一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置，包括变桨PLC控制器、刹车继电器、24V不间断刹车电源和刹车装置；变桨PLC控制器通过通信总线与变桨驱动器连接，变桨驱动器与变桨电机通过动力线缆、控制线缆和信号线缆连接，变桨电机与第一齿轮箱连接，第一齿轮箱用于将变桨电机的转动力矩作用到叶片控制叶片角度；24V不间断电源与变桨PLC控制器通过信号线连接，24V不间断电源通过刹车继电器的常闭触点向刹车装置供电，刹车继电器与变桨PLC控制器通过控制线缆连接；刹车装置与变桨PLC控制器通过信号线连接，刹车装置与第二齿轮箱连接，第二齿轮箱将抱闸力矩作用到叶片。本装置响应及时，构造简单，安全可靠；无需改变原变桨控制系统构造，便于投产。便于投产。便于投产。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置


[0001]本专利技术涉及风力发电
，特别是涉及一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置。

技术介绍

[0002]变桨控制系统应用于风力发电领域，是风力发电机组关键组件。其作用是根据风速大小对桨叶节距角进行自动调节，风速较低时进行逆桨增加叶片迎风受力面，风速较高时进行顺桨减小叶片迎风受力面，风速过高或紧急情况下则需要顺桨到安全角度，以提高风能利用率及保障机组安全。
[0003]在无台风风况地区，变桨控制系统只要正常按照风场风况载荷进行设计即可，而在极端台风地区的变桨控制系统载荷设计就不能仅仅只考虑正常风况载荷，而且必须考虑能承受台风巨大扭力，否则可能出现变桨系统无法维持叶片安全角度而出现叶轮失速，最终倒塔的重大事故。如果只是简单成倍增加变桨电机功率、刹车功率及叶片齿轮箱强度来满足要求，就会大大增加制造成本，且会因部件过于笨重导致变桨系统后期维护更换十分不便。这就需要设计一种既能满足台风要求，又经济实用的变桨控制系统。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置，在不改变现有的变桨控制系统基本设计的情况下，只需增加一个刹车继电器、一套刹车装置及一套24V不间断刹车电源，极端气候情况下可远程操作切线到台风模式，无需出海和上塔操作，响应十分及时，构造简单，安全可靠，只需针对台风地区极端风况定制化生产抗台风装置，便于投产。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置，包括变桨PLC控制器、刹车继电器、24V不间断刹车电源和刹车装置；
[0007]所述24V不间断电源与变桨PLC控制器通过信号线连接，所述24V不间断电源通过刹车继电器的常闭触点向刹车装置供电，所述刹车继电器与变桨PLC控制器通过控制线缆连接；
[0008]所述刹车装置与变桨PLC控制器通过信号线连接，所述刹车装置与第二齿轮箱连接，所述第二齿轮箱将抱闸力矩作用到叶片；
[0009]所述刹车装置在通电时松刹，失电时抱闸，在变桨控制系统正常运行模式下，刹车装置通电处于松刹状态，当台风或极端风况到来时，等待变桨控制系统将叶片顺桨到安全位置后，刹车装置进行抱闸与变桨电机刹车合力对抗台风，以保证叶片始终停留安全角度位置。
[0010]所述24V不间断电源包括AC/DC电源、UPS模块和超级电容储能模块，所述UPS模块与AC/DC电源和超级电容储能模块连接，所述UPS模块与刹车装置连接；所述UPS模块采用
AC/DC电源提供的直流24V提供给刹车装置使用，出现异常情况风机电网失电后，UPS模块自动切换到超级电容储能模块供电，确保刹车装置供电防止失电抱闸，顺利实现顺桨。
[0011]所述UPS模块具有智能储能模块管理系统。
[0012]综上，本专利技术具有以下有益效果：
[0013]1)极端气候情况下可远程操作切线到台风模式，无需出海和上塔操作，响应十分及时；
[0014]2)构造简单，安全可靠；
[0015]3)无需改变原变桨控制系统构造，只需针对台风地区极端风况定制化生产抗台风装置，便于投产。
附图说明
[0016]图1为本专利技术所述的一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置的应用原理图。
[0017]图2为不间断刹车电源的原理简图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0019]如图1所示，一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置，包括变桨PLC控制器、刹车继电器、24V不间断刹车电源和刹车装置；
[0020]所述变桨PLC控制器通过通信总线与变桨驱动器连接，用于给定频率、控制字、故障警报等信号传输；所述变桨驱动器与变桨电机通过动力线缆、控制线缆和信号线缆连接，用于控制电机转速、电机力矩、电机刹车，采集电机温度、电机转速等信号；所述变桨电机与第一齿轮箱连接，所述第一齿轮箱用于将变桨电机的转动力矩作用到叶片控制叶片角度；
[0021]所述24V不间断电源与变桨PLC控制器通过信号线连接用于反馈电源故障信息，所述24V不间断电源通过刹车继电器的常闭触点向刹车装置供电，所述刹车继电器与变桨PLC控制器通过控制线缆连接，用于控制刹车装置抱闸和松刹；
[0022]所述刹车装置与变桨PLC控制器通过信号线连接，用于反馈刹车装置工作状态；所述刹车装置与第二齿轮箱连接，所述第二齿轮箱将抱闸力矩作用到叶片；
[0023]所述刹车装置在通电时松刹，失电时抱闸，其基本原理是通电时刹车线圈获得电磁力吸合刹车片，电磁力足以克服弹簧力使刹车片脱离转轴盘，此时转轴可以自由转动，失电时则在弹簧机械力的作用下刹车片紧紧压住转轴盘，此时转轴不能转动而实现抱闸。在变桨控制系统正常运行模式下，刹车装置通电处于松刹状态，当台风或极端风况到来时，等待变桨控制系统将叶片顺桨到安全位置后，刹车装置进行抱闸与变桨电机刹车合力对抗台风，以保证叶片始终停留安全角度位置，保证机组安全。
[0024]刹车装置在保证变桨系统的安全方面十分重要，尤其紧急情况下叶片变桨在非安全位置时刹车装置绝对不能失电，否则刹车装置将抱闸。由于刹车力矩过大遇到紧急情况
变桨系统无法将叶片拉回安全位置，导致风机叶片受力过大，叶轮失速而发生灾难性事件。因此，必须设计一路高可靠性刹车电源，即使在电网失电时也能为刹车装置不间断供电。
[0025]因此，如图2所示，24V不间断电源包括AC/DC电源、UPS模块和超级电容储能模块，所述UPS模块与AC/DC电源和超级电容储能模块连接，所述UPS模块与刹车装置连接；储能模块选择超级电容是由于超级电容所具有超长的循环寿命和卓越的耐低温性能以及高功率密度等特性，与风电变桨控制系统的使用环境条件要求非常吻合。正常供电情况下，所述UPS模块采用AC/DC电源提供的直流24V提供给刹车装置使用，出现异常情况风机电网失电后，UPS模块自动切换到超级电容储能模块供电，确保刹车装置供电防止失电抱闸，顺利实现顺桨。AC/DC电源及超级电容储能模块容量选型需根据刹车装置的功率确定。
[0026]所述UPS模块具有智能储能模块管理系统，可评估健康状态和充电状态，并自动实现电源之间切换，实现不间断提供电源。
[0027]具体实施时，针对特定机型选型，先根据载荷要求确定刹车装置力矩，根据力矩大小选定刹车装置功率，然后根据刹车装置功率大小和变桨系统顺桨时间来匹配超级电容的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于风电变桨控制系统的抗台风装置，其特征在于，包括变桨PLC控制器、刹车继电器、24V不间断刹车电源和刹车装置；所述24V不间断电源与变桨PLC控制器通过信号线连接，所述24V不间断电源通过刹车继电器的常闭触点向刹车装置供电，所述刹车继电器与变桨PLC控制器通过控制线缆连接；所述刹车装置与变桨PLC控制器通过信号线连接，所述刹车装置与第二齿轮箱连接，所述第二齿轮箱将抱闸力矩作用到叶片；所述刹车装置在通电时松刹，失电时抱闸，在变桨控制系统正常运行模式下，刹车装置通电处于松刹状态，当台风或极端风况到来时，等待变桨控制系统将叶片顺桨到安全位置后，刹车装置进行抱闸与变桨电机刹车...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胜武，刘海林，张成万，肖杨亮，黄学静，胡作，
申请(专利权)人：重庆华昭电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：