān)后接三相交流電機(jī)，線性電源的輸出端還連接有整流橋1的輸入端，該整流橋1的輸出正端與開關(guān)電源的輸出正端連接，該整流橋1 的輸出負(fù)端與開關(guān)電源的輸出負(fù)端連接，開關(guān)電源、儲(chǔ)能電源、線性電源以及變頻驅(qū)動(dòng)器還分別連接有控制器。400V的交流電源分別輸入開關(guān)電源和線性電源，開關(guān)電源輸出一路標(biāo)準(zhǔn)的直流電源，其幅值與變槳系統(tǒng)要求的一致，當(dāng)儲(chǔ)能電源能量不夠時(shí)，開關(guān)電源首先為其充電，當(dāng)儲(chǔ)能電源充滿后，開關(guān)電源的輸出可以滿足變槳系統(tǒng)的正常用電需求。線性電源的輸出分兩路，一路直接輸出連接交流伺服電機(jī)，另外一路經(jīng)整流后與開關(guān)電源的輸出和儲(chǔ)能電源兩端相連。設(shè)計(jì)中需考慮線性電源的輸出幅值經(jīng)整流后應(yīng)低于開關(guān)電源，因?yàn)楸竟╇娧b置開關(guān)電源為主電源，線性電源為輔助電源，而儲(chǔ)能電源為備用電源，由于線性電源的輸出幅值受AC400V輸入電源的波動(dòng)影響較大，如果輸出幅值過高，超過了備用電源的耐受值，將對備用電源的安全構(gòu)成威脅，因此必須限制在AC400V輸入電源最大時(shí)，線性電源的輸出不能超過備用電源的耐受值，可以考慮在儲(chǔ)能電源兩端增加一個(gè)過壓保護(hù)功能塊以保護(hù)儲(chǔ)能電源的安全。當(dāng)儲(chǔ)能電源能量較低時(shí)，線性電源和開關(guān)電源一起為儲(chǔ)能電源充電，當(dāng)儲(chǔ)能電源端電壓達(dá)到和超過線性電源輸出電壓時(shí)，線性電源停止為儲(chǔ)能電源充電，由開關(guān)電源繼續(xù)充電直到電壓平衡，整個(gè)供電裝置處于準(zhǔn)備好狀態(tài)，采用開關(guān)電源、線性電源、儲(chǔ)能電源組合供電方式，其中任何一路電源甚至兩路電源出現(xiàn)故障都不影響供電，基本可以保證變槳系統(tǒng)供電的萬無一失，從而保證整個(gè)風(fēng)電機(jī)組在緊急情況下的安全。電源裝置輸入三相交流電源，輸出一路為變頻驅(qū)動(dòng)器供電的直流電源和一路可以直接為三相交流電機(jī)供電的交流電源。其自身運(yùn)行狀態(tài)、故障信息通過通訊端口發(fā)送給控制器。當(dāng)變槳控制系統(tǒng)無故障正常運(yùn)行時(shí)，由內(nèi)置的開關(guān)電源直接輸出一路直流電源向伺服驅(qū)動(dòng)器供電；當(dāng)變頻驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)，輸出故障信號，繼電器2通電工作，常開開關(guān)閉合切換到供電裝置的交流輸出端，由內(nèi)置的線性電源輸出一路交流電源直接向交流伺服電機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)槳葉回到安全位置。在外電源切斷的情況下，由內(nèi)置的儲(chǔ)能裝置(超級電容)向變頻驅(qū)動(dòng)器供電；當(dāng)風(fēng)電機(jī)組長時(shí)間處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)、僅依靠三路電源中的一路供電無法滿足需求時(shí)，可以兩路甚至三路電源同時(shí)供電。供電裝置的這些功能，彌補(bǔ)了某些變槳系統(tǒng)對變槳電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制完全依賴變頻驅(qū)動(dòng)器的不足，可以提高變槳系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)組的安全性，提高風(fēng)機(jī)的環(huán)境適應(yīng)能力。線性電源與三相交流電源之間的電路上還串聯(lián)有相序切換開關(guān)，利用相序切換開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)對變槳電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制，因而在風(fēng)場進(jìn)行葉片安裝、校對時(shí)可以直接使用而不需要額外的輔助電源。本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)，包括供電裝置，該供電裝置設(shè)置有開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的輸入端接三相交流電源，輸出端接變頻驅(qū)動(dòng)器的輸入端，該變頻驅(qū)動(dòng)器的輸出端串聯(lián)繼電器(2)的常閉開關(guān)后接三相交流電機(jī)，所述開關(guān)電源的輸出正端和輸出負(fù)端之間跨接有儲(chǔ)能電源，所述變頻驅(qū)動(dòng)器的變頻信號確認(rèn)端還與所述繼電器(2)的繞線圈的一端連接，該繞線圈的另一端接正電壓，其特征在于，還包括線性電源，該線性電源的輸入端接三相交流電源，該線性電源的輸出端串聯(lián)所述繼電器(2)常開開關(guān)后接三相交流電機(jī)，所述線性電源的輸出端還連接有整流橋(1)的輸入端，該整流橋(1)的輸出正端與所述開關(guān)電源的輸出正端連接，該整流橋(1)的輸出負(fù)端與所述開關(guān)電源的輸出負(fù)端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述線性電源與三相交流電源之間的電路上還串聯(lián)有相序切換開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)電源、儲(chǔ)能電源、線性電源以及變頻驅(qū)動(dòng)器還分別連接有控制器。
全文摘要
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)，包括供電裝置和線性電源，供電裝置設(shè)有開關(guān)電源，開關(guān)電源的輸入端接三相交流電源，輸出端接變頻驅(qū)動(dòng)器的輸入端，變頻驅(qū)動(dòng)器的輸出端串聯(lián)繼電器的常閉開關(guān)后接三相交流電機(jī)，開關(guān)電源的輸出正端和輸出負(fù)端之間跨接有儲(chǔ)能電源，線性電源的輸入端接三相交流電源，輸出端串聯(lián)繼電器常開開關(guān)后接三相交流電機(jī)，線性電源的輸出端還連接有整流橋的輸入端，該整流橋的輸出正端與開關(guān)電源的輸出正端連接，整流橋的輸出負(fù)端與開關(guān)電源的輸出負(fù)端連接；本發(fā)明采用開關(guān)電源、線性電源、儲(chǔ)能電源組合供電，任何一路電源甚至兩路電源出現(xiàn)故障都不影響供電，保證變槳系統(tǒng)供電安全，從而保證整個(gè)風(fēng)電機(jī)組在緊急情況下的安全。
文檔編號F03D7/00GK102518554SQ20121000727
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者李素紅, 胡小華, 袁德宣, 謝敬朗, 邱明伯, 黃學(xué)靜 申請人:重慶華渝電氣儀表總廠