[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機葉片安裝調(diào)整控制系統(tǒng)及控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010206420.7
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN101871425A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚福陽;付霽野;肖揚;任宗武;吳鳳麗
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽瑞祥風(fēng)能設(shè)備有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 沈陽圣群專利事務(wù)所 21221
• 代理人: 王憲忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種葉片變槳控制系統(tǒng)，尤其涉及一種葉片進(jìn)行安裝時定位的風(fēng)力發(fā)電機葉片安裝調(diào)整控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

經(jīng)過十多年的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機已經(jīng)發(fā)展到兆瓦的級別，葉片的長度和重量都很大。風(fēng)機采用的葉片就長達(dá)43.8米。該機型的變槳驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為4大部分，分別為輪轂殼體上的三個變槳軸承；變槳驅(qū)動開齒；行星齒輪減速機；異步伺服電機。此系統(tǒng)驅(qū)動結(jié)構(gòu)依次由異步伺服電機帶動減速機，減速機驅(qū)動開齒轉(zhuǎn)動，開齒再帶動變槳軸承轉(zhuǎn)動，從而使葉片轉(zhuǎn)動。

葉片是由高強度螺栓與變槳軸承相連來固定到輪轂上的。圖1為變槳軸承結(jié)構(gòu)圖，外圈有72個孔，是用來固定軸承和輪轂的；內(nèi)圈的64個孔則是用來固定葉片的。由于葉片與輪轂之間的空間比較狹窄，不方便在這個空間內(nèi)作業(yè)，因此在輪轂殼體的變槳軸承面上設(shè)計了三個安裝孔，如圖2所示。孔與孔中心之間的角度間距為16.875°，而從圖1中可以看出，變槳軸承上用于連接葉片的兩個固定螺栓孔之間的角度為5.625°。每2個安裝孔中心角度間距正好是每2個固定螺栓孔中心角度間距的3倍。因此，輪轂上的三個安裝孔與葉片的螺栓是同時一一對應(yīng)的，每轉(zhuǎn)動一次葉片可以完成3個螺栓的緊固。由于風(fēng)機葉片的安裝是在風(fēng)場進(jìn)行的。無論是在地面安裝葉片，還是在空中安裝葉片，在風(fēng)機調(diào)試前，都是無法為變槳系統(tǒng)供電。因此，在該情況下風(fēng)機自帶控制系統(tǒng)無法驅(qū)動伺服電機進(jìn)行葉片螺栓安裝的定位控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機葉片安裝調(diào)整控制系統(tǒng)及控制方法，目的是提高螺栓安裝效率與定位準(zhǔn)確性，省時省力，方便對葉片安裝時的調(diào)整，保證葉片迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行現(xiàn)場對接。

為了達(dá)到上述目的本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機葉片安裝調(diào)整控制系統(tǒng)，由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成：供電單元，對主控單元及功率驅(qū)動單元進(jìn)行供電；主控單元，根據(jù)操作單元的操作信號向功率驅(qū)動單元發(fā)送運行控制信號和向變槳單元發(fā)送電機風(fēng)扇控制信號，并接收功率驅(qū)動單元反饋控制信號和變槳單元的電機抱閘監(jiān)測信號；功率驅(qū)動單元，接收主控單元的運行控制信號和操作單元的故障復(fù)位控制信號并向變槳單元發(fā)送電機動力電源及抱閘控制信號，同時接收變槳單元的編碼器反饋信號；操作單元，向主控單元發(fā)送操作控制信號及向功率驅(qū)動單元發(fā)送故障復(fù)位控制信號。

所述的供電單元包括交流供電單元和直流供電單元；交流供電單元向功率驅(qū)動單元輸出400V交流電，向主控單元和直流供電單元輸出220V交流電；直流供電單元包括90V直流電源和24V直流電源，90V直流電源向主控單元輸出90V直流抱閘電源，24V直流電源向主控單元輸出24V直流控制電源，向功率驅(qū)動單元出24V直流控制電源。

所述的操作單元包括控制柜面板操作單元和手持控制操作單元；手持控制操作單元通過電纜與控制柜連接，其中面板操作單元包括電源指示燈、正轉(zhuǎn)指示燈、反轉(zhuǎn)指示燈、故障指示燈、電源總開關(guān)、急停按鈕、停止按鈕和故障復(fù)位按鈕；手持控制操作單元包括急停鍵、停止鍵、正轉(zhuǎn)單程運行鍵、反轉(zhuǎn)單程運行鍵、正轉(zhuǎn)多程運行鍵、反轉(zhuǎn)多程運行鍵、正轉(zhuǎn)微調(diào)運行鍵和反轉(zhuǎn)微調(diào)運行鍵。

風(fēng)力發(fā)電機葉片安裝調(diào)整控制系統(tǒng)，還包括電源狀態(tài)監(jiān)測單元，由供電單元供電并對電源狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測；運行狀態(tài)監(jiān)測單元對主控單元的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

所述的主控單元為PLC，功率驅(qū)動單元為變頻器，變槳單元為伺服電機。

風(fēng)力發(fā)電機葉片安裝調(diào)整控制系統(tǒng)的控制方法，包括下述步驟：當(dāng)葉片和輪轂對接后，操作單元向主控單元發(fā)送操作信號，主控單元根據(jù)操作信號向功率驅(qū)動單元發(fā)送運行控制信號和向變槳單元發(fā)送電機風(fēng)扇控制信號，功率驅(qū)動單元向變槳單元發(fā)送抱閘控制信號。

所述的操作單元發(fā)送的操作信號包括急停信號、停止信號、故障復(fù)位信號、正轉(zhuǎn)單程運行信號、反轉(zhuǎn)單程運行信號、正轉(zhuǎn)多程運行信號、反轉(zhuǎn)多程運行信號、正轉(zhuǎn)微調(diào)運行信號和反轉(zhuǎn)微調(diào)運行信號。

所述的功率驅(qū)動單元收到主控單元的指令后，會控制變槳電機抱閘打開，并向電機提供動力電源，功率驅(qū)動單元通過電機編碼器反饋回的脈沖信號作為閉環(huán)系統(tǒng)來控制電機轉(zhuǎn)速，功率驅(qū)動單元將反饋回的脈沖信號發(fā)給主控單元，主控單元根據(jù)反饋回的脈沖信號來確定電機帶動的變槳軸承旋轉(zhuǎn)位置。

風(fēng)力發(fā)電機葉片安裝調(diào)整控制系統(tǒng)的控制方法，還包括狀態(tài)監(jiān)測步驟，對電源的狀態(tài)和運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，主控單元將電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和系統(tǒng)故障信號傳送給狀態(tài)監(jiān)測單元。

本發(fā)明的優(yōu)點效果：控制柜箱體的重量輕，體積小，適用于在輪轂中的狹小空間里工作，提高螺栓安裝效率與定位準(zhǔn)確性，省時省力，方便對葉片安裝時的調(diào)整，保證葉片迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行現(xiàn)場對接。

附圖說明