适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统以及控制方法技术方案

本发明专利技术设计了一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，包括变桨驱动控制器、电源模块、润滑剂供给机构、电压采样电路、电机温度传感器、环境温度传感器、编码器以及限位开关。本发明专利技术的另一个技术方案是提供了一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制方法。本发明专利技术主要应用于中型风力发电机组的变桨驱动控制部分，给出了一种较为完善的低温变桨驱动控制系统以及控制方法。本发明专利技术提供的系统及方法考虑到了温度对力矩的影响、轴承维护、变桨故障保护等，通过变桨自身调整、对润滑剂的控制及故障保护逻辑，有效提高了轴承的使用寿命以及保证了风机运行的稳定性，还保证了安装和后期维护的便捷性。和后期维护的便捷性。和后期维护的便捷性。

【技术实现步骤摘要】
适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统以及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种中型风力发电机变桨驱动控制系统以及基于该控制系统的控制方法，属于中型风机发电机


技术介绍

[0002]中型风机常安装于沿海、高原、内蒙以及甘肃北部等风资源较好的地区。部分地区为风能季节利用区，如：冬季和春季有效风能出现最多，因此这部分地区的中型风机就需要面对低温下的考验。对于中型风机的变桨驱动控制装置，需要根据实际风速风向等实时调整叶片桨距角以保证风机安全以及获得最大风能。
[0003]低温变桨驱动控制相关系统及逻辑并不多，且多需额外增设加热电源和多个加热器，例如：
[0004]公开号为CN101493074 A的专利技术专利申请中，公开了一种风电变桨装置的低温控制系统及控制方法。在该专利技术专利申请中，需要监控轮毂以及电池箱的环境温度，且受控于温度传感器对风电变桨装置进行加热，若传感器或加热器任何一项装置出现异常，均将影响到其在低温时的控制。
[0005]公开号为CN201401279 Y的专利技术专利公开了一种低温型风力发电机组变桨装置。在该专利技术专利中，需要配备独立的控制电源和加热电源，且设有多个加热器，加热电源分别于各加热器相连接，并通过温度控制中间继电器对各个加热器进行控制。与公开号为CN101493074 A的专利技术专利申请所不同的是，该专利技术专利所公开的装置在加热电源与各加热器之间还具有输入保护空气开关，从安全角度来看，该专利技术专利胜于前者。但是，该装置中需要更多辅助设备，对异常情况下的故障排查与后期维护不够友好。
[0006]公开号为CN201763539 U的专利技术专利公开了一种适应超低温地区环境的风力发电机组。该专利技术专利仅记载了风力发电机组整体应对超低温环境的装置及相关要求。与公开号为CN101493074 A的专利技术专利申请、公开号为CN201401279 Y的专利技术专利相似，在该专利技术专利所公开的技术方案中需要大量加热器，但在变桨部分却并未设置加热器，也未提及变桨部分应对超低温地区环境。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是：提供一种适用于中型风机低温变桨驱动控制的控制系统以及控制方法。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术的一个技术方案是提供了一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，包括变桨驱动控制器，变桨驱动控制器与所述中型风机自有的主控系统相连，变桨驱动控制器经由驱动器驱动电机，电机的输出轴与中型风机的主轴相联结，主轴上设有中型风机的叶片；
[0009]所述低温变桨驱动控制系统还包括电源模块、用于向主轴提供润滑剂的润滑剂供给机构、用于采集电源模块输出的电压信号的电压采样电路、用于采集电机的温度信号的
电机温度传感器、用于采集中型风机所处环境的温度的环境温度传感器、用于检测电机输出齿轮转动角度的编码器以及位于主轴转动极限位置的限位开关，其中：
[0010]由电源模块为变桨驱动控制器、驱动器、电机、润滑剂供给机构、电机温度传感器以及环境温度传感器供电；
[0011]润滑剂供给机构、电压采样电路、电机温度传感器、环境温度传感器、编码器以及限位开关均与变桨驱动控制器相连。
[0012]优选地，所述变桨驱动控制器同时通过数据通信接口以及I/O端口与所述中型风机自有的主控系统相连。
[0013]优选地，所述电源模块包括主电源、控制电源以及超级电容，其中：主电源的输入端接入外部交流电源；
[0014]主电源的直流输出端通过充电模块与超级电容相连、与控制电源的直流输入端相连、与所述驱动器的供电端相连、与所述电机的供电端相连；所述驱动器的供电端以及所述电机的供电端还连接超级电容；
[0015]控制电源的直流输出端连接所述润滑剂供给机构的供电端、所述变桨驱动控制器的供电端、所述电机温度传感器的供电端、所述环境温度传感器的供电端。
[0016]优选地，有三路所述电压采样电路，该三路电压采样电路分别采集所述主电源、所述控制电源以及所述超级电容的输出电压信号。
[0017]优选地，所述润滑剂供给机构包括油泵，油泵的控制端与变桨驱动控制器相连，油泵的输入口连接润滑剂储存机构，油泵的输出口为中型风机的主轴提供润滑剂，润滑剂储存机构内存储有润滑脂。
[0018]优选地，所述变桨驱动控制器采用以下步骤实现对润滑脂的控制：
[0019]所述变桨驱动控制器通过所述环境温度传感器实时采集环境温度，若实时采集的环境温度小于预先设定的温度阈值，所述变桨驱动控制器以固定的间隔时长T1控制所述润滑剂供给机构提供所述润滑脂，所述润滑剂供给机构每次持续工作时长为T2；
[0020]若实时采集的环境温度大于预先设定的温度阈值，则所述变桨驱动控制器以固定的间隔时长T3控制所述润滑剂供给机构提供所述润滑脂，T3大于T1，所述润滑剂供给机构每次持续工作时长为T4，T4小于T2；
[0021]所述变桨驱动控制器还获得通过所述驱动器控制所述电机转动的角度，若实时获得的转动角度小于阈值，则开始计时直至计时时间超过时间阈值，并且在此过程中实时获得的转动角度保持小于阈值，则降低所述润滑剂供给机构提供所述润滑脂的频次。
[0022]本专利技术的另一个技术方案是提供了一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制方法，采用上述的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，
[0023]所述变桨驱动控制器工作于正常工作逻辑以及安装模式控制逻辑，其中，当所述变桨驱动控制器工作于正常工作逻辑时：
[0024]变桨驱动控制器根据所述主控系统下达的指令，控制驱动器以适当的速度转动所述电机，使所述叶片保持在最佳攻角状态，以此获得最大风能；在此过程中，变桨驱动控制器通过所述编码器获得角度数据反馈，从而保证叶片处于正确位置；变桨驱动控制器通过所述电机温度传感器以及所述环境温度传感器对电机温度以及环境温度进行监测，结合对驱动器以及润滑剂供给机构的控制，保证系统运行在适宜温度下，且在低温或高温时能够
较好的工作：
[0025]变桨驱动控制器通过所述电机温度传感器实时获得电机温度，若实时获得的电机温度小于预先设定的温度阈值，则进一步通过所述编码器获得力矩，若力矩增大到设定范围，则认为当前已经处于低温，在不增加独立加热装置的情况下，变桨驱动控制器通过驱动器对电机进行控制，在保证不影响叶片桨距角的情况下，以较小位置反复动作主轴，防止主轴的轴承在低温不动作的情况下冻结，从而影响机组；
[0026]当所述变桨驱动控制器工作于安装模式控制逻辑时：
[0027]由操作人员手动向变桨驱动控制器给出一个开信号，变桨驱动控制器接收到该开信号后，驱动主轴转动；由操作人员判断主轴的转动角度，当主轴转过所需的角度后，再由操作人员手动向变桨驱动控制器给出一个关信号，变桨驱动控制器接收到该关信号后，使得主轴停止转动。
[0028]优选地，所述变桨驱动控制需监测主电源、控制电源以及超级电容的输出电压值，基于三个输出电压值保证变桨驱动控制器及时检测到电压掉落，提前在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，包括变桨驱动控制器，变桨驱动控制器与所述中型风机自有的主控系统相连，变桨驱动控制器经由驱动器驱动电机，电机的输出轴与中型风机的主轴相联结，主轴上设有中型风机的叶片；所述低温变桨驱动控制系统还包括电源模块、用于向主轴提供润滑剂的润滑剂供给机构、用于采集电源模块输出的电压信号的电压采样电路、用于采集电机的温度信号的电机温度传感器、用于采集中型风机所处环境的温度的环境温度传感器、用于检测电机输出齿轮转动角度的编码器以及位于主轴转动极限位置的限位开关，其中：由电源模块为变桨驱动控制器、驱动器、电机、润滑剂供给机构、电机温度传感器以及环境温度传感器供电；润滑剂供给机构、电压采样电路、电机温度传感器、环境温度传感器、编码器以及限位开关均与变桨驱动控制器相连。2.如权利要求1所述的一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，所述变桨驱动控制器同时通过数据通信接口以及I/O端口与所述中型风机自有的主控系统相连。3.如权利要求1所述的一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，所述电源模块包括主电源、控制电源以及超级电容，其中：主电源的输入端接入外部交流电源；主电源的直流输出端通过充电模块与超级电容相连、与控制电源的直流输入端相连、与所述驱动器的供电端相连、与所述电机的供电端相连；所述驱动器的供电端以及所述电机的供电端还连接超级电容；控制电源的直流输出端连接所述润滑剂供给机构的供电端、所述变桨驱动控制器的供电端、所述电机温度传感器的供电端、所述环境温度传感器的供电端。4.如权利要求1所述的一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，有三路所述电压采样电路，该三路电压采样电路分别采集所述主电源、所述控制电源以及所述超级电容的输出电压信号。5.如权利要求1所述的一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，所述润滑剂供给机构包括油泵，油泵的控制端与变桨驱动控制器相连，油泵的输入口连接润滑剂储存机构，油泵的输出口为中型风机的主轴提供润滑剂，润滑剂储存机构内存储有润滑脂。6.如权利要求5所述的一种适用于中型风机的低温变桨驱动控制系统，其特征在于，所述变桨驱动控制器采用以下步骤实现对润滑脂的控制：所述变桨驱动控制器通过所述环境温度传感器实时采集环境温度，若实时采集的环境温度小于预先设定的温度阈值，所述变桨驱动控制器以固定的间隔时长T1控制所述润滑剂供给机构提供所述润滑脂，所述润滑剂供给机构每次持续工作时长为T2；若实时采集的环境温度大于预先设定的温度阈值，则所述变桨驱动控制器以固定的间隔时长T3控制所述润滑剂供给机构提供所述润滑脂，T3大于T1，所述润滑剂供给机构每次持续工作时长为T4，T4小于T2；所述变桨驱动控制器还获得通过所述驱动器控制所述电机转动的角度，若实时获得的转动角度小于阈值，则开始计时直至计时时间超过时间阈值，并且在此过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾子怡，叶余胜，袁炜，孙开锋，
申请(专利权)人：上海致远绿色能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：