[實用新型]一種電動順槳控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420334881.6
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN203925879U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉峰;程學(xué)文;苗繼春;辛克鋒;李清義;袁恩來
• 申請（專利權(quán)）人: 北京普華億能風(fēng)電技術(shù)有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D9/00
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動變槳系統(tǒng)的順槳控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

安全鏈是風(fēng)機的最后一道保護，由輪轂急停、塔基急停、機艙急停、震動檢測、主軸超速、偏航限位開關(guān)串連組成，當這些串連在一起的部分有一個出現(xiàn)問題，整個串連回路都會斷開。一旦風(fēng)機安全鏈斷開，風(fēng)機就會報緊急停機，此時就由電源驅(qū)動槳葉實現(xiàn)快速順槳，利用槳葉的空氣動力特性實現(xiàn)氣動剎車，使風(fēng)機葉輪停轉(zhuǎn)，實現(xiàn)安全停機。

為了增加對風(fēng)機的保護，順槳系統(tǒng)一般都要配備用電池以確保機組發(fā)生嚴重故障或重大事故的情況下可以安全停機。

而直流電機以其無級調(diào)速，低速性能好，結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高，響應(yīng)快，因而被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中。尤其是串勵直流電機起動力矩大，對于轉(zhuǎn)動重達數(shù)噸﹑直徑數(shù)十米的葉片非常有好處。

但這種方式的缺點是只能依靠電池工作，一旦電池損壞或其它原因?qū)е码姵責o法放電，風(fēng)機就無法正常順槳，增加了風(fēng)機非在緊急故障情況下無法停機而導(dǎo)致“飛車”的風(fēng)險。

實用新型內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，本實用新型提供了風(fēng)機在發(fā)生安全鏈故障后，啟動緊急順槳系統(tǒng)時，即觸發(fā)安全鏈EFC信號(Emergency Feathering Control)時，在順槳電路中先用直流供電驅(qū)動順槳，再用交流電源作為備用電源驅(qū)動順槳的方式。

安全鏈EFC信號為：安全鏈故障時觸發(fā)的緊急順槳控制信號，由機艙通過滑環(huán)輪轂提供，為24V電壓帶電常閉回路設(shè)計，未發(fā)生安全鏈故障時，該回路閉合，即安全鏈EFC信號輸出24V高電平；當發(fā)生安全鏈故障時，該回路斷開，也即，安全鏈EFC信號輸出0V低電平，此時執(zhí)行順槳動作。

本實用新型提供一種電動順槳控制系統(tǒng)，包括直流電源、直流順槳控制開關(guān)KM5、交流驅(qū)動電源、變頻器、交流順槳控制開關(guān)KM3、直流電機和緊急順槳控制繼電器K1，其中，直流電源和直流順槳控制開關(guān)KM5串連后與由交流驅(qū)動電源和變頻器以及交流順槳控制開關(guān)KM3串連后的電路并連，然后連接到直流電機，交流順槳控制開關(guān)KM3和直流順槳控制開關(guān)KM5為互鎖設(shè)計，由緊急順槳控制繼電器K1分別控制交流順槳控制開關(guān)KM3和直流順槳控制開關(guān)KM5的通斷。

系統(tǒng)還包括主限位開關(guān)S1，為槳葉91度限位開關(guān)，槳葉位置達到91度，被觸發(fā)，即S1斷開，此外還需要一個冗余限位開關(guān)S2，當槳葉位置達到95度，被觸發(fā)，即S2斷開。限位開關(guān)S2在主限位開關(guān)即91度限位開關(guān)失效時可以確保變槳電機的安全制動。

當限位開關(guān)S1、限位開關(guān)S2閉合時，也即順槳未成功時，通過不斷控制緊急順槳控制繼電器K1的通斷，來控制直流電源或者交流驅(qū)動電源的接通或斷開，達到依照先執(zhí)行直流電源驅(qū)動順槳，再執(zhí)行交流電源驅(qū)動順槳的順序，驅(qū)動順槳，直到順槳成功。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，是在原有直流順槳電路中增加交流供電以驅(qū)動順槳的交流電路，該交流順槳電路由機艙通過輪轂滑環(huán)向輪轂內(nèi)提供電源，當檢測到安全鏈故障后，該交流電源進入軸控柜經(jīng)變頻器變頻輸出直流電源，與原有直流順槳電路并連到順槳系統(tǒng)的直流電機，以實現(xiàn)風(fēng)機的電動順槳。通過增加交流電源作為備用電源驅(qū)動順槳控制方法，只要確保直流、交流順槳電路有一路正常，則能夠順利完成風(fēng)機緊急順槳，提高風(fēng)電機組的安全性。

緊急順槳控制繼電器K1為24V控制繼電器，由兩種方式控制：

(1)由安全鏈EFC信號控制，未發(fā)生安全鏈故障時，EFC為高電平，緊急順槳控制繼電器導(dǎo)通；當發(fā)生安全鏈故障時，觸發(fā)EFC信號(0V低電平)，則緊急順槳控制繼電器斷開；

(2)由交流緊急順槳控制開關(guān)K2控制，K2由延時繼電器控制其通斷，通過交流緊急順槳控制開關(guān)K2給定緊急順槳控制繼電器K1。當發(fā)生安全鏈故障，并且直流順槳失敗時，延時繼電器控制交流緊急順槳控制開關(guān)K2導(dǎo)通，然后緊急順槳控制繼電器K1導(dǎo)通(為24V高電平)，執(zhí)行交流緊急順槳；當交流順槳也失敗時，延時繼電器繼續(xù)工作，控制交流緊急順槳控制開關(guān)K2斷開，然后緊急順槳控制繼電器K1斷開(為0V低電平)，執(zhí)行直流緊急順槳。

優(yōu)選的，可以增加延時繼電器，用于控制直流電源驅(qū)動順槳的時間和交流驅(qū)動電源驅(qū)動順槳的時間。

順槳是否成功的判斷是：葉片是否順槳到91度限位位置。此外還需要一個冗余限位開關(guān)，用于95度限位，在主限位開關(guān)即91度限位開關(guān)失效時可以確保變槳電機的安全制動。

優(yōu)選的，在直流電路中可以提供一個直流斷路器，為直流主電源開關(guān)，提供過流保護；在交流電路中還可以提供一個斷路器，為交流主電源開關(guān)，提供過流保護。