專利名稱：變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，特別涉及一種變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)
裝置。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)并網(wǎng)型變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電驅(qū)動(dòng)變槳系統(tǒng)中，槳距角檢測(cè)裝置主要
采用依次連接的增量型編碼器、絕對(duì)值型編碼器、最大槳距角位置極限開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)
成。所述增量型編碼器安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸的末端，用于檢測(cè)槳距角的增量；所述絕對(duì)值型編
碼器通過(guò)小齒輪與變槳回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)齒圈聯(lián)結(jié)，用于檢測(cè)槳距角的絕對(duì)位置。槳距角的確認(rèn)
是根據(jù)增量型編碼器檢測(cè)的槳距角增量而計(jì)算出槳距角，再與絕對(duì)值型編碼器檢測(cè)的絕對(duì)
槳距角進(jìn)行比較，如差值在規(guī)定范圍內(nèi)就取其絕對(duì)值型編碼器檢測(cè)的值作為槳距角。 目前采用增量型編碼器、絕對(duì)值型編碼器、最大槳距角位置極限開關(guān)這種結(jié)構(gòu)形
式的槳距角檢測(cè)裝置，由于采用了絕對(duì)值型編碼器，而絕對(duì)值型編碼器屬多圈旋轉(zhuǎn)型，其價(jià)
格高、安裝時(shí)通過(guò)小齒輪與變槳回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)齒圈聯(lián)結(jié)，安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且無(wú)最小位置極限保
護(hù)開關(guān)，機(jī)組存在安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了上述缺點(diǎn)，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安全性高的變槳變速 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 槳距角檢測(cè)裝置，包括變槳電機(jī)、變槳控制系統(tǒng)、變槳回轉(zhuǎn)軸承，所述變槳電機(jī)的輸出軸上 安裝有增量型編碼器，所述增量型編碼器的輸出連接到變槳控制系統(tǒng)，所述變槳回轉(zhuǎn)軸承 旁安裝有最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、 最小槳距角位置極限開關(guān)，所述各校正開關(guān)和極限開關(guān)的輸出信號(hào)連接到所述變槳控制系 統(tǒng)，所述最小槳距角位置校正開關(guān)和最大槳距角位置校正開關(guān)設(shè)置在大于O。、小于9(T 槳距角附近，具有一個(gè)能夠校正槳距角的偏移角度，所述最小槳距角位置極限開關(guān)和最大 槳距角位置極限開關(guān)設(shè)置在小于O。、大于9(T槳距角附近，具有一個(gè)能夠避免超過(guò)安全 運(yùn)行極限的偏移角度。 所述最小槳距角位置校正開關(guān)和最大槳距角位置校正開關(guān)的偏移角度可均為 0° 5°之間。 所述最小槳距角位置極限開關(guān)和最大槳距角位置極限開關(guān)的偏移角度可均為 0° 5°之間。 所述最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)可采用電感式感應(yīng)接近 開關(guān)。 所述最大、最小槳距角位置極限開關(guān)可采用機(jī)械式觸點(diǎn)開關(guān)。 所述增強(qiáng)型編碼器可采用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。[0011] 本實(shí)用新型在變槳電機(jī)的輸出軸上安裝有增量型編碼器，所述增量型編碼器的輸 出連接到變槳控制系統(tǒng)，所述變槳回轉(zhuǎn)軸承旁安裝有最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距 角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、最小槳距角位置極限開關(guān)，所述各校正開關(guān)和 極限開關(guān)的輸出信號(hào)連接到所述變槳控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有槳距角檢測(cè)裝置的主要區(qū)別是用最 大、最小槳距角位置校正開關(guān)取代了絕對(duì)值型編碼器，且增加了最小槳距角位置極限開關(guān)。 本實(shí)用新型取消了絕對(duì)值型編碼器，使安裝簡(jiǎn)單、降低槳距角檢測(cè)裝置的成本50% ;增加了 最小槳距角位置極限開關(guān)，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)的可靠性、真實(shí)性及機(jī)組運(yùn)行的 安全性，降低機(jī)組成本。為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的槳葉槳距角信息，提高機(jī)組捕 獲風(fēng)能的效率，獲得最佳電能輸出。

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖； 圖2為本實(shí)用新型中槳葉槳距角極限開關(guān)和校正開關(guān)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型中槳葉槳距角極限開關(guān)和校正開關(guān)信號(hào)圖。
具體實(shí)施方式如圖1中所示，為本實(shí)用新型槳距角檢測(cè)裝置的原理框圖，包括變槳電機(jī)、變槳控 制系統(tǒng)、變槳齒輪箱、變槳回轉(zhuǎn)軸承、變槳驅(qū)動(dòng)器、電源轉(zhuǎn)換接觸器和蓄電池，所述變槳電機(jī) 的輸出軸通過(guò)變槳齒輪箱連接并控制槳葉轉(zhuǎn)軸在變槳回轉(zhuǎn)軸承上的轉(zhuǎn)動(dòng)，變槳控制系統(tǒng)輸 出的控制信號(hào)通過(guò)變槳驅(qū)動(dòng)器連接到電源轉(zhuǎn)換接觸器，再由所述電源轉(zhuǎn)換接觸器控制所述 變槳電機(jī)的運(yùn)行，所述蓄電池為電源轉(zhuǎn)換接觸器提供電能，本實(shí)用新型還包括增量型編碼 器、最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、最小 槳距角位置極限開關(guān)，所述增量型編碼器安裝在變槳電機(jī)輸出軸的末端，其輸出信號(hào)通過(guò) 連接器(圖中未標(biāo)示)連接到變槳控制系統(tǒng)；極限開關(guān)和校正開關(guān)安裝在固定于變槳回轉(zhuǎn) 軸承旁的安裝板上，其輸出信號(hào)通過(guò)連接器到變槳控制系統(tǒng)；極限開關(guān)和校正開關(guān)的觸發(fā) 可以由安裝在變槳回轉(zhuǎn)軸承上的變槳位置梯形滑軌及感應(yīng)凸輪控制，也可以采用其他本領(lǐng) 域技術(shù)人員所慣常采用的能夠隨槳葉轉(zhuǎn)軸觸發(fā)動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉的槳距角的運(yùn)行區(qū)域一般在O。 90°間，而機(jī)組正常發(fā)電時(shí) 槳距角通常處于0。附近、機(jī)組停機(jī)時(shí)槳距角通常處于90。附近。槳葉轉(zhuǎn)向的槳距角由控 制系統(tǒng)根據(jù)增量型編碼器的信號(hào)及開關(guān)的狀態(tài)計(jì)算得出。 如圖2所示，為極限開關(guān)和校正開關(guān)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。在大于0° 、小于90°槳 距角附近裝有最小槳距角位置校正開關(guān)1和最大槳距角位置校正開關(guān)2，偏移角度為0° 5°之間，即最小槳距角位置校正開關(guān)1位于0。 5°之間，最大槳距角位置校正開關(guān)2 位于85° 90°之間，所述兩校正開關(guān)為邊沿觸發(fā)接近開關(guān)，用于對(duì)槳距角的校正，解決 了由于編碼器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中帶來(lái)的累積誤差，確保了槳距角的準(zhǔn)確性；在小于O。、大于 90°槳距角附近裝有最小槳距角位置極限開關(guān)3和最大槳距角位置極限開關(guān)4，偏移角度 為0° 5°之間，即最小槳距角位置極限開關(guān)3位于-5° 0°之間，最大槳距角位置極 限開關(guān)4位于90。 95°之間，在控制系統(tǒng)故障時(shí)確保了槳葉的槳距角不會(huì)超過(guò)安全運(yùn)行 極限區(qū)域，提高了機(jī)組的安全性。[0018] 如圖3中所示為槳葉槳距角極限開關(guān)和校正開關(guān)信號(hào)圖。當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)槳葉向 小角度(0°方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到最小槳距角位置校正開關(guān)位置1時(shí)，校正開關(guān)動(dòng)作的瞬間 (上升沿信號(hào))將控制系統(tǒng)槳距角置為規(guī)定的最小校正角度；當(dāng)機(jī)組停機(jī)時(shí)槳葉向大角度 (90°方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到最大槳距角位置校正開關(guān)位置2時(shí)，校正開關(guān)動(dòng)作的瞬間(上升 沿信號(hào))將控制系統(tǒng)槳距角置為規(guī)定的最大校正角度。如控制系統(tǒng)發(fā)生故障，槳葉可能會(huì) 向小角度轉(zhuǎn)動(dòng)到最小槳距角位置極限開關(guān)位置，此時(shí)，極限開關(guān)動(dòng)作將驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源切換 到蓄電池槳葉自動(dòng)向大角度回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)到最大槳距角位置極限開關(guān)位置時(shí)，極限開關(guān)動(dòng)作 切斷驅(qū)動(dòng)電源使槳葉停在最大槳距角位置極限開關(guān)位置(且將控制系統(tǒng)槳距角置為規(guī)定 的最大極限角度)，保證了機(jī)組的安全。如電網(wǎng)故障或停電時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源也自動(dòng)切換到蓄 電池，槳葉自動(dòng)向大角度回轉(zhuǎn)到規(guī)定的最大極限角度。 本實(shí)用新型中的所述增量型編碼器采用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，分辨率為1024，電源
為24V DC，接口形式為HTL，用于槳距角的計(jì)算。所述最大、最小槳距角位置校正開關(guān)可采
用電感式感應(yīng)接近開關(guān)，圓柱型齊平安裝，抗干擾能力強(qiáng)，用于對(duì)槳距角的校正，解決了由
于編碼器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中帶來(lái)的累積誤差。所述最大、最小槳距角位置極限開關(guān)可采用機(jī)
械式觸點(diǎn)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)動(dòng)作時(shí)將轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉到安全角度，保證了機(jī)組的安全。 本實(shí)用新型安裝簡(jiǎn)單，編碼器可以在電機(jī)制造廠直接安裝好，無(wú)需聯(lián)結(jié)小齒輪，降
低了槳距角檢測(cè)裝置成本約50% ;而且提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全性。 以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置進(jìn)行了詳細(xì)
介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的
說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人
員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本
說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求一種變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置，包括變槳電機(jī)、變槳控制系統(tǒng)、變槳回轉(zhuǎn)軸承，所述變槳電機(jī)的輸出軸上安裝有增量型編碼器，所述增量型編碼器的輸出連接到變槳控制系統(tǒng)，其特征在于所述變槳回轉(zhuǎn)軸承旁安裝有最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、最小槳距角位置極限開關(guān)，所述各校正開關(guān)和極限開關(guān)的輸出信號(hào)連接到所述變槳控制系統(tǒng)，所述最小槳距角位置校正開關(guān)和最大槳距角位置校正開關(guān)設(shè)置在大于0°、小于90°槳距角附近，具有一個(gè)能夠校正槳距角的偏移角度，所述最小槳距角位置極限開關(guān)和最大槳距角位置極限開關(guān)設(shè)置在小于0°、大于90°槳距角附近，具有一個(gè)能夠避免超過(guò)安全運(yùn)行極限的偏移角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置，其特征在于所述最小槳距角位置校正開關(guān)和最大槳距角位置校正開關(guān)的偏移角度均為O。 5°之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置，其特征在于所述最小槳距角位置極限開關(guān)和最大槳距角位置極限開關(guān)的偏移角度均為O。 5°之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置，其特征在于所述最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)采用電感式感應(yīng)接近開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置，其特征在于所述最大、最小槳距角位置極限開關(guān)采用機(jī)械式觸點(diǎn)開關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置，其特征在于所述 增強(qiáng)型編碼器采用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，特別涉及一種變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型在變槳電機(jī)的輸出軸上安裝有增量型編碼器，所述增量型編碼器的輸出連接到變槳控制系統(tǒng)，所述變槳回轉(zhuǎn)軸承旁安裝有最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、最小槳距角位置極限開關(guān)，所述各校正開關(guān)和極限開關(guān)的輸出信號(hào)連接到所述變槳控制系統(tǒng)，使安裝簡(jiǎn)單、降低槳距角檢測(cè)裝置的成本50％；增加了最小槳距角位置極限開關(guān)，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測(cè)的可靠性、真實(shí)性及機(jī)組運(yùn)行的安全性，降低機(jī)組成本。為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的槳葉槳距角信息，提高機(jī)組捕獲風(fēng)能的效率，獲得最佳電能輸出。
文檔編號(hào)G01D5/20GK201488722SQ200920161958
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者余紹清, 劉曉林, 吳星華, 唐國(guó)慶, 唐娟, 唐永春, 杜煒, 歐陽(yáng)海黎, 湯文兵, 羅元宏, 雍斌 申請(qǐng)人:中船重工(重慶)海裝風(fēng)電設(shè)備有限公司