一种风电机组超速控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及机械设备及安全控制技术领域，具体涉及一种风电机组超速控制装置，包括三组超速控制子系统，每组均包括啮合传动连接的气动装置和变桨驱动传动装置，变桨驱动传动装置和齿圈啮合驱动桨叶变桨，超速检测装置实时监测轮毂的转速。现有的变桨系统通过主电源或者备用电源控制实现桨距角的改变，一旦主电源或者备用电源均出现故障失灵时，变桨系统将无法完成变桨，导致风电机组发生飞车、倒塔，因此非常有必要增设一套超速保护装置为现有变桨系统增加一道保护屏障。当检测轮毂超速时将超速信号发送到控制器，控制器控制气动装置启动驱动变桨驱动传动装置转动带动齿圈转动从而实现桨距角度的调节，完成变桨动作。

An overspeed control device for wind turbine

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组超速控制装置
本技术涉及机械设备及安全控制
，具体涉及一种风电机组超速控制装置。
技术介绍
超速保护是风电机组安全链中的重要一环，其目的是为了防止风机发生飞车，导致叶片折断，风机倾倒等严重安全问题。风电机组正常运行期间，当风速超过机组额定风速时，变桨系统在主电源的供电作用下会根据风速的变化对风电机组的桨叶角度进行自动调整，使风轮的转速保持恒定，以此来保证发电机组发电功率的稳定性。风电机组一般包括主轴、轮毂、叶片和变桨系统，变桨系统在主电源供电的情况下由变桨中央控制器控制变桨驱动电机驱动桨叶旋转完成变桨动作；当风电机组正常运转时，叶片处于与风向呈一定夹角的做功位置；当发电机组发生任何紧急情况引起停机时，变桨控制系统在主电源的供电作用下，控制叶片相对于轮毂发生转动，使得叶片的前端转动到朝向风向的方向即顺桨到与风向保持平行的顺桨位置，叶片的着风面积最小，利用空气阻力制动，使风电机组快速停机，以此保证风电机组的安全。如果主电源供电失效时，就会通过轮毂内的备用电池来驱动变桨装置动作，完成顺桨动作，使机组停机。然而，上述两种变桨控制都是通过电能驱动变桨驱动电机完成顺桨停机的，一旦主电源和备用电池同时供电失效导致变桨系统失灵时，如果风电机组运行超速，变桨系统将无法控制叶片完成顺桨停机动作，风电机组就极有可能发生飞车、倒塔事故，仍然存在一定的安全隐患。
技术实现思路
因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的风电机组的变桨系统的主电源和备用电池供电同时发生故障失灵时，变桨系统无法完成顺桨动作，仍然存在一定的安全隐患。本技术的一种风电机组超速控制装置，安装在风电机组的轮毂内，包括：三组超速控制子系统，受驱动地分别控制三组桨叶转动完成变桨动作；至少一个超速检测装置，用于实时监测风电机组的转速；每组所述超速控制子系统包括气动装置和变桨驱动传动装置，至少一个所述超速检测装置和所述气动装置电连接，所述气动装置与所述变桨驱动传动装置啮合，所述变桨驱动传动装置和齿圈啮合，所述齿圈和桨叶固定；至少一个所述超速检测装置监测到超速时，发送超速信号给控制器，通过控制器控制所述气动装置启动，控制所述气动装置启动，驱动所述变桨驱动传动装置转动，所述齿圈随所述变桨驱动传动装置的转动而转动。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述变桨驱动传动装置包括变桨驱动电机、变桨驱动轴、第一齿轮和变桨驱动齿轮，所述第一齿轮安装在所述变桨驱动电机的电机输出轴上且和所述气动装置啮合，所述电机输出轴的输出末端同轴设置有变桨驱动轴，所述变桨驱动齿轮安装在所述变桨驱动轴上，所述变桨驱动齿轮和所述齿圈啮合。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述气动装置包括：气体储能装置，用于储存压缩气体，其气体出口处设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀用于控制所述气体储能装置的启闭；气缸，其进气端与所述气体储能装置连接，出气端与所述第一齿轮啮合，所述气缸上设有第二电磁阀，在风电机组正常运行时，所述第二电磁阀打开；所述超速检测装置包括三个，在至少两个所述超速检测装置检测到超速时，所述第一电磁阀开启所述气体储能装置，驱动所述气缸做伸缩运动。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述气缸其进气端通过气体管道与所述气体储能装置的出气端连接，所述气缸其出气端设有活塞杆，所述活塞杆设有齿条，所述齿条与所述第一齿轮啮合。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述第二电磁阀设置在所述气缸的进气端。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述气体储能装置上设有气体压力监测装置。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述气体压力监测装置包括气体压力传感器，用于实时监测所述气体储能装置内的气体压力；数据采集装置，与所述气体压力传感器连接并采集所述气体压力传感器监测的压力数值，所述压力数值经处理器处理并在压力数值不正常时发出报警信号；服务器报警装置，与所述处理器连接，接收报警信号并进行报警。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述气体管道上靠近所述气体储能装置的出气端设有安全阀。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述气体管道上靠近所述气缸的进气端设有泄压阀。优选地，所述的风电机组超速控制装置，所述第一齿轮的齿数小于所述变桨驱动齿轮的齿数。本技术技术方案，具有如下优点：1.本技术提供的一种风电机组超速控制装置，包括安装在风电机组轮毂内的三组超速控制子系统，超速检测装置实时监测主轴的转速，当检测超速时将超速信号发送到控制器，控制器接收超速信号并控制三组超速控制子系统分别驱动各自对应地三组桨叶转动从而实现桨距角度的调节，完成变桨动作；解决了现有的风电机组电机控制变桨的电机惯量大，动态响应能力差，电机容易损坏的缺点；结构更加可靠，在风电机组超速时电机变桨驱动失灵的情况下仍可以驱动变桨，相比现有的电机变桨系统增加了一道保护屏障。2.本技术提供的一种风电机组超速控制装置，超速控制子系统包括气动装置和变桨驱动传动装置，气动装置和变桨驱动传动装置啮合，变桨驱动传动装置和齿圈啮合，通过气动驱动变桨，由齿条直线动作转换为齿轮的转动从而实现变桨，简化了机械结构，结构更加可靠。3.本技术提供的一种风电机组超速控制装置，变桨驱动传动装置包括变桨驱动电机、变桨驱动轴、第一齿轮和变桨驱动齿轮，第一齿轮安装在电机输出轴且和所述气动装置传动连接，变桨驱动齿轮套设在变桨驱动轴上，电机输出轴的输出末端同轴设置有变桨驱动轴，变桨驱动齿轮和齿圈啮合，确保第一齿轮和变桨驱动齿轮的角速度相同。4.本技术提供的一种风电机组超速控制装置，气动装置包括气体储能装置和气缸，气体储能装置为气缸提供气源驱动气缸做伸缩动作，气缸与第一齿轮通过齿条啮合，将齿条的直线运动转化为第一齿轮的转动，以便变桨驱动齿轮能够随着第一齿轮的转动而转动，从而完成变桨。5.本技术提供的一种风电机组超速控制装置，气缸的进气端设有第二电磁阀，在风电机组转速正常时打开保证气缸两侧的压力平衡，出气端设有泄压阀，在风电机组转速恢复正常运行时，将气缸及气体管道中的高压气体泄漏出去，降低气缸和气体管道内部的气体压力。6.本技术提供的一种风电机组超速控制装置，气体储能装置上设有气体压力监测装置，时刻监测气体储能装置的内部气体压力，保证气体储能装置中有足够的气体满足超速控制装置的工作条件，确保气动装置能够驱动变桨驱动传动装置转动带动桨叶转动完成顺桨。7.本技术提供的一种风电机组超速控制装置，第一齿轮的齿数小于变桨驱动齿轮的齿数，提高传动比。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组超速控制装置，安装在风电机组的轮毂内，其特征在于，包括：/n三组超速控制子系统，受驱动地分别控制三组桨叶(12)转动完成变桨动作；/n至少一个超速检测装置(1)，用于实时监测风电机组的转速；/n每组所述超速控制子系统包括气动装置和变桨驱动传动装置，至少一个所述超速检测装置(1)和所述气动装置电连接，所述气动装置与所述变桨驱动传动装置啮合，所述变桨驱动传动装置和齿圈(7)啮合，所述齿圈(7)和桨叶(12)固定；/n至少一个所述超速检测装置(1)监测到超速时，发送超速信号给控制器，通过控制器控制所述气动装置启动，驱动所述变桨驱动传动装置转动，所述齿圈(7)随所述变桨驱动传动装置的转动而转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电机组超速控制装置，安装在风电机组的轮毂内，其特征在于，包括：
三组超速控制子系统，受驱动地分别控制三组桨叶(12)转动完成变桨动作；
至少一个超速检测装置(1)，用于实时监测风电机组的转速；
每组所述超速控制子系统包括气动装置和变桨驱动传动装置，至少一个所述超速检测装置(1)和所述气动装置电连接，所述气动装置与所述变桨驱动传动装置啮合，所述变桨驱动传动装置和齿圈(7)啮合，所述齿圈(7)和桨叶(12)固定；
至少一个所述超速检测装置(1)监测到超速时，发送超速信号给控制器，通过控制器控制所述气动装置启动，驱动所述变桨驱动传动装置转动，所述齿圈(7)随所述变桨驱动传动装置的转动而转动。


2.根据权利要求1所述的风电机组超速控制装置，其特征在于，所述变桨驱动传动装置包括变桨驱动电机(11)、变桨驱动轴、第一齿轮(5)和变桨驱动齿轮(6)，
所述第一齿轮(5)安装在所述变桨驱动电机(11)的电机输出轴(4)上且和所述气动装置啮合，所述电机输出轴(4)的输出末端同轴设置有变桨驱动轴，所述变桨驱动齿轮(6)安装在所述变桨驱动轴上，所述变桨驱动齿轮(6)和所述齿圈(7)啮合。


3.根据权利要求2所述的风电机组超速控制装置，其特征在于，所述气动装置包括：
气体储能装置(2)，用于储存压缩气体，其气体出口处设置有第一电磁阀(21)，所述第一电磁阀(21)用于控制所述气体储能装置(2)的启闭；
气缸(3)，其进气端与所述气体储能装置(2)连接，出气端与所述第一齿轮(5)啮合，所述气缸(3)上设有第二电磁阀(33)，在风电机组正常运行时，所述第二电磁阀(33)打开；
所述超速检测装置(1)包括三个，在至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志远，宋国华，李磊，
申请(专利权)人：观为监测技术无锡股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32