[發(fā)明專利]無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組及其控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810042786.8
• 申請日: 2008-09-11
• 公開（公告）號: CN101355254A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設計）人: 李鋒;賈大江;趙智剛;程廣宇;何雪松
• 申請（專利權(quán)）人: 上海致遠綠色能源有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02P9/04;F03D9/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組，其特征在于，包括：齒輪箱、永磁同步發(fā)電機、葉輪、控制系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變電路、殼體和塔架，其中：葉輪與設置于殼體內(nèi)的齒輪箱輸入端相連接，永磁同步發(fā)電機的輸入端與齒輪箱的輸出端相連并同時設置于殼體內(nèi)部，永磁同步發(fā)電機的輸出端經(jīng)由并網(wǎng)逆變電路后連接至電網(wǎng)，控制系統(tǒng)位于殼體內(nèi)部永磁同步發(fā)電機的后方，控制系統(tǒng)分別連接并網(wǎng)逆變電路的控制端和永磁同步發(fā)電機的控制端以接收發(fā)電機狀態(tài)信號并發(fā)送控制命令，殼體底部設置用于支撐的可轉(zhuǎn)動的塔架；

所述的發(fā)電機狀態(tài)信號包括溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風速信號和風向信號；所述的控制命令包括停機命令、調(diào)槳命令、功率并網(wǎng)命令、偏航命令、冷卻命令和潤滑命令。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組，其特征是，所述的并網(wǎng)逆變電路包括：整流橋和并網(wǎng)逆變控制模塊，整流橋的輸入端與永磁同步發(fā)電機的輸出端連接，整流橋的控制端與控制系統(tǒng)相連接以傳輸功率輸出信號，并網(wǎng)逆變控制模塊的輸入端與整流橋的輸出端相連接，并網(wǎng)逆變控制模塊的控制端與控制系統(tǒng)相連接以接收功率并網(wǎng)命令。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組，其特征是，所述的控制系統(tǒng)包括：采樣模塊、驅(qū)動模塊、主控制模塊和顯示模塊，其中：主控制模塊的輸出端與顯示模塊連接以輸出和顯示發(fā)電機狀態(tài)信號，采樣模塊分別連接葉輪、齒輪箱、永磁同步發(fā)電機、并網(wǎng)逆變電路和殼體以采集發(fā)電機狀態(tài)信號，采樣模塊的輸出端連接至主控制模塊的輸入端，驅(qū)動模塊的輸入端連接主控制模塊，驅(qū)動模塊分別連接葉輪、殼體和齒輪箱以實施控制命令。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組，其特征是，所述的主控制模塊包括：槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制單元和潤滑控制單元，主控制模塊根據(jù)接收到的溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風速信號和風向信號與儲存于主控制模塊內(nèi)部的額定溫度電平、額定轉(zhuǎn)速電平、額定功率輸出電平、額定振動電平、額定風速電平和額定風向電平分別進行比較運算，并根據(jù)比較運算的結(jié)果分別由槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制單元和潤滑控制單元向調(diào)槳控制模塊、并網(wǎng)逆變控制模塊和機艙控制模塊發(fā)送停機命令、調(diào)槳命令、功率并網(wǎng)命令、偏航命令、冷卻命令和潤滑命令。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組，其特征是，所述的采樣模塊包括：溫度傳感單元、轉(zhuǎn)速傳感單元、電壓電流傳感單元、振動傳感單元、風速風向傳感單元和調(diào)槳信號采樣單元，其中：溫度傳感單元分別與齒輪箱、永磁同步發(fā)電機以及整流橋連接并采集溫度信號，轉(zhuǎn)速傳感單元與永磁同步發(fā)電機連接并采集轉(zhuǎn)速信號，電壓電流傳感單元與整流橋相連接并采集功率輸出信號，振動傳感單元與殼體連接并采集振動信號，風速風向傳感單元與殼體頂部連接并采集殼體接受到的風速信號和風向信號，調(diào)槳信號采樣單元與葉輪的葉片根部連接并采集葉片角度信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組，其特征是，所述的驅(qū)動模塊包括：調(diào)槳電機、偏航電機和潤滑泵，其中：調(diào)槳電機設置于葉輪上，調(diào)槳電機的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收調(diào)槳命令，偏航電機設置于塔架，偏航電機的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收偏航命令，潤滑泵設置于齒輪箱上，潤滑泵的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收潤滑命令。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組的控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

①主控制模塊開機自檢，運行初始化進程；

②采樣模塊開始采樣并將溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風速信號和風向信號傳輸至主控制模塊，主控制模塊收到后與儲存于其內(nèi)部的額定溫度電平、額定振動電平、額定風速電平和額定風向電平分別進行比較運算；

③主控制模塊根據(jù)比較運算結(jié)果進行故障判斷：

④進入正常運行模式，主控制模塊啟動槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制和潤滑控制單元，所述的無主軸半直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組開始向電網(wǎng)輸電；同時由轉(zhuǎn)速傳感單元和電壓電流傳感單元向主控制模塊發(fā)送轉(zhuǎn)速信號和功率輸出信號，隨后由主控制模塊進行比較運算。