專利名稱：一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動變槳控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電電動變槳距控制系統(tǒng)主要作用就是通過改變風(fēng)機(jī)葉片迎風(fēng)角度的大小來進(jìn)行功率調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有電動變槳系統(tǒng)大多都是直流有刷勵磁電機(jī)系統(tǒng)和交流異步電機(jī)系統(tǒng)兩種。直流有刷勵磁電機(jī)系統(tǒng)啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速方便、控制簡單、響應(yīng)速度快但需要對電機(jī)電刷進(jìn)行定期維護(hù)、勵磁部分發(fā)熱嚴(yán)重需要加裝風(fēng)扇、運(yùn)行效率低下且成本較高；交流異步電機(jī)系統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用、價(jià)格低廉但其對驅(qū)動器的要求較高，啟動轉(zhuǎn)矩小，低速運(yùn)行發(fā)熱較大也需要加裝風(fēng)扇且動態(tài)響應(yīng)較慢。目前國內(nèi)也有個(gè)別廠商開始試制采用永磁同步電機(jī)的變槳系統(tǒng)，但其屬于高精度伺服控制系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)成本，且變槳系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的高震動性能，其運(yùn)行性能并不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種更適合風(fēng)電變槳系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境溫度變化范圍大，振動等級高，沿海煙霧腐蝕強(qiáng)以及輪轂空間狹小的永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，包括主電源、主控柜、軸控柜、冗余編碼器、備用電源、電機(jī)，所述的主電源與主控柜連接，所述的主控柜通過總線分別與軸控柜、冗余編碼器連接，所述的軸控柜分別與備用電源、電機(jī)連接。所述的主控柜包括PLC、外圍控制電路，所述的PLC與第一外圍控制電路連接。所述的軸控柜設(shè)有3個(gè)，分別為第一軸控柜、第二軸控柜、第三軸控柜；所述的備用電源設(shè)有3個(gè)，分別為第一備用電源、第二備用電源、第三備用電源；所述的電機(jī)設(shè)有3 個(gè)，分別為第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)；所述的第一軸控柜分別與第一備用電源、第一電機(jī)連接，所述的第二軸控柜分別與第二備用電源、第二電機(jī)連接，所述的第三軸控柜分別與第三備用電源、第三電機(jī)連接。所述的冗余編碼器設(shè)有3個(gè)，分別為第一冗余編碼器、第二冗余編碼器、第三冗余編碼器。所述的總線為CAN總線或PR0FIBUS現(xiàn)場總線。所述的第一軸控柜、第二軸控柜、第三軸控柜均包括驅(qū)動器、第二外圍控制電路。所述的第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)均為永磁直流無刷電機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有采用永磁直流無刷伺服電機(jī)，具有響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，功率密度大，低速轉(zhuǎn)矩運(yùn)行性能好，非交感電機(jī)，散熱性能優(yōu)越等主要優(yōu)點(diǎn)， 再配以一些特殊的電氣設(shè)計(jì)，總結(jié)系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)電機(jī)不需配裝加熱帶，不需配裝風(fēng)扇散熱，適應(yīng)溫度范圍寬，沒有電刷免維護(hù)。(2)采用模塊化設(shè)計(jì)，專為每個(gè)軸設(shè)計(jì)獨(dú)有的驅(qū)動控制和管理單元，通過減少柜內(nèi)不必要保護(hù)器件的使用，減少了系統(tǒng)故障點(diǎn)，提高系統(tǒng)的可靠性。(3)采用交直流通用的軍品級ELMO伺服，通過簡單的配置，既可以驅(qū)動交流電機(jī)， 也可以驅(qū)動直流電機(jī)。(4)三葉片獨(dú)立驅(qū)動和控制，在系統(tǒng)故障下，可以獨(dú)立完成收槳任務(wù)，增強(qiáng)了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的安全性。(5)采用備用電池成組設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了備用電源維護(hù)的便捷性，采用全新的備用電源管理技術(shù)，確保其長期在惡劣環(huán)境下運(yùn)行的可靠性，延長了電池的壽命，并同時(shí)能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測電源狀態(tài)。(6)采用寬溫型設(shè)計(jì)，所有部件的設(shè)計(jì)都考慮了特殊的應(yīng)用環(huán)境需求，同時(shí)柜體采用了風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)和電加熱器，可應(yīng)用于-40-50度環(huán)境溫度范圍條件中，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。(7)柜體對稱設(shè)計(jì)，方便安裝具有經(jīng)濟(jì)的外形尺寸和重量，軸控柜可互換。使得此變槳系統(tǒng)更適合風(fēng)電變槳系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境溫度變化范圍大，振動等級高，沿海煙霧腐蝕強(qiáng)以及輪轂空間狹小等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，包括主電源2、主控柜1、軸控柜、冗余編碼器、備用電源、電機(jī)，所述的主電源2與主控柜1連接，所述的主控柜1通過總線15 分別與軸控柜、冗余編碼器連接，所述的軸控柜分別與備用電源、電機(jī)連接。所述的軸控柜設(shè)有3個(gè)，分別為第一軸控柜3、第二軸控柜4、第三軸控柜5 ；所述的備用電源設(shè)有3個(gè)，分別為第一備用電源6、第二備用電源7、第三備用電源8 ；所述的電機(jī)設(shè)有3個(gè)，分別為第一電機(jī)9、第二電機(jī)10、第三電機(jī)11 ；所述的第一軸控柜3分別與第一備用電源6、第一電機(jī)9 連接，所述的第二軸控柜4分別與第二備用電源7、第二電機(jī)10連接，所述的第三軸控柜5 分別與第三備用電源8、第三電機(jī)11連接。所述的冗余編碼器設(shè)有3個(gè)，分別為第一冗余編碼器12、第二冗余編碼器13、第三冗余編碼器14。所述的第一軸控柜3、第二軸控柜4、第三軸控柜5均包括驅(qū)動器、第二外圍控制電路。所述的第一電機(jī)9、第二電機(jī)10、第三電機(jī)11均為永磁直流無刷電機(jī)。采用永磁直流無刷電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用交直流通用伺服驅(qū)動器作為驅(qū)動器件，配以上位機(jī)PLC組成一個(gè)分散式多軸控制系統(tǒng)。由于電機(jī)定子為永磁體因此發(fā)熱很小，不需要風(fēng)扇，減小了體積，縮短了電機(jī)的長度更適合輪轂狹小空間安裝。沒有普通直流電機(jī)的碳刷，不需要電刷維護(hù)，增強(qiáng)了可靠性，并且啟動轉(zhuǎn)矩大，低速運(yùn)行性能良好。反饋裝置采用多圈絕對值編碼器，提高了系統(tǒng)的控制精度，驅(qū)動器不但可以直接控制電機(jī)也可以在主點(diǎn)掉電請將下通過直流母線接入直流電源進(jìn)行緊急收槳，雙重收槳設(shè)計(jì)大大增加了收槳控制的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，包括主電源、主控柜、軸控柜、冗余編碼器、備用電源、電機(jī)，所述的主電源與主控柜連接，所述的主控柜通過總線分別與軸控柜、 冗余編碼器連接，所述的軸控柜分別與備用電源、電機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的主控柜包括PLC、外圍控制電路，所述的PLC與第一外圍控制電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的軸控柜設(shè)有3個(gè)，分別為第一軸控柜、第二軸控柜、第三軸控柜；所述的備用電源設(shè)有3個(gè)，分別為第一備用電源、第二備用電源、第三備用電源；所述的電機(jī)設(shè)有3個(gè)，分別為第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)；所述的第一軸控柜分別與第一備用電源、第一電機(jī)連接，所述的第二軸控柜分別與第二備用電源、第二電機(jī)連接，所述的第三軸控柜分別與第三備用電源、第三電機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的冗余編碼器設(shè)有3個(gè)，分別為第一冗余編碼器、第二冗余編碼器、第三冗余編碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的總線為CAN總線。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一軸控柜、第二軸控柜、第三軸控柜均包括驅(qū)動器、第二外圍控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)均為永磁直流無刷電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種永磁直流無刷變槳控制系統(tǒng)，包括主電源、主控柜、軸控柜、冗余編碼器、備用電源、電機(jī)，所述的主電源與主控柜連接，所述的主控柜通過總線分別與軸控柜、冗余編碼器連接，所述的軸控柜分別與備用電源、電機(jī)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有更適合風(fēng)電變槳系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境溫度變化范圍大，振動等級高，沿海煙霧腐蝕強(qiáng)以及輪轂空間狹小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F03D7/00GK102312773SQ201010215628
公開日2012年1月11日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者王智 申請人:上海派恩科技有限公司