[實用新型]一種自發電的風電機組超速保護系統

有效

• 申請號: 201920797589.0
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN210564889U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 高陽;劉寶良;陳效國;許傲然;谷彩連;毛武平;冷雪敏;高兢;于佳;衣麗葵;許曉峰
• 申請（專利權）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D9/25;F03D15/00
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 呂敏

一種自發電的風電機組超速保護系統，屬于風電技術領域。包括分別連接風電機組的超速檢測裝置、控制電路供電裝置、動力電路供電裝置，所述超速檢測裝置用于采集并檢測風電機組的速度信號，控制電路供電裝置用于為控制電路提供電源，動力電路供電裝置用于打開變槳電機抱閘，為逆變器提供電源，驅動變槳電機收槳；風電機組超速時，超速檢測裝置輸出電壓V1使晶閘管的發光二極管導通，控制電路供電裝置輸出電壓V2對晶閘管的陽極和陰極供電，晶閘管導通，控制繼電器K1，接觸器K2工作，動力電路供電裝置輸出電壓V3打開變槳電機抱閘，對逆變器的供電，驅動變槳電機M完成收槳動作。解決了控制系統失靈和驅動系統故障等原因造成的風電機組超速。

技術領域

本發明屬于風電技術領域，特別是涉及一種自發電的風電機組超速保護系統及方法。

背景技術

目前，國內外風電機組因超速而導致設備損壞甚至倒塔的事情屢有發生，其原因主要有：控制系統失靈、驅動電源問題和驅動系統故障。

現有的超速保護系統主要通過風電機組控制系統來進行控制，利用電池或超級電容提供能量，通過驅動系統實現緊急情況下的收槳。存在如下缺陷：控制系統失靈、驅動電源采用電池或超級電容的電量不足等問題，驅動系統故障。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明提供一種自發電的風力發電機組超速保護系統及方法。本發明通過傳動裝置把風電機組的轉動的動能轉換為緊急收槳的電能，通過硬件電路實現超速保護系統的控制，無需控制器和供電電源，簡單可靠。解決了控制系統失靈、驅動電源問題和驅動系統故障等原因造成的風電機組超速。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明一種自發電的風電機組超速保護系統，包括分別連接風電機組的超速檢測裝置、控制電路供電裝置、動力電路供電裝置，其中，所述超速檢測裝置用于采集并檢測風電機組的速度信號，控制電路供電裝置用于為控制電路提供電源，動力電路供電裝置用于打開變槳電機抱閘，為逆變器提供電源，驅動變槳電機收槳；

超速保護控制裝置，包括晶閘管、繼電器K1、接觸器K2和逆變器，其中：

晶閘管的信號觸發端連接超速檢測裝置的正負極V1+和V1-，進行風電機組的超速監測；

晶閘管的陰極端通過繼電器K1線圈連接控制電路供電裝置的負極端V2-，陽極端分別連接繼電器K1常開觸點一端和控制電路供電裝置V2+,獲得24V控制電路電源；繼電器K1常開觸點另一端通過槳葉90度限位開關K3連接接觸器K2的線圈一端，接觸器K2的線圈的另一端連接控制電路供電裝置的負極端V2-；

接觸器K2的一組兩個常開觸點的一端分別連接動力電路供電裝置V3+和V3-, 獲得動力電路供電電源，另一端分別連接變槳電機抱閘和逆變器的一端，逆變器另一端連接變槳電機；

風電機組超速時，超速檢測裝置1輸出電壓V1使晶閘管的發光二極管導通，控制電路供電裝置輸出電壓V2對晶閘管的陽極和陰極供電，晶閘管導通，控制繼電器K1，接觸器K2工作，動力電路供電裝置輸出電壓V3打開變槳電機抱閘，對逆變器的供電，驅動變槳電機M完成收槳動作。

優選地，在風電機組的主軸上設置有齒輪，所述超速檢測裝置、控制電路供電裝置、動力電路供電裝置分別連接齒數不同的傳動齒輪，各傳動齒輪均連接風電機組主軸上的齒輪，嚙合傳動，通過傳動齒輪把風電機組轉動的動能轉換電能為超速時緊急收槳提供觸發信號、控制電路電能和動力電路電能。

優選地，所述超速檢測裝置、控制電路供電裝置、動力電路供電裝置結構相同，均包括電磁轉子、線圈、換向器和電刷，所述線圈置于電磁鐵的兩個不同磁極間，線圈兩接線端分別連接換向器，換向器連接電刷，電磁轉子連接傳動齒輪；所述超速檢測裝置、控制電路供電裝置、動力電路供電裝置的因線圈的長度L和半徑r不同、磁感應強度B不同、電磁轉子的轉速N不同，產生不同的感應電動勢E。