本實用新型涉及風電機組偏航系統(tǒng)安全保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有偏航電機轉(zhuǎn)矩平衡功能的風電機組。

背景技術(shù)：

偏航系統(tǒng)，又稱對風裝置，是風力機的一部分，其作用在于當風速矢量的方向變化時，能夠快速平穩(wěn)地對準風向，以便風輪獲得最大的風能。大中型風力機一般采用電動的偏航系統(tǒng)來調(diào)整風輪并使其對準風向，其偏航系統(tǒng)一般包括感應(yīng)風向的風向標，偏航電機，偏航行星齒輪減速器和回轉(zhuǎn)體大齒輪等，但是，現(xiàn)有的用于大中型風力機的偏航系統(tǒng)在實際使用過程中存在如下問題：

1、大中型風力機一般采用多組偏航電機進行偏航，各個偏航電機之間使用偏航減速器連接到同一個偏航環(huán)上，當其中一個偏航電機或者其機械傳動鏈出現(xiàn)故障工作不正常時，將導致其他偏航電機負載增大。

2、故障偏航電機也會成為偏航的反作用力，使得偏航減速器、渦輪蝸桿或者偏航齒圈等貴重機械部件嚴重損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種簡單實用，能夠?qū)崿F(xiàn)風電機組偏航系統(tǒng)中偏航電機電流的實時監(jiān)測，以保證其各組偏航電機輸出轉(zhuǎn)矩的平衡，并可及時對電流異常信息進行報警反饋，從而有效避免機械部件的損壞，且節(jié)約成本的具有偏航電機轉(zhuǎn)矩平衡功能的風電機組。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種具有偏航電機轉(zhuǎn)矩平衡功能的風電機組，其中所述具有偏航電機轉(zhuǎn)矩平衡功能的風電機組包括供電電路、控制開關(guān)組、偏航電機組、差動電流控制器和風電機組主控系統(tǒng)，所述供電電路、所述控制開關(guān)組與所述偏航電機組依次連接，所述偏航電機組上串聯(lián)設(shè)置電流互感器，所述電流互感器的輸出端連接所述差動電流控制器，所述差動電流控制器的輸出端連接所述風電機組主控系統(tǒng)。

進一步地，所述電流互感器的輸出信號范圍為4-20mA，且該電流互感器的響應(yīng)時間小于250ms。

進一步地，所述供電電路與所述控制開關(guān)組之間還設(shè)置偏航空氣開關(guān)。

進一步地，所述控制開關(guān)組包括并聯(lián)設(shè)置的偏航電機正轉(zhuǎn)接觸器和偏航電機反轉(zhuǎn)接觸器。

進一步地，所述偏航電機組包括并聯(lián)設(shè)置的四組偏航電機，所述偏航電機三相繞組的一電流輸入端上串聯(lián)設(shè)置所述電流互感器。

進一步地，所述偏航電機組包括并聯(lián)設(shè)置的六組偏航電機，所述偏航電機三相繞組的一電流輸入端上串聯(lián)設(shè)置所述電流互感器。

進一步地，所述偏航電機設(shè)置為帶電磁剎車的鼠籠轉(zhuǎn)子異步電機。

本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：

(1)通過供電電路、控制開關(guān)組、偏航電機組和風電機組主控系統(tǒng)，能夠在風向標感應(yīng)到風向變化并將電信號傳遞至風電機組主控系統(tǒng)時，由風電機組主控系統(tǒng)控制控制開關(guān)組的閉合情況，以使得偏航電機組正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，且控制供電電路通斷電，從而實現(xiàn)風電機組的偏航或偏航結(jié)束，同時，電流互感器與差動電流控制器的配合設(shè)置，可對偏航電機組的電流進行檢測，檢測信息實時反饋至差動電流控制器，若風電機組主控系統(tǒng)根據(jù)差動電流控制器的輸出信息判斷出偏航電機組電流的偏差范圍大于其額定電流的10％時，則控制停止偏航，且進行報警，通知維護人員進行及時處理，以有效避免電機故障造成的損失。

(2)通過電流互感器實現(xiàn)對偏航電機電流的實時檢測，采用電流互感器間接測量電流的方法具有與線電壓隔離、無損測量電流、以及對大信號電壓能很好地抵御噪聲等優(yōu)點。

(3)通過偏航空氣開關(guān)，既能完成接觸通電，又能夠在供電電路中電流遠遠超過偏航電機組的額定工作電流，即供電電路發(fā)生短路、嚴重過載及欠電壓等時，自動斷開以進行電路保護。

(4)通過偏航電機正傳接觸器的閉合實現(xiàn)偏航電機組的正轉(zhuǎn)控制，偏航電機反轉(zhuǎn)接觸器的閉合則使得偏航電機組反轉(zhuǎn)，從而保證在風速矢量方向變化時，能夠快速平穩(wěn)地對準風向，以便風輪獲得最大的風能。

附圖說明

圖1是本實用新型的一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：10-供電電路，101-偏航空氣開關(guān)，20-控制開關(guān)組，201-偏航電機正轉(zhuǎn)接觸器，202-偏航電機反轉(zhuǎn)接觸器，30-偏航電機組，301-電流互感器，302-偏航電機，40-差動電流控制器，50-風電機組主控系統(tǒng)。

具體實施方式

為了更好的理解本實用新型，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型進行進一步的描述。

如圖1所示，一種具有偏航電機轉(zhuǎn)矩平衡功能的風電機組，包括供電電路10、控制開關(guān)組20、偏航電機組30、差動電流控制器40和風電機組主控系統(tǒng)50，供電電路10、控制開關(guān)組20與偏航電機組30依次連接，供電電路10的電源為三相交流690V，偏航電機組30上串聯(lián)設(shè)置電流互感器301，電流互感器301的輸出端連接差動電流控制器40，差動電流控制器40的輸出端連接風電機組主控系統(tǒng)50，風電機組主控系統(tǒng)50是基于菲尼克斯總線模塊為RFC430(即型號為PHOENIX RFC430)CPU的一套PLC控制系統(tǒng)。差動電流控制器40設(shè)置為西門子差動電流控制器，其型號為LOGO！DM 824R，通過供電電路10、控制開關(guān)組20、偏航電機組30和風電機組主控系統(tǒng)50，能夠在風向標感應(yīng)到風向變化并將電信號傳遞至風電機組主控系統(tǒng)50時，由風電機組主控系統(tǒng)50通過無線通訊或有線通訊方式控制控制開關(guān)組20的閉合情況，以使得偏航電機組30正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，且控制供電電路10通斷電，從而實現(xiàn)風電機組的偏航或偏航結(jié)束，同時，電流互感器301與差動電流控制器40的配合設(shè)置，可對偏航電機組30的電流進行檢測，檢測信息實時反饋至差動電流控制器40，通過兩個擴展模塊LOGO！AM 2采集四組或六組偏航電機302的單相電流，然后進行比較，若偏航電機301的電流偏差范圍大于其額定電流的10％時，則由繼電器輸出切斷風電機組原有電機啟動器監(jiān)控回路的信號，實現(xiàn)停止偏航，使得維護人員能夠及時進行處理，以有效避免電機故障造成的損失。另外，風電機組報警偏航電機啟動器錯誤有兩種可能，其一是電機啟動器跳閘，其二可能是四組或六組偏航電機302的電流不平衡。

電流互感器301的工作電壓為DC24V，其量程范圍為0-5A，輸出信號范圍為4-20mA，頻帶寬度范圍為20～5KHz，且該電流互感器301的響應(yīng)時間小于250ms，通過電流互感器301實現(xiàn)對偏航電機302電流的實時檢測，采用電流互感器301間接測量電流的方法具有與線電壓隔離、無損測量電流、以及對大信號電壓能很好地抵御噪聲等優(yōu)點。

供電電路10與控制開關(guān)組20之間還設(shè)置偏航空氣開關(guān)101，偏航空氣開關(guān)101選用ABB的型號為MS325-16A的電動機起動器，該電動機起動器的電流整定范圍為12.5-16A，通過偏航空氣開關(guān)101，既能完成接觸通電，又能夠在供電電路10中電流遠遠超過偏航電機組30的額定工作電流，即供電電路10發(fā)生短路、嚴重過載及欠電壓等時，自動斷開以進行電路保護。

控制開關(guān)組20包括并聯(lián)設(shè)置的偏航電機正轉(zhuǎn)接觸器201和偏航電機反轉(zhuǎn)接觸器202，由偏航電機正傳接觸器201的閉合實現(xiàn)偏航電機組30的正轉(zhuǎn)控制，偏航電機反轉(zhuǎn)接觸器202的閉合則使得偏航電機組30反轉(zhuǎn)，從而保證在風速矢量方向變化時，能夠快速平穩(wěn)地對準風向，以便風輪獲得最大的風能。

偏航電機組30包括并聯(lián)設(shè)置的四組偏航電機302，偏航電機302三相繞組的一電流輸入端上串聯(lián)設(shè)置電流互感器301，具體地，電流互感器301通過平面螺釘固定于偏航電機302三相繞組的A相上，即電流初始相位為零的繞組上。

偏航電機組30包括并聯(lián)設(shè)置的六組偏航電機302，偏航電機302三相繞組的一電流輸入端上串聯(lián)設(shè)置電流互感器301，具體地，電流互感器301通過平面螺釘固定于偏航電機302三相繞組的A相上，即輸入電流初始相位為零的繞組上。

偏航電機302設(shè)置為帶電磁剎車的鼠籠轉(zhuǎn)子異步電機。

使用本實用新型提供的具有偏航電機轉(zhuǎn)矩平衡功能的風電機組，簡單實用，能夠?qū)崿F(xiàn)風電機組偏航系統(tǒng)中偏航電機電流的實時監(jiān)測，以保證其各組偏航電機輸出轉(zhuǎn)矩的平衡，并可及時對電流異常信息進行報警反饋，從而有效避免機械部件的損壞，且節(jié)約成本。當該風電機組工作時，通過供電電路10、控制開關(guān)組20、偏航電機組30和風電機組主控系統(tǒng)50，能夠在風向標感應(yīng)到風向變化并將電信號傳遞至風電機組主控系統(tǒng)50時，由風電機組主控系統(tǒng)50控制控制開關(guān)組20的閉合情況，以使得偏航電機組30正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，且控制供電電路10通斷電，從而實現(xiàn)風電機組的偏航或偏航結(jié)束，同時，電流互感器301與差動電流控制器40的配合設(shè)置，可對偏航電機組30的電流進行檢測，檢測信息實時反饋至差動電流控制器40，通過兩個擴展模塊LOGO！AM 2采集四組或六組偏航電機302的單相電流，然后進行比較，若偏航電機302的電流偏差范圍大于其額定電流的10％時，則由繼電器輸出切斷風電機組原有電機啟動器監(jiān)控回路的信號，實現(xiàn)停止偏航，使得維護人員能夠及時進行處理，以有效避免偏航電機302故障造成的損失。

以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。