一種風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，包括有風(fēng)速儀，槳葉，用于控制槳葉角度變化的變槳機構(gòu)，用于控制變槳機構(gòu)工作的交流伺服電機，用于控制交流伺服電機工作的交流伺服驅(qū)動器，用于將槳葉鎖住的制動器，用于對槳葉轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行檢測的角度檢測絕對值編碼器，控制器，用于給控制系統(tǒng)供電的供電電源，用于將風(fēng)速儀采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送給控制器的模擬量轉(zhuǎn)換模塊。采用上述技術(shù)方案，本實用新型提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，其成本低、結(jié)構(gòu)簡單，可以進(jìn)行分段教學(xué)，而且，能進(jìn)行重復(fù)調(diào)試。
【專利說明】
一種風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機組領(lǐng)域，特別涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機組教學(xué)實訓(xùn)或中、小功率實際風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電是一種可持續(xù)的清潔綠色能源，是節(jié)能減排的重要措施之一。全世界各個國家都在大力推廣，近十幾年我國風(fēng)力發(fā)電機組實際安裝數(shù)量突飛猛進(jìn)，尤其是中大型機組安裝運行數(shù)量激增，對生產(chǎn)、安裝、運行與維護(hù)人員的需求也日益增加，高等院校也紛紛成立相應(yīng)的專業(yè)以滿足這方面人才的培養(yǎng)。然而，在實際教學(xué)實訓(xùn)中，存在現(xiàn)有的實際風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，其成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易進(jìn)行分段教學(xué)、不易重復(fù)調(diào)試等實際困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，其成本低、結(jié)構(gòu)簡單，可以進(jìn)行分段教學(xué)，而且，能進(jìn)行重復(fù)調(diào)試。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案:一種風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，其特征在于:包括有風(fēng)速儀，槳葉，用于控制槳葉角度變化的變槳機構(gòu)，用于控制變槳機構(gòu)工作的交流伺服電機，用于控制交流伺服電機工作的交流伺服驅(qū)動器，用于將槳葉鎖住的制動器，用于對槳葉轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行檢測的角度檢測絕對值編碼器，用于在風(fēng)速儀檢測的風(fēng)速處于設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制交流伺服驅(qū)動器工作、在風(fēng)速儀檢測的風(fēng)速小于或超過設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制制動器工作、在角度檢測絕對值編碼器采集的角度值與設(shè)定的槳葉角度值相等時控制交流伺服驅(qū)動器停止工作、在角度檢測絕對值編碼器采集的角度值與設(shè)定的槳葉角度值不相等時控制交流伺服驅(qū)動器繼續(xù)工作的控制器，用于給控制系統(tǒng)供電的供電電源，用于將風(fēng)速儀采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送給控制器的模擬量轉(zhuǎn)換模塊，風(fēng)速儀經(jīng)模擬量轉(zhuǎn)換模塊與控制器輸入端連接，角度檢測絕對值編碼器與控制器輸入端連接，控制器輸出端與制動器輸入端、交流伺服驅(qū)動器輸入端連接，交流伺服驅(qū)動器經(jīng)交流伺服電機與變槳機構(gòu)連接。
[0005]采用上述技術(shù)方案，由風(fēng)速儀檢測模擬的自然風(fēng)的風(fēng)速，模擬量轉(zhuǎn)換模塊將風(fēng)速儀采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸送給控制器，如果風(fēng)速儀檢測的風(fēng)速小于或超過設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制制動器工作，將槳葉制動(順槳)鎖住;如果風(fēng)速儀檢測的風(fēng)速處于設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制交流伺服驅(qū)動器工作，進(jìn)而由交流伺服電機、變槳機構(gòu)控制槳葉轉(zhuǎn)動一定的角度，角度檢測絕對值編碼器采集槳葉的角度，在采集的槳葉角度值與設(shè)定的槳葉角度值相等時控制交流伺服驅(qū)動器停止工作，否則交流伺服驅(qū)動器繼續(xù)工作。這種結(jié)構(gòu)的變槳距控制系統(tǒng)，其成本低、結(jié)構(gòu)簡單，既可以方便學(xué)生了解模擬量的轉(zhuǎn)換、絕對值編碼器的應(yīng)用、交流伺服驅(qū)動器的參數(shù)設(shè)置，又可以根據(jù)需要對風(fēng)速、變槳角度進(jìn)行重復(fù)調(diào)試。
[0006]本實用新型的進(jìn)一步設(shè)置:所述的控制器包括有用于存儲設(shè)定的風(fēng)速范圍的第一存儲器，用于存儲設(shè)定的槳葉角度的第二存儲器，用于存儲模擬量轉(zhuǎn)換模塊輸入值的第三存儲器，用于存儲角度檢測絕對值編碼器輸入值的第四存儲器，用于將第一存儲器內(nèi)存儲值與第三存儲器內(nèi)存儲值比較的第一比較器，用于將第二存儲器內(nèi)存儲值與第四存儲器內(nèi)存儲值比較的第二比較器，第一比較器的輸出端與交流伺服驅(qū)動器輸入端、制動器輸入端連接，第二比較器的輸出端與交流伺服驅(qū)動器的輸入端連接。
[0007]采用上述進(jìn)一步設(shè)置，這種控制器結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
[0008]本實用新型的再進(jìn)一步設(shè)置:制動器包括有制動繼電器以及與制動繼電器連接的電磁鐵，角度檢測絕對值編碼器與控制器、制動繼電器與電磁鐵、交流伺服電機與交流伺服驅(qū)動器均通過滑環(huán)連接。
[0009]采用上述再進(jìn)一步設(shè)置，由于安裝時，角度檢測絕對值編碼器、制動器、交流伺服電機以及交流伺服驅(qū)動器均隨槳葉一起轉(zhuǎn)動，滑環(huán)可以使得其信號、電源回路不受旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分的相對運動造成線纜的損傷，使信號、電源可靠、穩(wěn)定傳輸。
[0010]本實用新型的再更進(jìn)一步設(shè)置:控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊，通訊模塊的輸出端與控制器的輸入端連接。
[0011]采用上述再更進(jìn)一步設(shè)置，設(shè)置的通訊模塊，可以在其他外部系統(tǒng)出現(xiàn)故障時由通訊模塊經(jīng)控制器控制制動繼電器及電磁鐵、交流伺服驅(qū)動器及交流伺服電機完成順槳并將槳葉鎖定，實現(xiàn)停車。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型具體實施例的原理框圖；
[0013]圖2為本實用新型具體實施例的電路圖；
[0014]圖3本實用新型具體實施例中控制器的原理框圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1-3所示，一種風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，包括有風(fēng)速儀I，槳葉，用于控制槳葉角度變化的變槳機構(gòu)，用于控制變槳機構(gòu)工作的交流伺服電機2，用于控制交流伺服電機2工作的交流伺服驅(qū)動器3，用于將槳葉鎖住的制動器4，用于對槳葉轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行檢測的角度檢測絕對值編碼器5，用于在風(fēng)速儀I檢測的風(fēng)速處于設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制交流伺服驅(qū)動器3工作、在風(fēng)速儀I檢測的風(fēng)速小于或超過設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制制動器4工作、在角度檢測絕對值編碼器5采集的角度值與設(shè)定的槳葉角度值相等時控制交流伺服驅(qū)動器3停止工作、在角度檢測絕對值編碼器5采集的角度值與設(shè)定的槳葉角度值不相等時控制交流伺服驅(qū)動器3繼續(xù)工作的控制器6，用于給控制系統(tǒng)供電的供電電源7，用于將風(fēng)速儀I采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送給控制器6的模擬量轉(zhuǎn)換模塊8，風(fēng)速儀I經(jīng)模擬量轉(zhuǎn)換模塊8與控制器6輸入端連接，角度檢測絕對值編碼器5與控制器6輸入端連接，控制器6輸出端與制動器4輸入端、交流伺服驅(qū)動器3輸入端連接，交流伺服驅(qū)動器3經(jīng)交流伺服電機2與變槳機構(gòu)連接。其中，所述的控制器6包括有用于存儲設(shè)定的風(fēng)速范圍的第一存儲器，用于存儲設(shè)定的槳葉角度的第二存儲器，用于存儲模擬量轉(zhuǎn)換模塊8輸入值的第三存儲器，用于存儲角度檢測絕對值編碼器5輸入值的第四存儲器，用于將第一存儲器內(nèi)存儲值與第三存儲器內(nèi)存儲值比較的第一比較器，用于將第二存儲器內(nèi)存儲值與第四存儲器內(nèi)存儲值比較的第二比較器，第三存儲器與模擬量轉(zhuǎn)換模塊8連接，第四存儲器與角度檢測絕對值編碼器5連接，第一比較器的輸出端與交流伺服驅(qū)動器3輸入端、制動器4輸入端連接，第二比較器的輸出端與交流伺服驅(qū)動器3的輸入端連接。
[0016]本實用新型具體實施例中，制動器4包括有制動繼電器以及與制動繼電器連接的電磁鐵，角度檢測絕對值編碼器5與控制器6、制動繼電器與電磁鐵、交流伺服電機2與交流伺服驅(qū)動器3上均通過滑環(huán)10連接。由于安裝時，角度檢測絕對值編碼器5、制動器4、交流伺服電機2以及交流伺服驅(qū)動器3均隨槳葉一起轉(zhuǎn)動，滑環(huán)10可以使得其信號、電源回路不受旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分的相對運動造成線纜的損傷，使信號、電源可靠、穩(wěn)定傳輸。
[0017]本實用新型具體實施例中，控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊9，通訊模塊9的輸出端與控制器6的輸入端連接。設(shè)置的通訊模塊9，可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時由通訊模塊9經(jīng)控制器6控制制動器4將槳葉鎖住。
[0018]工作時，先在第一存儲器內(nèi)設(shè)定風(fēng)速范圍，在第二存儲器內(nèi)設(shè)定槳葉角度，然后，由風(fēng)速儀I檢測模擬的自然風(fēng)的風(fēng)速，模擬量轉(zhuǎn)換模塊8將風(fēng)速儀I采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸送給第三存儲器，經(jīng)第一比較器比較后，如果風(fēng)速儀I檢測的風(fēng)速小于或超過設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制制動器4工作，將槳葉制動鎖住;如果風(fēng)速儀I檢測的風(fēng)速處于設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制交流伺服驅(qū)動器3工作，進(jìn)而由交流伺服電機2、變槳機構(gòu)控制槳葉轉(zhuǎn)動一定的角度，角度檢測絕對值編碼器5采集槳葉的角度，經(jīng)第二比較器比較后，在采集的槳葉角度值與設(shè)定的槳葉角度值相等時控制交流伺服驅(qū)動器3停止工作，否則交流伺服驅(qū)動器3繼續(xù)工作。這種結(jié)構(gòu)的變槳距控制系統(tǒng)，其成本低、結(jié)構(gòu)簡單，既可以方便學(xué)生了解模擬量的轉(zhuǎn)換、絕對值編碼器的應(yīng)用、交流伺服驅(qū)動器的參數(shù)設(shè)置，又可以根據(jù)需要對風(fēng)速、變槳角度進(jìn)行重復(fù)調(diào)試。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，其特征在于:包括有風(fēng)速儀，槳葉，用于控制槳葉角度變化的變槳機構(gòu)，用于控制變槳機構(gòu)工作的交流伺服電機，用于控制交流伺服電機工作的交流伺服驅(qū)動器，用于將槳葉鎖住的制動器，用于對槳葉轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行檢測的角度檢測絕對值編碼器，用于在風(fēng)速儀檢測的風(fēng)速處于設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制交流伺服驅(qū)動器工作、在風(fēng)速儀檢測的風(fēng)速小于或超過設(shè)定的風(fēng)速范圍時控制制動器工作、在角度檢測絕對值編碼器采集的角度值與設(shè)定的槳葉角度值相等時控制交流伺服驅(qū)動器停止工作、在角度檢測絕對值編碼器采集的角度值與設(shè)定的槳葉角度值不相等時控制交流伺服驅(qū)動器繼續(xù)工作的控制器，用于給控制系統(tǒng)供電的供電電源，用于將風(fēng)速儀采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送給控制器的模擬量轉(zhuǎn)換模塊，風(fēng)速儀經(jīng)模擬量轉(zhuǎn)換模塊與控制器輸入端連接，角度檢測絕對值編碼器與控制器輸入端連接，控制器輸出端與制動器輸入端、交流伺服驅(qū)動器輸入端連接，交流伺服驅(qū)動器經(jīng)交流伺服電機與變槳機構(gòu)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器包括有用于存儲設(shè)定的風(fēng)速范圍的第一存儲器，用于存儲設(shè)定的槳葉角度的第二存儲器，用于存儲模擬量轉(zhuǎn)換模塊輸入值的第三存儲器，用于存儲角度檢測絕對值編碼器輸入值的第四存儲器，用于將第一存儲器內(nèi)存儲值與第三存儲器內(nèi)存儲值比較的第一比較器，用于將第二存儲器內(nèi)存儲值與第四存儲器內(nèi)存儲值比較的第二比較器，第一比較器的輸出端與交流伺服驅(qū)動器輸入端、制動器輸入端連接，第二比較器的輸出端與交流伺服驅(qū)動器的輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，其特征在于:制動器包括有制動繼電器以及與制動繼電器連接的電磁鐵，角度檢測絕對值編碼器與控制器、制動繼電器與電磁鐵、交流伺服電機與交流伺服驅(qū)動器均通過滑環(huán)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)，其特征在于:控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊，通訊模塊的輸出端與控制器的輸入端連接。
【文檔編號】F03D7/00GK205445896SQ201620232005
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】楊森林, 汪軍明, 蔡棟梁, 劉海周
【申請人】浙江亞龍教育裝備股份有限公司