[发明专利]一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置及方法

权利要求书

1.一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置，其特征在于：

所述装置包括变桨电机、三向加速度传感器和变桨驱动器；

所述变桨电机与变桨驱动器连接；

所述变桨电机包括电机本体、电机制动器和旋转变压器，其中旋转变压器用于反馈变桨电机转速并计算得到桨叶角度；

所述三向加速度传感器集成于变桨驱动器内部，用于向变桨驱动器实时反馈XYZ三个方向的加速度信号；

所述变桨驱动器内置变桨系统控制程序，所述变桨驱动器具有位置运行模式和制动器检验模式；

接收到风机主控发送的变桨电机制动扭矩检验使能信号时，变桨驱动器切换至制动器检验模式，执行变桨电机制动扭矩检验逻辑；否则变桨驱动器处于位置运行模式，不执行变桨电机制动扭矩检验逻辑；

所述位置运行模式为：变桨系统接收风机主控指令或根据自身故障和维护需求的工作状态；

所述制动器检验模式为：仅执行电机制动器检验功能，不接收风机主控角度或速度指令，且整个过程中电机制动器处于闭合状态；

所述变桨驱动器处于位置运行模式时，以变桨系统接收风机主控指令或根据自身故障和维护需求的齿轮比进行运行；当切换至制动器检验模式时，以制动器检验模式设定的齿轮比运行。

2.一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测方法，包括基于权利要求1所述的一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤1：风机主控发送变桨电机制动扭矩检验使能信号；

步骤2：变桨驱动器接收变桨电机制动扭矩检验使能信号并初始化变桨制动扭矩检测结果及变桨系统报警状态；

步骤3：检验当前桨叶是否在停机位置，若是，则执行步骤4，否则变桨系统报警；

步骤4：判断电机制动器是否在抱闸状态，若是，则执行步骤5，否则变桨系统报警；

步骤5：变桨驱动器根据所接收的三向加速度传感器反馈信息，判断所对应桨叶的位置；当桨叶位置达到设定范围时，变桨驱动器进入制动器检验模式，变桨驱动器分两次，依次输出正向力矩与反向力矩，进行变桨电机制动扭矩的检验；

在整个变桨电机制动扭矩检验过程中，若电机反馈转速大于转速设定上限，或电机测试前后角度偏差大于角度偏差上限，则判定变桨电机制动扭矩不合格，退出制动器检验模式；反之，则判定变桨电机制动扭矩合格，满足设计需求。

3.根据权利要求2所述的一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测方法，其特征在于：

步骤1所述变桨电机制动扭矩检验使能信号为布尔值。

4.根据权利要求2所述的一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测方法，其特征在于：

步骤5所述正向力矩为开桨方向，90度至0度方向；

所述反向力矩为顺桨方向，0度至90度方向。

5.根据权利要求4所述的一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测方法，其特征在于：

步骤5所述变桨电机制动扭矩的检验，具体包括以下步骤：

步骤a：变桨驱动器施加正向力矩，并判断施加正向力矩过程中对应变桨电机速度是否小于转速设定上限，若是，则执行步骤b，否则变桨驱动器停止力矩输出且变桨系统报警；

步骤b：判断施加正向力矩前后对应桨叶角度偏差是否小于角度偏差上限，若是，则执行步骤c，否则变桨驱动器停止力矩输出且变桨系统报警；

步骤c：变桨驱动器施加反向力矩，并判断施加反向力矩过程中对应变桨电机速度是否小于转速设定上限，若是，则执行步骤d，否则变桨驱动器停止力矩输出且变桨系统报警；

步骤d：判断施加反向力矩前后对应桨叶角度偏差是否小于角度偏差上限，若是，则测试合格并将测试合格信号反馈至风机主控，否则变桨驱动器停止力矩输出且变桨系统报警。

6.根据权利要求5所述的一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测方法，其特征在于：

所述测试合格信号为布尔值。

7.根据权利要求2-6任一所述的一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测方法，其特征在于：

所述方法在步骤5变桨驱动器进入制动器检验模式后，检测装置不再接收风机主控角度或速度指令，直至测试完成或风机主控侧取消变桨电机制动扭矩检验使能信号。