[实用新型]风力发电机偏航控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机偏航系统，尤其涉及一种风力发电机偏航控制系统。

背景技术

在大型风力发电机组中，根据风速风向仪信号通过偏航系统来实现机舱的对风功能，一方面使风中的能量能够最大限度的控制在风轮转子区域内流动，另一方面能够减少风机的疲劳载荷。

目前在大型风力发电机中较为流行的偏航系统都使用电机作为执行器，电动偏航系统一般将偏航电机直接连接到三相交流电源上，通过继电器的吸合与断开控制偏航电机转动的方向，并且电机转速始终恒定并无法控制。偏航电机带动偏航减速机转动，通过减速机小齿轮与偏航轴承大齿圈的机械刚性啮合使机舱转动。

然而随着风机控制技术的不断发展，始终恒定的偏航速度是不能满足风机控制要求的。例如风机处于发电状态和待风状态时偏航速度是不同的，台风风况时和一般风况时偏航速度也是有所不同的。

实用新型内容

本实用新型提供一种风力发电机偏航控制系统，用以解决现有技术中的缺陷，通过偏航变频器实现对偏航电机的控制，实现对偏航速度的设定，满足在不同状态下对偏航速度的灵活调整，使风机能够达到更好的控制效果。

本实用新型实施例提供一种风力发电机偏航控制系统，包括用于检测当前风向的风速风向仪、用于检测机舱当前位置的机舱位置检测装置、用于根据获取的机舱偏航期望值信息和当前位置信息计算出机舱偏航期望值并形成控制指令的主控制器、用于驱动机舱转动的至少一偏航电机和获取该控制指令以控制所述偏航电机动作的偏航变频器；所述偏航变频器与所述主控制器、所述偏航变频器与所述各偏航电机、所述主控制器与所述风速风向仪、所述主控制器与所述机舱位置检测装置分别连接。

其中，所述主控制器为PLC，所述PLC和偏航变频器均设置有通讯接口，所述通讯接口之间通过现场总线连接。所述现场总线为CAN总线或PROFIBUS总线等。

进一步地，所述风速风向仪设置在所述机舱顶部。

进一步地，所述偏航电机为异步电机。

特别是，每台所述偏航电机与一台偏航减速机传动连接，所述偏航减速机的齿轮均与所述偏航轴承齿圈啮合。

本实用新型提供的风力发电机偏航控制系统，采用变频器控制偏航电机能够实现偏航速度的设定和控制，使风机能够达到更好的控制效果，并且能够在偏航动作启动和停止状态时起到对电机冲击电流的缓冲作用。同时，偏航变频器还能够实时监测偏航电机的运行状态。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

附图标记：

1-风速风向仪；    2-机舱位置检测装置；    3-主控制器；

4-偏航变频器；    5-偏航电机；            6-偏航减速机；

7-偏航轴承齿圈；    8-CAN总线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种风力发电机偏航控制系统，该系统包括用于检测当前风向的风速风向仪1、用于检测机舱当前位置的机舱位置检测装置2、用于根据获取的机舱偏航期望值信息和当前位置信息计算出机舱偏航期望值并形成控制指令的主控制器3、用于驱动机舱转动的至少一偏航电机5和获取该控制指令以控制所述偏航电机5动作的偏航变频器4；偏航变频器4与主控制器3、偏航变频器4与各偏航电机5、主控制器3与风速风向仪1、主控制器3与机舱位置检测装置2分别连接。

风速风向仪1测出当前风向，机舱位置检测装置2检测出机舱当前位置，主控制器3采集该当前风向信息和机舱当前位置信息并根据采集的信息计算出机舱的偏航期望值形成控制指令，然后经通信系统或数据连接线发送到偏航变频器4，该偏航变频器4根据该控制指令控制偏航电机5转动，然后通过偏航电机5带动偏航减速机6转动来达到机舱偏航的目的。此偏航控制系统还能够实现对偏航电机5的运行状况信息进行采集，然后通过通信网络上传到主控制器3，便于现场调试及在机组运行时的控制。

与现有技术相比，本实用新型所述的风力发电机偏航控制系统，通过偏航变频器4控制偏航电机5，改善了偏航电机5启动和停止的动态特性，并能够实现偏航系统的角速度控制，使风机能够达到更好的控制效果。