風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境和能源問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，可再生能源的開發(fā)，尤其是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已被越來(lái)越多的國(guó)家所重視。最初研制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都被設(shè)計(jì)成可以全槳葉變距的。但由于一開始設(shè)計(jì)人員對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行工況認(rèn)識(shí)不足，所設(shè)計(jì)的變槳距系統(tǒng)，其可靠性遠(yuǎn)不能滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的要求，災(zāi)難性的飛車事故不斷發(fā)生，變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組遲遲未能進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)行。所以一當(dāng)失速型槳葉的起動(dòng)性能得到了改進(jìn)，人們便紛紛放棄變距機(jī)構(gòu)而采用了定槳距風(fēng)輪，以至于后來(lái)商品化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大都是定槳距失速控制的。
[0003]經(jīng)過(guò)10多年的實(shí)踐，設(shè)計(jì)人員對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行工況和各種受力狀態(tài)已有了深入的了解，不再滿足于僅僅提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性，而開始追求不斷優(yōu)化的輸出功率曲線，同時(shí)采用變槳距機(jī)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可使槳葉和整機(jī)的受力狀況大為改善，這對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總體設(shè)計(jì)十分有利。因此，進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，變槳距控制系統(tǒng)又重新受到了設(shè)計(jì)人員的重視。
[0004]變槳系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要零部件，其是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)、安全保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其運(yùn)行的可靠性和平穩(wěn)性切實(shí)的影響著整臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程，因而如設(shè)計(jì)一種合理、可靠的變槳系統(tǒng)就成為急需解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種合理的、可靠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn):一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其包括主控系統(tǒng)、用于葉片固定的變槳軸承、用于固定變槳軸承的輪轂以及至少三個(gè)變槳單元，其中，變槳單元包括伺服控制器、電機(jī)、減速器、電機(jī)編碼器、槳葉編碼器以及限位開關(guān)；伺服控制器其通信與動(dòng)力由與主控系統(tǒng)相連的滑環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn);電機(jī)編碼器與槳葉編碼器由伺服控制器控制執(zhí)行驅(qū)動(dòng)命令;減速器的輸入端與電機(jī)相連，其輸出端與變槳軸承的內(nèi)齒嚙合;槳葉編碼器固定于變槳軸承內(nèi)齒旁，槳葉編碼器的小齒與變槳軸承內(nèi)嚙合齒記錄變槳角度。
[0007]其中，所述限位開關(guān)包括限位開關(guān)I以及限位開關(guān)Π，限位開關(guān)I限制的角度為91°，限位開關(guān)Π限制的角度為95°。
[0008]其中，還包括蓄電池，蓄電池與電機(jī)相連為備用電源。
[0009]其中，所述的電機(jī)為直流電機(jī)。
[0010]其中，所述的伺服控制器為集成了充電單元以及PLC單元的高度集成伺服器。
[0011]其中，還包括軸控柜，軸孔柜與變槳軸承固定，伺服控制器設(shè)于軸控柜中。[0012 ] 其中，還包括電池柜，蓄電池設(shè)于電池柜中。
[0013]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]本實(shí)用新型由于采用了電機(jī)編碼器和槳葉編碼器，通過(guò)電機(jī)編碼進(jìn)行精確定位，其定位精度達(dá)到了0.01°。再通過(guò)槳葉編碼器對(duì)其進(jìn)行互補(bǔ)，當(dāng)兩個(gè)編碼器角度相差超過(guò)2°時(shí)，調(diào)槳系統(tǒng)將報(bào)相應(yīng)故障。保證了在0°?91°之間整個(gè)調(diào)槳過(guò)程中實(shí)現(xiàn)精確定位。
[0015]2、本實(shí)用新型由于采用了高度集成伺服驅(qū)動(dòng)器，其將原有充電單元、PLC單元功能集成在伺服驅(qū)動(dòng)器中，是一款高度集成伺服控制設(shè)備。由于其高度集成，降低伺服驅(qū)動(dòng)柜安裝空間，減少了電氣外部控制回路，從而大大減少槳葉調(diào)槳系統(tǒng)故障率。
[0016]3、本實(shí)用新型由于采用了蓄電池、直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)方式，可以確定再驅(qū)動(dòng)器故障時(shí)，通過(guò)蓄電池直接驅(qū)動(dòng)直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，減少了中間環(huán)節(jié)，提供調(diào)槳安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的示意圖圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1的控制結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0021 ] 實(shí)施例1:
[0022]參照附圖1-圖2所示，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)、三個(gè)變槳軸承、輪轂1、三個(gè)變槳單元、三個(gè)軸控柜2以及三個(gè)電池柜。
[0023]變槳軸承設(shè)置在輪轂I上，用于與葉片固定;變槳軸承包括內(nèi)齒圈3以及外圈4。
[0024]軸控柜2以及電池柜(圖中未畫出)均固定在輪轂上。
[0025]變槳單元包括伺服驅(qū)動(dòng)器、直流電機(jī)5、減速器6、限位開關(guān)17、限位開關(guān)Π 8、電機(jī)編碼器9以及槳葉編碼器10。伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在軸控柜2中，其通信與動(dòng)力由與主控系統(tǒng)相連的滑環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，伺服驅(qū)動(dòng)器用于控制、驅(qū)動(dòng)電機(jī)編碼器9與槳葉編碼器10執(zhí)行命令;伺服驅(qū)動(dòng)器為集成了充電單元以及PLC單元的高度集成伺服器。電機(jī)編碼器9設(shè)于直流電機(jī)5的一端，對(duì)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的角度進(jìn)行精確技術(shù)。直流電機(jī)5的輸出端與減速器6相連，減速器的輸出齒輪11與內(nèi)齒圈3嚙合。槳葉編碼器10的小齒與內(nèi)齒圈3嚙合齒記錄變槳角度。通過(guò)槳葉編碼器10以及電機(jī)編碼器9兩者所采集的數(shù)值進(jìn)行互補(bǔ)從而實(shí)現(xiàn)精確定位。限位開關(guān)17設(shè)置在輪轂I上，用于限制葉片轉(zhuǎn)動(dòng)到91°。限位開關(guān)Π 8設(shè)置在輪轂I上，用于限制葉片轉(zhuǎn)動(dòng)到95。。
[0026]蓄電池的數(shù)量為三個(gè)設(shè)置在對(duì)應(yīng)的電池柜中，蓄電池與對(duì)應(yīng)的直流電機(jī)5相連為備用電源，蓄電池為變槳系統(tǒng)中的應(yīng)急單元，在正常調(diào)槳系統(tǒng)有故障時(shí)，其立即投入，實(shí)現(xiàn)槳葉安全順槳目的，即使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全停機(jī)。
[0027]其余兩個(gè)變槳單元以及蓄電池之間的連接關(guān)系與上述一致。
[0028]如圖3所示控制原理如下:由主控系統(tǒng)發(fā)出變槳角度指令，滑環(huán)根據(jù)該指令控制軸控柜中的伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)以及減速器運(yùn)作，從而實(shí)現(xiàn)0°?91°之間槳葉調(diào)槳功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其包括主控系統(tǒng)、用于葉片固定的變槳軸承、用于固定變槳軸承的輪轂以及至少三個(gè)變槳單元，其特征在于:變槳單元包括伺服控制器、電機(jī)、減速器、電機(jī)編碼器、槳葉編碼器以及限位開關(guān);伺服控制器其通信與動(dòng)力由與主控系統(tǒng)相連的滑環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)；電機(jī)編碼器與槳葉編碼器由伺服控制器控制執(zhí)行驅(qū)動(dòng)命令;減速器的輸入端與電機(jī)相連，其輸出端與變槳軸承的內(nèi)齒嚙合;槳葉編碼器固定于變槳軸承內(nèi)齒旁，槳葉編碼器的小齒與變槳軸承內(nèi)嚙合齒記錄變槳角度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其特征在于:所述限位開關(guān)包括限位開關(guān)I以及限位開關(guān)Π，限位開關(guān)I限制的角度為91°，限位開關(guān)Π限制的角度為95°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其特征在于:還包括蓄電池，蓄電池與電機(jī)相連為備用電源。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其特征在于:所述的電機(jī)為直流電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其特征在于:所述的伺服控制器為集成了充電單元以及PLC單元的高度集成伺服器。6.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其特征在于:還包括軸控柜，軸孔柜與變槳軸承固定，伺服控制器設(shè)于軸控柜中。7.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其特征在于:還包括電池柜，蓄電池設(shè)于電池柜中。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)，其包括主控系統(tǒng)、用于葉片固定的變槳軸承、用于固定變槳軸承的輪轂以及至少三個(gè)變槳單元，其中，變槳單元包括伺服控制器、電機(jī)、減速器、電機(jī)編碼器、槳葉編碼器以及限位開關(guān)；伺服控制器其通信與動(dòng)力由與主控系統(tǒng)相連的滑環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)；電機(jī)編碼器與槳葉編碼器由伺服控制器控制執(zhí)行驅(qū)動(dòng)命令；減速器的輸入端與電機(jī)相連，其輸出端與變槳軸承的內(nèi)齒嚙合；槳葉編碼器固定于變槳軸承內(nèi)齒旁，槳葉編碼器的小齒與變槳軸承內(nèi)嚙合齒記錄變槳角度；本實(shí)用新型具有定位精確、降低調(diào)槳系統(tǒng)故障率等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】F03D7/00
【公開號(hào)】CN205277686
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521127113
【發(fā)明人】鄭安旺, 錢成錢, 張康龍, 張廣劍, 付亞明, 夏瑞東
【申請(qǐng)人】華儀風(fēng)能有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日