一种风力发电机组的变桨距控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种风力发电机组的变桨距控制系统，包括有风速仪，桨叶，用于控制桨叶角度变化的变桨机构，用于控制变桨机构工作的交流伺服电机，用于控制交流伺服电机工作的交流伺服驱动器，用于将桨叶锁住的制动器，用于对桨叶转动角度进行检测的角度检测绝对值编码器，控制器，用于给控制系统供电的供电电源，用于将风速仪采集的模拟信号转换成数字信号输送给控制器的模拟量转换模块。采用上述技术方案，本实用新型提供了一种风力发电机组的变桨距控制系统，其成本低、结构简单，可以进行分段教学，而且，能进行重复调试。
【专利说明】
一种风力发电机组的变桨距控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及风力发电机组领域，特别涉及一种用于风力发电机组教学实训或中、小功率实际风力发电机组的变桨距控制系统。
【背景技术】
[0002]风力发电是一种可持续的清洁绿色能源，是节能减排的重要措施之一。全世界各个国家都在大力推广，近十几年我国风力发电机组实际安装数量突飞猛进，尤其是中大型机组安装运行数量激增，对生产、安装、运行与维护人员的需求也日益增加，高等院校也纷纷成立相应的专业以满足这方面人才的培养。然而，在实际教学实训中，存在现有的实际风力发电机组的变桨距控制系统，其成本高、结构复杂、不易进行分段教学、不易重复调试等实际困难。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的:为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种风力发电机组的变桨距控制系统，其成本低、结构简单，可以进行分段教学，而且，能进行重复调试。
[0004]本实用新型的技术方案:一种风力发电机组的变桨距控制系统，其特征在于:包括有风速仪，桨叶，用于控制桨叶角度变化的变桨机构，用于控制变桨机构工作的交流伺服电机，用于控制交流伺服电机工作的交流伺服驱动器，用于将桨叶锁住的制动器，用于对桨叶转动角度进行检测的角度检测绝对值编码器，用于在风速仪检测的风速处于设定的风速范围时控制交流伺服驱动器工作、在风速仪检测的风速小于或超过设定的风速范围时控制制动器工作、在角度检测绝对值编码器采集的角度值与设定的桨叶角度值相等时控制交流伺服驱动器停止工作、在角度检测绝对值编码器采集的角度值与设定的桨叶角度值不相等时控制交流伺服驱动器继续工作的控制器，用于给控制系统供电的供电电源，用于将风速仪采集的模拟信号转换成数字信号输送给控制器的模拟量转换模块，风速仪经模拟量转换模块与控制器输入端连接，角度检测绝对值编码器与控制器输入端连接，控制器输出端与制动器输入端、交流伺服驱动器输入端连接，交流伺服驱动器经交流伺服电机与变桨机构连接。
[0005]采用上述技术方案，由风速仪检测模拟的自然风的风速，模拟量转换模块将风速仪采集的模拟信号转换成数字信号后输送给控制器，如果风速仪检测的风速小于或超过设定的风速范围时控制制动器工作，将桨叶制动(顺桨)锁住;如果风速仪检测的风速处于设定的风速范围时控制交流伺服驱动器工作，进而由交流伺服电机、变桨机构控制桨叶转动一定的角度，角度检测绝对值编码器采集桨叶的角度，在采集的桨叶角度值与设定的桨叶角度值相等时控制交流伺服驱动器停止工作，否则交流伺服驱动器继续工作。这种结构的变桨距控制系统，其成本低、结构简单，既可以方便学生了解模拟量的转换、绝对值编码器的应用、交流伺服驱动器的参数设置，又可以根据需要对风速、变桨角度进行重复调试。
[0006]本实用新型的进一步设置:所述的控制器包括有用于存储设定的风速范围的第一存储器，用于存储设定的桨叶角度的第二存储器，用于存储模拟量转换模块输入值的第三存储器，用于存储角度检测绝对值编码器输入值的第四存储器，用于将第一存储器内存储值与第三存储器内存储值比较的第一比较器，用于将第二存储器内存储值与第四存储器内存储值比较的第二比较器，第一比较器的输出端与交流伺服驱动器输入端、制动器输入端连接，第二比较器的输出端与交流伺服驱动器的输入端连接。
[0007]采用上述进一步设置，这种控制器结构简单，成本低。
[0008]本实用新型的再进一步设置:制动器包括有制动继电器以及与制动继电器连接的电磁铁，角度检测绝对值编码器与控制器、制动继电器与电磁铁、交流伺服电机与交流伺服驱动器均通过滑环连接。
[0009]采用上述再进一步设置，由于安装时，角度检测绝对值编码器、制动器、交流伺服电机以及交流伺服驱动器均随桨叶一起转动，滑环可以使得其信号、电源回路不受旋转部分与静止部分的相对运动造成线缆的损伤，使信号、电源可靠、稳定传输。
[0010]本实用新型的再更进一步设置:控制系统还包括有通讯模块，通讯模块的输出端与控制器的输入端连接。
[0011]采用上述再更进一步设置，设置的通讯模块，可以在其他外部系统出现故障时由通讯模块经控制器控制制动继电器及电磁铁、交流伺服驱动器及交流伺服电机完成顺桨并将桨叶锁定，实现停车。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型具体实施例的原理框图；
[0013]图2为本实用新型具体实施例的电路图；
[0014]图3本实用新型具体实施例中控制器的原理框图。
【具体实施方式】
[0015]如图1-3所示，一种风力发电机组的变桨距控制系统，包括有风速仪I，桨叶，用于控制桨叶角度变化的变桨机构，用于控制变桨机构工作的交流伺服电机2，用于控制交流伺服电机2工作的交流伺服驱动器3，用于将桨叶锁住的制动器4，用于对桨叶转动角度进行检测的角度检测绝对值编码器5，用于在风速仪I检测的风速处于设定的风速范围时控制交流伺服驱动器3工作、在风速仪I检测的风速小于或超过设定的风速范围时控制制动器4工作、在角度检测绝对值编码器5采集的角度值与设定的桨叶角度值相等时控制交流伺服驱动器3停止工作、在角度检测绝对值编码器5采集的角度值与设定的桨叶角度值不相等时控制交流伺服驱动器3继续工作的控制器6，用于给控制系统供电的供电电源7，用于将风速仪I采集的模拟信号转换成数字信号输送给控制器6的模拟量转换模块8，风速仪I经模拟量转换模块8与控制器6输入端连接，角度检测绝对值编码器5与控制器6输入端连接，控制器6输出端与制动器4输入端、交流伺服驱动器3输入端连接，交流伺服驱动器3经交流伺服电机2与变桨机构连接。其中，所述的控制器6包括有用于存储设定的风速范围的第一存储器，用于存储设定的桨叶角度的第二存储器，用于存储模拟量转换模块8输入值的第三存储器，用于存储角度检测绝对值编码器5输入值的第四存储器，用于将第一存储器内存储值与第三存储器内存储值比较的第一比较器，用于将第二存储器内存储值与第四存储器内存储值比较的第二比较器，第三存储器与模拟量转换模块8连接，第四存储器与角度检测绝对值编码器5连接，第一比较器的输出端与交流伺服驱动器3输入端、制动器4输入端连接，第二比较器的输出端与交流伺服驱动器3的输入端连接。
[0016]本实用新型具体实施例中，制动器4包括有制动继电器以及与制动继电器连接的电磁铁，角度检测绝对值编码器5与控制器6、制动继电器与电磁铁、交流伺服电机2与交流伺服驱动器3上均通过滑环10连接。由于安装时，角度检测绝对值编码器5、制动器4、交流伺服电机2以及交流伺服驱动器3均随桨叶一起转动，滑环10可以使得其信号、电源回路不受旋转部分与静止部分的相对运动造成线缆的损伤，使信号、电源可靠、稳定传输。
[0017]本实用新型具体实施例中，控制系统还包括有通讯模块9，通讯模块9的输出端与控制器6的输入端连接。设置的通讯模块9，可以在系统出现故障时由通讯模块9经控制器6控制制动器4将桨叶锁住。
[0018]工作时，先在第一存储器内设定风速范围，在第二存储器内设定桨叶角度，然后，由风速仪I检测模拟的自然风的风速，模拟量转换模块8将风速仪I采集的模拟信号转换成数字信号后输送给第三存储器，经第一比较器比较后，如果风速仪I检测的风速小于或超过设定的风速范围时控制制动器4工作，将桨叶制动锁住;如果风速仪I检测的风速处于设定的风速范围时控制交流伺服驱动器3工作，进而由交流伺服电机2、变桨机构控制桨叶转动一定的角度，角度检测绝对值编码器5采集桨叶的角度，经第二比较器比较后，在采集的桨叶角度值与设定的桨叶角度值相等时控制交流伺服驱动器3停止工作，否则交流伺服驱动器3继续工作。这种结构的变桨距控制系统，其成本低、结构简单，既可以方便学生了解模拟量的转换、绝对值编码器的应用、交流伺服驱动器的参数设置，又可以根据需要对风速、变桨角度进行重复调试。
【主权项】
1.一种风力发电机组的变桨距控制系统，其特征在于:包括有风速仪，桨叶，用于控制桨叶角度变化的变桨机构，用于控制变桨机构工作的交流伺服电机，用于控制交流伺服电机工作的交流伺服驱动器，用于将桨叶锁住的制动器，用于对桨叶转动角度进行检测的角度检测绝对值编码器，用于在风速仪检测的风速处于设定的风速范围时控制交流伺服驱动器工作、在风速仪检测的风速小于或超过设定的风速范围时控制制动器工作、在角度检测绝对值编码器采集的角度值与设定的桨叶角度值相等时控制交流伺服驱动器停止工作、在角度检测绝对值编码器采集的角度值与设定的桨叶角度值不相等时控制交流伺服驱动器继续工作的控制器，用于给控制系统供电的供电电源，用于将风速仪采集的模拟信号转换成数字信号输送给控制器的模拟量转换模块，风速仪经模拟量转换模块与控制器输入端连接，角度检测绝对值编码器与控制器输入端连接，控制器输出端与制动器输入端、交流伺服驱动器输入端连接，交流伺服驱动器经交流伺服电机与变桨机构连接。2.根据权利要求1所述的风力发电机组的变桨距控制系统，其特征在于:所述的控制器包括有用于存储设定的风速范围的第一存储器，用于存储设定的桨叶角度的第二存储器，用于存储模拟量转换模块输入值的第三存储器，用于存储角度检测绝对值编码器输入值的第四存储器，用于将第一存储器内存储值与第三存储器内存储值比较的第一比较器，用于将第二存储器内存储值与第四存储器内存储值比较的第二比较器，第一比较器的输出端与交流伺服驱动器输入端、制动器输入端连接，第二比较器的输出端与交流伺服驱动器的输入端连接。3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组的变桨距控制系统，其特征在于:制动器包括有制动继电器以及与制动继电器连接的电磁铁，角度检测绝对值编码器与控制器、制动继电器与电磁铁、交流伺服电机与交流伺服驱动器均通过滑环连接。4.根据权利要求1或2所述的风力发电机组的变桨距控制系统，其特征在于:控制系统还包括有通讯模块，通讯模块的输出端与控制器的输入端连接。
【文档编号】F03D7/00GK205445896SQ201620232005
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】杨森林, 汪军明, 蔡栋梁, 刘海周
【申请人】浙江亚龙教育装备股份有限公司