[发明专利]一种风力发电机组偏航系统及方法

权利要求书

1.一种风力发电机组偏航系统，其特征在于，包括多个偏航电机及其位置反馈传感器、偏航驱动柜和风机控制系统，所述偏航驱动柜连接至所述风机控制系统，根据所述风机控制系统发出的控制指令确定风机偏航的方向、启动或停止所述偏航电机，并基于风力大小设置每个偏航电机的初始驱动力大小及方向，所述偏航电机及其位置反馈传感器连接至所述偏航驱动柜，所述位置反馈传感器实时监测每一个偏航电机实际输出驱动力大小及偏航电机速度，并将其反馈至所述风机偏航驱动柜，风机偏航驱动柜基于该反馈信号，实时动态调整偏航运行过程及偏航停止过程中每个偏航电机的驱动力大小及方向。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于，还包括液压系统、连接至所述风机控制系统，用于在所有偏航电机停止后、进行系统制动；每个偏航电机上均设置有电气刹车系统、连接至所述风机控制系统。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于，所述风机控制系统包括可编程控制器、配电开关、通讯模块和I/O模块；其中，所述可编程控制器控制风机偏航系统的启动、停止及系统的保护；所述配电开关和所述偏航驱动柜连接，为所述偏航驱动柜提供动力电源；所述通讯模块和所述偏航驱动柜连接，实现所述风机控制系统和所述偏航驱动柜之间的信号交互；所述I/O模块和所述液压系统、偏航电机电气刹车系统连接，实现所述液压系统和偏航电机电气刹车系统的控制。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于，所述偏航驱动柜包括供电开关、开关电源、运动控制器和伺服驱动器；其中，所述供电开关和所述伺服驱动器连接，为所述伺服驱动器提供动力电源；所述开关电源和所述运动控制器及所述伺服驱动器连接，为所述运动控制器及所述伺服驱动器提供工作电源；所述运动控制器和所述伺服驱动器连接，根据所述运动控制器指令实时动态调整所述伺服驱动器驱动力大小及方向；所述伺服驱动器和所述偏航电机连接，驱动偏航电机。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于，所述位置反馈传感器为旋转变压器或编码器。

6.一种风力发电机组偏航方法，其特征在于，偏航过程中，风机控制系统发出控制指令，控制偏航驱动柜启动或停止所述偏航电机，并基于风力大小设置每个偏航电机的初始驱动力大小及方向；位置反馈传感器实时监测每一个偏航电机的实际输出驱动力大小及偏航电机速度，并将其反馈至所述风机偏航驱动柜，风机偏航驱动柜基于该反馈信号，实时动态调整偏航运行过程及偏航停止过程中每个偏航电机驱动力大小及方向。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航方法，其特征在于，偏航启动前，风机控制系统控制液压系统的刹车保持投入，控制偏航电机电气刹车松开。

8.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航方法，其特征在于，偏航启动中，偏航驱动柜的运动控制器根据风机控制系统提供的启动指令启动偏航电机，运动控制器根据风机控制系统提供的风速大小和每个偏航电机的位置反馈传感器反馈的电机实际驱动力大小及电机速度，采用齿隙补偿算法控制每个偏航电机驱动力大小及方向，通过偏航电机提供的力矩保持风力发电机组机头位置保持不动，风机控制系统控制液压系统的刹车松开。

9.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航方法，其特征在于，偏航运行时，偏航驱动柜的运动控制器根据每个偏航电机的位置反馈传感器反馈的电机实际驱动力大小及电机速度，实时动态调整偏航运行过程中每个偏航电机驱动力大小及方向，通过偏航电机提供的力矩阻尼实现匀速偏航的目的，同时在偏航过程中实时监测每个偏航电机实际驱动力大小，当力矩超过极限值时运动控制器主动停止偏航电机，同时通过风机控制系统控制液压系统刹车和偏航电机电气刹车投入，待极限风况过去后，风机控制系统再次启动偏航系统。

10.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航方法，其特征在于，偏航结束时，偏航驱动柜的运动控制器根据每个偏航电机的位置反馈传感器反馈的电机实际驱动力大小及电机速度，实时动态调整偏航停止过程中每个偏航电机驱动力大小及方向，通过不同偏航电机提供的驱动和阻尼力矩保持风力发电机组机头位置保持不动，风机控制系统控制液压系统刹车和偏航电机电气刹车同时投入。