[實(shí)用新型]一種潮流能發(fā)電機(jī)組變槳控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820996425.6
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN208718824U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭皓;唐江豐;王振威;趙彥鵬;呂峰;孫東旭;劉洲印
• 申請（專利權(quán)）人: 固安華電天仁控制設(shè)備有限公司
• 主分類號: F03B3/14
• 分類號: F03B3/14;F03B15/00;F03B13/26
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

一種潮流能發(fā)電機(jī)組變槳控制裝置，其包括至少兩個并聯(lián)的變槳控制單元。每一個變槳控制單元相互獨(dú)立地控制對應(yīng)的永磁同步電機(jī)和與永磁同步電機(jī)相連的槳葉的變槳動作。變槳控制單元中設(shè)置有電抗器、變槳控制驅(qū)動器和超級電容組，電抗器的出線與變槳控制驅(qū)動器的電源端相連，超級電容組與變槳控制驅(qū)動器的電容端口相連。變槳控制單元以能通信的方式連接到潮流能發(fā)電機(jī)組的以太網(wǎng)絡(luò)。該變槳控制裝置結(jié)構(gòu)上高度集成緊湊，無需升出水面即可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，能夠控制實(shí)現(xiàn)0°～90°和180°～270°的大范圍變槳動作，使得潮流能發(fā)電機(jī)組在漲潮和落潮時均可進(jìn)行發(fā)電，各個變槳控制單元各自獨(dú)立地控制對應(yīng)槳葉的變槳動作，能夠減少塔影效應(yīng)的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋潮流能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種潮流能發(fā)電機(jī)組變槳控制裝置。

背景技術(shù)

海洋潮流能資源是可再生清潔能源之一，我國沿岸海島附近蘊(yùn)藏豐富。潮流能的主要利用方式是發(fā)電。水平軸式的潮流能發(fā)電系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢且技術(shù)日漸成熟，正在朝產(chǎn)業(yè)化的方向邁進(jìn)。然而，水平軸式潮流能發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率通常較小，且為定槳距系統(tǒng)。隨著潮流能發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量從小到大，小槳葉向大槳葉逐漸發(fā)展，定槳距系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足潮流能發(fā)電機(jī)組的控制要求。

此外，潮流能發(fā)電機(jī)組平時在水下運(yùn)行，水平軸機(jī)組不能偏航。由于其特殊性，若發(fā)生不可復(fù)位故障，需要將發(fā)電機(jī)組升出水面拆開密封蓋后進(jìn)行維修、維護(hù)，維護(hù)完后對端蓋進(jìn)行密封后才能再次下水。

目前，潮流能發(fā)電機(jī)組輪轂空間較小，應(yīng)用于水平軸潮流能發(fā)電機(jī)組的變槳機(jī)構(gòu)僅有液壓型變槳系統(tǒng)，存在以下問題：(1)液壓油的管路容易發(fā)生泄漏；(2)不能遠(yuǎn)程進(jìn)行維護(hù)；(3) 液壓系統(tǒng)由于受液壓油黏溫特性的影響，對環(huán)境溫度的要求比較高。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種可靠性高、體積小且可以通過遠(yuǎn)程進(jìn)行簡易維護(hù)的潮流能發(fā)電機(jī)組變槳控制裝置。

所述潮流能發(fā)電機(jī)組變槳控制裝置包括至少兩個并聯(lián)的變槳控制單元。每一個所述變槳控制單元相互獨(dú)立地控制對應(yīng)的永磁同步電機(jī)和與所述永磁同步電機(jī)相連的槳葉的變槳動作。其中，每個所述變槳控制單元中設(shè)置有電抗器、變槳控制驅(qū)動器和超級電容組，所述電抗器的出線與所述變槳控制驅(qū)動器的電源端相連，所述超級電容組與所述變槳控制驅(qū)動器的電容端口相連。其中一個所述變槳控制單元中設(shè)置有以太網(wǎng)交換機(jī)，其他的所述變槳控制單元以能通信的方式連接到所述以太網(wǎng)交換機(jī)。

優(yōu)選地，所述變槳控制驅(qū)動器包括功率模塊和控制模塊，所述功率模塊的驅(qū)動輸出端口與所述永磁同步電機(jī)相連，所述控制模塊集成有驅(qū)動控制器和PLC控制器。所述控制模塊設(shè)有用于連接所述潮流能發(fā)電機(jī)組的主控裝置的CANopen接口和用于連接所述潮流能發(fā)電機(jī)組的以太網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)接口。

優(yōu)選地，所述變槳控制單元的所述電抗器的進(jìn)線用于與所述潮流能發(fā)電機(jī)組上滑環(huán)的 400V電源通道相連，所述電抗器的出線與所述變槳控制驅(qū)動器的所述功率模塊的電源端相連。所述超級電容組與所述變槳控制驅(qū)動器的所述功率模塊的電容端口相連。

優(yōu)選地，其中一個所述變槳控制單元的所述CANopen接口用于經(jīng)由所述潮流能發(fā)電機(jī)組的滑環(huán)上的CANopen信號通道連接到所述潮流能發(fā)電機(jī)組的主控裝置，其他的所述變槳控制單元的所述CANopen接口并聯(lián)在CANopen總線上。

優(yōu)選地，所述永磁同步電機(jī)通過減速器與所述槳葉相連，所述永磁同步電機(jī)包括用于記錄所述槳葉的位置的旋轉(zhuǎn)變壓器和用于在必要時限制所述永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)的制動器，所述旋轉(zhuǎn)變壓器和所述制動器均以可通信的方式連接到所述控制模塊。

優(yōu)選地，在每個所述變槳控制單元外部設(shè)置用于測量槳葉軸承處泄漏壓力的壓力傳感器，所述壓力傳感器連接到所述PLC控制器的AI端口。

優(yōu)選地，還設(shè)置有與所述滑環(huán)的400V電源通道相連的電源防浪涌保護(hù)器，所述電源防浪涌保護(hù)器與所述電抗器并聯(lián)。