风电用集成变桨驱动控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风电变桨控制系统，特别是涉及一种风电用集成变桨驱动控制装置。
【背景技术】
[0002]近几年，在世界范围内尤其是在中国，风电机组的装机容量持续快速提升，随之而来风电行业竞争日趋加剧，风力发电机组单位千瓦的成本也持续走低。因此，在不影响系统功能及可靠性的前提下降低成本，成为风电企业所共同追求的一个目标。变桨系统作为风电机组的核心部件之一，如何简化其结构、降低其成本、提高其可靠性和可维护性，也成为一个很重要的技术。
[0003]传统变桨系统，一般包括一个中央控制箱，中央控制箱内安装PLC (ProgrammableLogical Controller,可编程逻辑控制器)变桨控制模块10。除了中控柜外，传统变桨系统还安装如图2中所示的轴柜110、轴柜120、轴柜130、电容柜210、电容柜220、电容柜230和塔基模块30，所述塔基模块30中有塔基CPU和塔基外接移动终端插口。中央控制箱安装在桨叶轴心处。风力发电机有三个桨叶，每个桨叶根部的轮毂上安装一个轴柜和一个电容柜，如图2所示，三个轴柜电路并联后连接主电源和图2中的PLC(Programmable LogicalController，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10。中央控制箱通过CAN (ControlIer AreaNetwork,控制器局域网络)总线分别与三个轴柜相连。
[0004]如图2所示，轴柜110中包括功率模块201、AC/DC电源、DC/DC电源、冗余编码器440、冗余编码器410、驱动电机710 ;轴柜120中包括功率模块202、AC/DC电源、DC/DC电源、冗余编码器450、冗余编码器420、驱动电机720 ;轴柜130中包括功率模块203、AC/DC电源、DC/DC电源、冗余编码器460、冗余编码器430、驱动电机730。电容柜210、电容柜220、电容柜230内都安装了充放电电容、蓄电池、充电机、电压传感器和温度传感器。安装在中央控制箱的PLC (Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10通过CAN (Control Ier Area Network，控制器局域网络)总线分别连接三个轴柜中的变桨驱动电机和功率模块，功率模块通过输电线连接电压传感器和温度传感器。如图2所示，三个轴柜中三台AC/DC电源、三台DC/DC电源和三个电容柜中三台充电机并联接入输电线路，为PLC (Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10和轴柜110中的功率模块201、功率模块202、功率模块203提供电源。
[0005]分别安装在三个轴柜中的冗余编码器410、冗余编码器420、冗余编码器430、冗余编码器440、冗余编码器450、冗余编码器460通过CAN (ControI Ier Area Network,控制器局域网络)总线连接中央控制箱中的PLC(ProgrammabIe Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10，把顺桨角度发送给塔基模块30。
[0006]每一个电容柜内安装温度传感器、电压传感器通过输电线与轴柜中功率模块连接，将温度和电压数模量传送给功率模块。温度和电压信息由功率模块处理后通过CAN (Controller Area Network,控制器局域网络)总线传输给中央控制箱中的PLC (Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变奖控制模块10。
[0007]三个轴柜中冗余编码器的顺桨角度通过I/O针脚输出给PLC (ProgrammableLogical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10，再由塔基模块30中的塔基CPU经过将图2中功率模块发来的电压、温度信息综合后按位取余的方式生成冗余校验码后生成包含功率因数和变桨信息的CAN (CAN, ControI Ier Area Network,控制器局域网络)数据帧，通过CAN (ControI Ier Area Network,控制器局域网络)总线发给图2中塔基模块30中的塔基CPU，与默认的变桨窗口值以及变桨角度区间端点值与或比较运算，给出变桨角度方向指令集，将指令集发至中央控制箱中的PLC (Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10中的主控CPU，转化成新的变桨角度和速度信息，发送给三个轴柜，控制轴柜110、轴柜120、轴柜130中安装的驱动电机710、驱动电机720、驱动电机730按照新的变桨信息中包含的A/D数模信息控制变桨电机变桨。
[0008]同时轴柜中冗余编码器的变桨信息和轴柜中功率模块的温度电压信息经过塔基模块30中的塔基CPU处理，由塔基模块30的EtherNet (以太网)接口外接移动终端软件显示，实时监控变桨信息和温度电压信息。
[0009]三个电容柜中分别安装的三个充电机并联连接后接入电源电路，在紧急停电的情况下可以为安装在桨叶轴承内齿上的制动装置提供电能，实现紧急制动。3个充电机同时为变桨驱动器提供安全顺桨所需电能，保证制动器工作前3个桨叶变桨至空气制动所需的角度。
[0010]变桨系统出现异常时，轴柜中的冗余编码器和电容柜中的电压传感器温度传感器的故障编码信息通过CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线传输至图2中的PLC(Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10，PLC (Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10将各个故障信息编为故障代码，PLC (Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10通过1/0端口上连接的CAN (Control Ier Area Network,控制器局域网络)总线以故障代码数据帧的形式，将故障信息传至塔基模块30，通过塔基模块30的外接移动终端插口查看故障。
[0011]综上，目前的变桨系统，一般包括一个中控柜、三个轴柜、三个作为后备充电电源的充电机、三个电容柜，三个DC/DC电源、三个AC/DC电源。一方面，其成本较高，另一方面，也增加了系统的故障点；同时，中控柜的存在，也减少了操作空间，给风机的运行维护带来诸多不便。
[0012]而传统技术中，全都安装PLC (Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10，在实际试用过程中，PLC(Programmable Logical Controller，可编程逻辑控制器)变桨控制模块10和功率模块20的接口分开，模块间接线多，存在接线复杂、电器元件多、空间拥挤、调试过程繁琐的问题。
【实用新型内容】
[0013]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种风电用集成变桨驱动控制装置，用于解决现有技术中接线复杂、电器元件多、调试复杂、空间拥挤的问题。
[0014]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种风电用集成变桨驱动控制装置，风电用集成变桨驱动控制装置适于控制风力发电机，风力发电机有三个桨叶，每个桨叶的根部安装有轮毂和与之配合的轴承，风电用集成变桨控制装置包括制动装置和风电用集成变桨驱动器。
[0015]优选地，制动装置安装于轴承的内齿上，风电用变桨集成驱动控制器由三个柜组组成，每个柜组分别安装在每个桨叶的轮毂上，且每个柜组包括一个轴柜、一个电容柜，每个轴柜中包括变桨驱动电机、冗余编码器和集成变桨驱动控制模块。其中，集成变桨驱动控制模块包括运算处理模块和校验处理模块。
[0016]优选地，变桨驱动电机与轴承内齿啮合连接，集成变桨驱动控制模块控制变桨驱动电机，以驱动桨叶的变桨。
[0017]优选地，冗余编码器监测轴承的转速和变桨角度以获得桨叶的当前顺桨角度，并将桨叶的当前顺桨角度传输给运算处理模块，运算处理模块根据桨叶的当前顺桨角度控制变桨驱动电机的转动速度和转动角度，通过变桨保持风力发电机以适当速度旋转。
[0018]优选地，风电用集成变桨驱动控制装置中每个电容柜中包括温度传感器、电压传感器和超级充放电电容，温度传感器适于监测电容柜中的温度，并将温度信息传送给运算处理模块，电压传感器适于监测超级充放电电容两端的电压，并将电压信息传送给运算处理模块。超级充放电电容适于在停电时为变桨驱动电机提供电能，并能接收运算处理模块的控制信息。
[0019]优选地，风电用集成变桨驱动控制装置中还包括制动装置和PffM(Pulse WidthModulat1n,频宽调制)高压制动驱动器；制动装置安装于轴承的内齿，运算处理模块根据温度信息和电压信息判断停电，运算处理模块给超级充放电电容发送控制信息，超使级充放电电容为变桨驱动电机提供电能，变桨驱动电机驱动桨叶安全顺桨。PWM(Pu