[发明专利]变桨加载柜及控制系统

说明书

本发明公开了一种变桨加载柜及控制系统，属于风力发电变桨测试领域，包括控制器、AFE整流回馈装置、逆变器、加载电机和电气主回路；在所述电气主回路上采用一根进线+两路供电+母线并联的结构，将变桨系统供电和加载系统进行并联，加载系统被拖电机发出的电供给变桨系统使用；所述控制器与AFE整流回馈装置连接，所述AFE整流回馈装置与逆变器连接，逆变器与加载电机连接。本发明实现能量可回馈，具有节能、结构简单、成本低、可移动性、体积小、可实现力矩命令编程模拟等优点。

技术领域

本发明涉及风力发电变桨测试技术领域，更为具体的，涉及一种变桨加载柜及控制系统。

背景技术

变桨控制系统是风力发电机组轮毂内的一套控制装置，主要起到调节风轮输入功率和气动刹车的作用，随着大兆瓦机组的常态化，风轮直径越来越大，在完成设计后需要加载对其性能进行测试。在测试中变桨系统电机处于电动状态，拖动加载系统的电机运行，加载系统电机处于发电状态。

现有技术的变桨加载柜采取方案是驱动器+电机+刹车电阻的方案并独立供电，存在如下技术问题：

1）被拖动的电机发出的电只能全部消耗在制动电阻上，使得现有加载柜需要额外增加制动电阻柜和冷却装置。

2）随着变桨系统需要的负载力矩越来越大，驱动器的功率不断增加，体积也不断增加，使得现有加载柜也不断变大，不能实现小型化、可移动，不能将对安装在轮毂上的变桨系统就地提供测试。

3）同时现有加载柜只能为变桨系统提供恒定的负载扭矩，不能按照电机的多种工作制提供力矩，也不能按照仿真负载结果或实测负载结果对新开发的变桨系统进行测试，也即对力矩模拟做不到可编程化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变桨加载柜及控制系统，解决了现有加载柜存在的耗电量大、结构复杂、成本高、不可移动性、体积大、力矩命令不可编程模拟等问题，实现能量可回馈，具有节能、结构简单、成本低、可移动性、体积小、可实现力矩命令编程模拟等优点。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种变桨加载柜，包括控制器、AFE整流回馈装置、逆变器、加载电机和电气主回路；所述电气主回路包括第一供电线路、第二供电线路、总电源线、第一柜外重载线缆和第二柜外重载线缆，第一供电线路与第二供电线路并联，且并联后均与总电源线连接，共用一根总电源线取电；第一供电线路与AFE整流回馈装置连接，AFE整流回馈装置通过第一内置母线排与第一逆变器连接，第一逆变器通过第二内置母线排与第二逆变器连接；第一逆变器通过第一柜外重载线缆与第一加载电机连接，第二逆变器通过第二柜外重载线缆与第二加载电机连接；第一加载电机、第二加载电机发出的电通过电气主回路供给变桨系统使用；所述控制器与AFE整流回馈装置连接，所述AFE整流回馈装置与第一逆变器连接，第一逆变器与第二逆变器连接。

进一步地，所述控制器、AFE整流回馈装置、第一逆变器和第二逆变器使用CANOPEN组网连接通讯。

进一步地，所述AFE整流回馈装置和逆变器均使用书本式的结构。

进一步地，包括带滚轮柜体，通过柜外带重载插头的接线方式，使得加载柜能够将外部线缆收纳后进行移动，根据测试系统位置就地实现测试。

进一步地，所述加载电机通过联轴器与被测电机进行连接实现硬连接対拖，或将加载电机安装到轮毂上，通过减速器和轴承进行连接，实现单轴单驱测试或单轴双驱测试。

进一步地，所述加载电机包括永磁同步电机。

进一步地，包括带工控机的屏幕装置，通过二次开发人机界面实时监控所述AFE整流回馈装置、逆变器、加载电机的状态，并将关键信息进行显示，另外还能够模拟机组主控下发指令和信号。

进一步地，设置有转速力矩测量仪。