[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102011696A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅建民;王政;尤林森;肖慶恩;孫明敏
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州能健電氣有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 陸明耀;陳忠輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)，尤其涉及風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)的I/O端口和A/D端口。

背景技術(shù)

新能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊，大力發(fā)展風(fēng)電是我國新能源戰(zhàn)略的重點。風(fēng)力發(fā)電發(fā)展到目前階段，如何使其性價比形成與煤電、水電的競爭優(yōu)勢是風(fēng)電行業(yè)追逐的目標(biāo)。在不斷提高可靠性的同時，降低成本是所有風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)展方向。風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電的核心部件之一，提高可靠性、降低成本亦是其技術(shù)革新的重點。

風(fēng)電變槳系統(tǒng)一般包括一個主控單元和三個執(zhí)行單元。主控單元的核心部件是PLC模塊組。PLC模塊組一般由主CPU、編碼器模塊、I/O模塊、A/D模塊和通訊模塊組成。三個執(zhí)行單元的核心部件是變槳驅(qū)動器。

如圖1所示，在以往的風(fēng)力變槳系統(tǒng)中，整個變槳系統(tǒng)的工作都由PLC模塊組來控制，PLC模塊組通過I/O端口信號和模擬量信號來控制變槳驅(qū)動器的工作。變槳驅(qū)動器根據(jù)PLC的I/O信號和模擬量信號來驅(qū)動變槳電機運行，改變?nèi)齻€槳葉的角度，保證風(fēng)力發(fā)電機輸出在額定功率以內(nèi)。變槳系統(tǒng)需要大量的I/O端口和A/D端口來監(jiān)視和控制整個變槳系統(tǒng)的運行。PLC模塊組的I/O模塊一般需要80個以上的輸入輸出點，A/D模塊一般需要20個以上的模擬采樣口，所占成本較高，且沒有備份，可靠性并不是很高。同時，PLC需要處理或運算大量的I/O信號和A/D信號，運行效率無法提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種可靠性高，成本低的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)，包括，至少一個槳葉；和所述槳葉一一對應(yīng)的連接，調(diào)節(jié)對應(yīng)槳葉角度的變槳電機；和所述變槳電機一一對應(yīng)的連接，控制變槳電機動作的變槳驅(qū)動器單元；連接并控制所述各個變槳驅(qū)動器單元的主控單元；監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)運行的多個系統(tǒng)I/O端口和多個系統(tǒng)A/D端口；所述系統(tǒng)I/O端口和系統(tǒng)A/D端口位于各個變槳驅(qū)動器單元中。

優(yōu)選的，所述主控單元由PLC模塊，編碼器模塊和通訊模塊組成。

優(yōu)選的，所述槳葉的數(shù)量為3個。

優(yōu)選的，所述變槳驅(qū)動器單元包括變槳驅(qū)動器、I/O端口擴展模塊和A/D端口擴展模塊，所述變槳驅(qū)動器具有驅(qū)動器I/O端口和驅(qū)動器A/D端口，所述I/O擴展模塊連接驅(qū)動器I/O端口，所述系統(tǒng)I/O端口位于I/O端口擴展模塊上；A/D端口擴展模塊連接驅(qū)動器A/D端口和驅(qū)動器A/D端口，所述系統(tǒng)A/D端口位于A/D端口擴展模塊上。

優(yōu)選的，所述I/O端口擴展模塊包括至少一個串并轉(zhuǎn)換擴展子模塊和至少一個并串轉(zhuǎn)換擴展子模塊，所述串并轉(zhuǎn)換擴展子模塊和并串轉(zhuǎn)換擴展子模塊均連接3個驅(qū)動器I/O端口，均具有16個系統(tǒng)I/O端口。

優(yōu)選的，所述A/D端口擴展模塊包括至少一個差分通道模擬開關(guān)集成電路，所述差分通道模擬開關(guān)集成電路連接2個驅(qū)動器I/O端口和2個驅(qū)動器A/D端口，具有8個系統(tǒng)I/O端口。

優(yōu)選的，所述主控單元和變槳驅(qū)動器單元上分別具有CAN通訊接口，所述主控單元的CAN通訊接口和變槳驅(qū)動器單元的CAN通訊接口使用CAN總線相連接。

優(yōu)選的，所述CAN總線的長度小于40米。

優(yōu)選的，所述變槳驅(qū)動器單元上設(shè)有確定變槳驅(qū)動器地址的2個輸入端子。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：將系統(tǒng)I/O端口和系統(tǒng)A/D端口設(shè)置在槳驅(qū)動器單元中，充分利用變槳驅(qū)動器單元的閑置能力，取消了主控單元的I/O端口和A/D端口，從而提高了系統(tǒng)運行效率，降低了系統(tǒng)成本。

本發(fā)明的進一步的有益效果是：通過對變槳驅(qū)動器的驅(qū)動器I/O端口和驅(qū)動器A/D端口進行擴展，增加了系統(tǒng)I/O端口和系統(tǒng)A/D端口的數(shù)量；利用驅(qū)動器和PLC單元已有的CAN通訊接口，建立CAN總線，變槳驅(qū)動器單元和主控單元通過CAN通訊來交換整個變槳系統(tǒng)的輸入輸出信號和模擬采樣信號，保證主控單元控制整個系統(tǒng)。

同時，風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)有三臺變槳驅(qū)動器，每臺驅(qū)動器只需要擴展1/3需求的I/O端口和A/D端口，重要信號可通過三臺驅(qū)動器進行相互備份和容錯處理，提高了可靠性；部分信號可直接由三臺變槳驅(qū)動器來處理或運算，改變了以前風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)所有I/O信號和A/D信號都要由主控單元來處理或運算的運行模式，提高了主控單元運行的效率，增強了風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)運行的時效性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)模塊圖。

圖2是本發(fā)明的具體實施方式的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)模塊圖。

圖3是本發(fā)明的具體實施方式的串并轉(zhuǎn)換電路電路圖。