本公開總體說來涉及風電領域,更具體地講,涉及一種雙驅變槳系統(tǒng)以及風力發(fā)電機組。
背景技術:
1、隨著風力發(fā)電機組(可簡稱為風機、風電機組或機組)逐漸向大型化、大容量的方向發(fā)展,風力發(fā)電機組的功率等級不斷提高,造成葉根載荷也隨之上升,這對變槳系統(tǒng)的驅動能力和安全性能提出了更高的要求。
2、采用三通道安全檢測的雙驅動器、雙電機架構的雙驅變槳安全系統(tǒng)在保證變槳系統(tǒng)輸出能力和控制風力發(fā)電機組成本的同時,極大提高了雙驅變槳系統(tǒng)的安全性,對電控驅動變槳系統(tǒng)的研究具有重要意義。
3、為應對不斷提高的功率和安全需求,目前主要采用的雙電機驅動葉片以實現(xiàn)大載荷葉片調槳的電控雙驅變槳方案可參照圖1,圖1示出了現(xiàn)有的雙驅變槳系統(tǒng)的框圖,雙電機驅動的雙驅變槳系統(tǒng)是在傳統(tǒng)單電機驅動變槳系統(tǒng)基礎上發(fā)展而來的一種新型變槳系統(tǒng)。每支葉片由兩個變槳電機(第一變槳電機和第二變槳電機)分別通過兩個減速器(即,第一減速器和第二減速器)連接到變槳軸承,這兩個變槳電機分別由第一變槳驅動器和第二變槳驅動器控制,共同驅動葉片轉動以應對不斷增加的葉根載荷。整個系統(tǒng)包含六個驅動器、六個變槳電機、六個減速器,以及三組獨立的備用電源(每組包含第一變槳驅動器和第二變槳驅動器)、限位開關和接近開關等其他附件。
4、以上雙驅變槳系統(tǒng)可以減小對變槳軸承的沖擊,提高變槳系統(tǒng)扭矩輸出能力。然而,在雙驅變槳系統(tǒng)的零部件增加的同時,系統(tǒng)復雜性也隨之增加,導致安全性能降低。此外,雙電機、雙減速器占用了腹板的兩個連接孔,其中一個出現(xiàn)問題時,就可能造成整個腹板的更換,冗余性不足。
5、此外,面對當前日益嚴峻的價格競爭,保證變槳系統(tǒng)輸出能力的同時,控制成本也是風力發(fā)電機組設計研發(fā)時一個不可忽視的因素,而雙驅、雙電機的設計以及后期維護必然會造成機組設計成本的增加。
技術實現(xiàn)思路
1、本公開的示例性實施例的目的之一在于解決上述技術問題中的至少一者。
2、本公開的示例性實施例的目的之一在于提供一種能夠改善系統(tǒng)安全性的雙驅變槳系統(tǒng)。
3、根據(jù)本公開的第一方面,提供一種風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),該雙驅變槳系統(tǒng)包括:變槳電機,用于控制風力發(fā)電機組的葉片進行變槳;第一變槳驅動器,與變槳電機電連接并且第一變槳驅動器的第一輸入端連接到外部安全鏈;第二變槳驅動器,與變槳電機電連接并且第二變槳驅動器的第一輸入端連接到外部安全鏈;第一繼電器,第一繼電器的輸入端連接到外部安全鏈,第一繼電器的輸出端連接到第一變槳驅動器的第二輸入端和第二變槳驅動器的第二輸入端,變槳控制器,與外部安全鏈電連接,并且連接到第一繼電器的控制端。
4、根據(jù)本公開的實施例,變槳控制器、第一變槳驅動器和第二變槳驅動器中的每者可設置有安全反饋點,安全反饋點串聯(lián)連接并且形成雙驅變槳系統(tǒng)的內部安全鏈。
5、變槳控制器可接收第一繼電器的反饋信號。
6、根據(jù)本公開的實施例,變槳控制器可通信連接到第一變槳驅動器和第二變槳驅動器。
7、根據(jù)本公開的實施例,變槳控制器通過can總線通信可連接到第一變槳驅動器和第二變槳驅動器,并且第一變槳驅動器和第二變槳驅動器通過串行通信彼此連接。
8、根據(jù)本公開的實施例,變槳電機可包括雙定子變槳電機。
9、根據(jù)本公開的實施例,第一變槳驅動器的逆變器輸出端和第二變槳驅動器的逆變器輸出端可分別連接到雙定子變槳電機的第一定子和第二定子;第一變槳驅動器的編碼器端口和第二變槳驅動器的編碼器端口中的一者連接到雙定子變槳電機的旋轉變壓器,或者第一變槳驅動器的編碼器端口和第二變槳驅動器的編碼器端口分別連接到雙定子變槳電機的第一旋轉變壓器和第二旋轉變壓器;第一變槳驅動器的抱閘輸出端和第二變槳驅動器的抱閘輸出端可分別連接到雙定子變槳電機的第一制動器和第二制動器。
10、根據(jù)本公開的實施例,雙驅變槳系統(tǒng)還可包括第一減速器,變槳電機連接到第一減速器,第一減速器用于連接到風力發(fā)電機組的葉片的腹板。
11、根據(jù)本公開的實施例,第一變槳驅動器和第二變槳驅動器可電連接到同一備用電源。
12、根據(jù)本公開的第二方面,提供一種風力發(fā)電機組,該風力發(fā)電機組包括上述雙驅變槳系統(tǒng)。
13、根據(jù)本公開的實施例的雙驅變槳系統(tǒng)利用安全繼電器進行多通道冗余設計,改善雙驅變槳系統(tǒng)的安全性。
14、根據(jù)本公開的實施例的雙驅變槳系統(tǒng)使用的變槳電機的數(shù)量減少,使得腹板連接軸孔有所剩余,提升了系統(tǒng)的冗余性。
1.一種風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,包括:
2.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,所述變槳控制器、所述第一變槳驅動器和所述第二變槳驅動器中的每者設置有安全反饋點,所述安全反饋點串聯(lián)連接并且形成所述雙驅變槳系統(tǒng)的內部安全鏈。
3.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,所述變槳控制器接收所述第一繼電器的反饋信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,所述變槳控制器通信連接到所述第一變槳驅動器和所述第二變槳驅動器。
5.根據(jù)權利要求4所述的風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,所述變槳控制器通過can總線通信連接到所述第一變槳驅動器和所述第二變槳驅動器,并且所述第一變槳驅動器和所述第二變槳驅動器通過串行通信彼此連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,所述變槳電機包括雙定子變槳電機。
7.根據(jù)權利要求6所述的風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,所述雙驅變槳系統(tǒng)還包括第一減速器,所述變槳電機連接到所述第一減速器,所述第一減速器用于連接到所述風力發(fā)電機組的葉片的腹板。
9.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組的雙驅變槳系統(tǒng),其特征在于,所述第一變槳驅動器和所述第二變槳驅動器電連接到同一備用電源。
10.一種風力發(fā)電機組,其特征在于,包括根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的雙驅變槳系統(tǒng)。