基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，属于可再生清洁能源技术领域，包括主控单元、通讯单元、第一变桨轴控柜、第二变桨轴控柜、第三变桨轴控柜、第一变桨工作单元、第二变桨工作单元和第三变桨工作单元，所述第一变桨轴控柜、第二变桨轴控柜和第三变桨轴控柜分别通过通讯单元与主控单元电性连接，所述第一变桨轴控柜与第一变桨工作单元电性连接，所述第二变桨轴控柜与第二变桨工作单元电性连接，所述第三变桨轴控柜和第三变桨工作单元电性连接。本实用新型专利技术的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，变桨控制系统是风力发电机组的核心部件之一，随着风电机组的功率不断增大，低压交流变桨系统在安全性和现场维护方面优势非常明显。
Low voltage AC pitch system based on Zapi driver
【技术实现步骤摘要】
基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统
本技术属于可再生清洁能源
，具体地，涉及基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统。
技术介绍
由于全球范围内煤炭、石油等化石能源日渐减少，世界各国都将目光转移到了可再生清洁能源的研究和开发利用上，而风力发电已经成为我国新能源战略的重点，风力发电是近年来发展最快、具备大规模开发利用的绿色能源之一。目前风力发电机组正朝着大型化、变桨距和变速恒频的方向不断发展。变桨距调节方式是通过改变叶片迎风面与纵向旋转轴的夹角，从而影响叶片的受力和阻力，保持输出功率恒定。目前风场机组大部分变桨都采用直流变桨系统来实现桨距的调节，直流变桨系统以其控制精度高、启动力矩大、反应速度快等优点占据大部分风电市场。但随着整机功率的不断加大，直流电机的体积变的庞大，不利于安装与控制。而交流变桨控制系统以其电机体积小、结构简单、维护方便等因素将在大功率风力发电系统得到广泛的应用。目前，现有技术中的便将系统，各个厂家均有自己的设计特点，本申请在现有便将系统的基础上，研发出新的变桨系统。
技术实现思路
技术目的：本技术的目的是提供基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，低压交流变桨系统采用模块化设计理念，大大减少了器件数量和变桨柜的体积，充分利用低压驱动领域的技术优势，采用低电压系统，这样可以大大减少超级电容模组的串联数量及相关的电压平衡线路，大大减少了出现线路故障，尤其是电容电压失衡故障的可能性。技术方案：本技术提供了基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，包括主控单元、通讯单元、第一变桨轴控柜、第二变桨轴控柜、第三变桨轴控柜、第一变桨工作单元、第二变桨工作单元和第三变桨工作单元，所述第一变桨轴控柜、第二变桨轴控柜和第三变桨轴控柜分别通过通讯单元与主控单元电性连接，所述第一变桨轴控柜与第一变桨工作单元电性连接，所述第二变桨轴控柜与第二变桨工作单元电性连接，所述第三变桨轴控柜和第三变桨工作单元电性连接。本技术的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，变桨控制系统是风力发电机组的核心部件之一，随着风电机组的功率不断增大，低压交流变桨系统在安全性和现场维护方面优势非常明显。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述通讯单元为CAN通讯。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述第一变桨轴控柜、第二变桨轴控柜和第三变桨轴控柜包括电源模块、超级电容器组、变桨驱动器和PLC，所述电源模块、超级电容器组、变桨驱动器和PLC通过控制线路及过电压保护线路连接。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述第一变桨工作单元包括限位开关一、位置传感器一、位置传感器二、电机末端编码器一、电机制动器一、电机动力电源线一和变桨电机一，所述限位开关一、位置传感器一和位置传感器二通过电线或电缆与第一变桨轴控柜连接，所述电机末端编码器一、电机制动器一和电机动力电源线一设置在第一变桨轴控柜和变桨电机一之间。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述第二变桨工作单元包括限位开关二、位置传感器三、位置传感器四、电机末端编码器二、电机制动器二、电机动力电源线二和变桨电机二，所述限位开关二、位置传感器三和位置传感器四通过电线或电缆与第二变桨轴控柜连接，所述电机末端编码器二、电机制动器二和电机动力电源线二设置在第二变桨轴控柜和变桨电机二之间。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述第三变桨工作单元包括限位开关三、位置传感器五、位置传感器六、电机末端编码器三、电机制动器三、电机动力电源线三和变桨电机三，所述限位开关三、位置传感器五和位置传感器六通过电线或电缆与第三变桨轴控柜连接，所述电机末端编码器三、电机制动器三和电机动力电源线三设置在第三变桨轴控柜和变桨电机三之间。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述第一变桨轴控柜、第二变桨轴控柜和第三变桨轴控柜上均设有轴柜安全链。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述限位开关一、限位开关二和限位开关三为95°限位开关。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述位置传感器一、位置传感器三和位置传感器五的角度值为90°。进一步的，上述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，所述位置传感器二、位置传感器四和位置传感器六的角度值为3-5°。上述技术方案可以看出，本技术具有如下有益效果：本技术所述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，采用超级电容作为后备电源的低压交流驱动设计方案；本变桨系统由3个变桨控制柜组成，每只叶片有专门的变桨驱动系统来完成变桨和安全控制；在每个变桨控制柜内有电源模块、超级电容器组、变桨驱动器、PLC、控制线路及过电压保护线路；变桨控制柜与机舱之间，变桨控制柜与变桨控制柜之间实现了电源的电气隔离；电源模块采用了冷板技术，伺服驱动器高效低功耗，无需风扇冷却，实现了变桨控制柜内部与外部环境的完全隔离，可以做到防水、防盐雾、防风沙，柜内加装加热器，保证了变桨系统能够适应恶劣的环境；具有如下优点：1）采用三柜式低电压大电流交流变桨系统，低穿功能良好，PLC与驱动器采用CAN总线通讯协议,主控与变桨三个箱体间采用各自独立的CAN通讯方式。2）电气接口与主控保持一致，通信协议及参数与主控保持一致，可以满足主控不同的通讯协议要求。可以完全满足风机变桨系统的控制要求。3）采用两个DC/DC转换器，杜绝继电器、刹车装置动作对PLC造成不良影响。4）超级电容组和伺服驱动器直接连到直流母线，这种连接方式可实现低电压穿越功能。5）采用目前模块化设计理念，大大减少了器件数量和变桨柜的体积。从电气控制上在完全满足变桨系统要求和安全性外，大大简化了控制回路器件，维护更加方便。附图说明图1为本技术所述基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统的结构框图。图中：主控单元1、通讯单元2、第一变桨轴控柜3、电源模块31、超级电容器组32、变桨驱动器33、PLC34、第二变桨轴控柜4、第三变桨轴控柜5、第一变桨工作单元6、限位开关一61、位置传感器一62、位置传感器二63、电机末端编码器一64、电机制动器一65、电机动力电源线一66、变桨电机一67、第二变桨工作单元7、限位开关二71、位置传感器三72、位置传感器四73、电机末端编码器二74、电机制动器二75、电机动力电源线二76、变桨电机二77、第三变桨工作单元8、限位开关三81、位置传感器五82、位置传感器六83、电机末端编码器三84、电机制动器三85、电机动力电源线三86、变桨电机三87、轴柜安全链9。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，其特征在于：包括主控单元（1）、通讯单元（2）、第一变桨轴控柜（3）、第二变桨轴控柜（4）、第三变桨轴控柜（5）、第一变桨工作单元（6）、第二变桨工作单元（7）和第三变桨工作单元（8），所述第一变桨轴控柜（3）、第二变桨轴控柜（4）和第三变桨轴控柜（5）分别通过通讯单元（2）与主控单元（1）电性连接，所述第一变桨轴控柜（3）与第一变桨工作单元（6）电性连接，所述第二变桨轴控柜（4）与第二变桨工作单元（7）电性连接，所述第三变桨轴控柜（5）和第三变桨工作单元（8）电性连接。/n
【技术特征摘要】
1.基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，其特征在于：包括主控单元（1）、通讯单元（2）、第一变桨轴控柜（3）、第二变桨轴控柜（4）、第三变桨轴控柜（5）、第一变桨工作单元（6）、第二变桨工作单元（7）和第三变桨工作单元（8），所述第一变桨轴控柜（3）、第二变桨轴控柜（4）和第三变桨轴控柜（5）分别通过通讯单元（2）与主控单元（1）电性连接，所述第一变桨轴控柜（3）与第一变桨工作单元（6）电性连接，所述第二变桨轴控柜（4）与第二变桨工作单元（7）电性连接，所述第三变桨轴控柜（5）和第三变桨工作单元（8）电性连接。
2.根据权利要求1所述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，其特征在于：所述通讯单元（2）为CAN通讯。
3.根据权利要求1所述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，其特征在于：所述第一变桨轴控柜（3）、第二变桨轴控柜（4）和第三变桨轴控柜（5）包括电源模块（31）、超级电容器组（32）、变桨驱动器（33）和PLC（34），所述电源模块（31）、超级电容器组（32）、变桨驱动器（33）和PLC（34）通过控制线路及过电压保护线路连接。
4.根据权利要求1所述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，其特征在于：所述第一变桨工作单元（6）包括限位开关一（61）、位置传感器一（62）、位置传感器二（63）、电机末端编码器一（64）、电机制动器一（65）、电机动力电源线一（66）和变桨电机一（67），所述限位开关一（61）、位置传感器一（62）和位置传感器二（63）通过电线或电缆与第一变桨轴控柜（3）连接，所述电机末端编码器一（64）、电机制动器一（65）和电机动力电源线一（66）设置在第一变桨轴控柜（3）和变桨电机一（67）之间。
5.根据权利要求4所述的基于ZAPI驱动器的低压交流变桨系统，其特征在于：所述第二变桨工作单元（7）包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙志国，赵洪岩，陈吉帅，
申请(专利权)人：苏州能健电气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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