[发明专利]风力发电机组及其变桨系统、变桨控制方法和装置

说明书

本发明涉及风力发电技术领域，具体提供了一种风力发电机组及其变桨系统、变桨控制方法及装置，该变桨系统包括控制单元、第一制动器、变桨电机、第一变桨减速箱、第二制动器、第二变桨减速箱；控制单元在进入抗台模式时，控制第一制动器对变桨电机的电机轴进行刹车，同时控制第二制动器对第二变桨减速箱进行刹车，以便通过第一制动器、变桨电机和第一变桨减速箱之间传动作用，以及第二制动器和第二变桨减速箱之间的传动作用对桨叶叶片刹车。本申请中提高风力发电机组的抗台风能力，且避免了风力发电机组中抗台风的结构装置设置成本过高的问题，降低风力发电机组的抗台风难度，有利于海上风力发电机组的广泛应用。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风力发电机组及其变桨系统、变桨控制方法和装置。

背景技术

随着海上风力发电技术的发展，风电机组的桨叶叶片越来越趋于向加长方向发展，随着桨叶叶片的长度增大桨叶叶片弯曲的柔软性也相应的增加。而海上风力发电技术所需要面临的一个重要问题就是台风问题，当台风来临时极大的风力会对桨叶叶片产生绕桨叶叶片的变桨轴线的极大扭转力矩。在常规的风电机组中是通过变桨系统对桨叶叶片施加刹车力矩以抵抗风力的扭转力矩；但在台风这种极端恶劣的环境下，变桨系统对桨叶叶片施加的最大刹车力矩往往不足以抵抗台风的扭转力矩，使得桨叶叶片存在被吹跑、偏离顺桨位置、风轮加速旋转甚至飞车等风险。

为此，如何保证在台风等极端恶劣的环境下保证对风力发电机组中的桨叶叶片的刹车力矩满足刹车需求，是业内需要重点关注的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电机组及其变桨系统、变桨控制方法和装置，能够在一定程度上降低台风环境下对桨叶叶片的刹车难度，保证对桨叶叶片的刹车强度，保证了风力发电机组在多台风环境的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电机组的变桨系统，包括：

控制单元；

和所述控制单元相连接的第一制动器；

电机轴和所述第一制动器相连接的变桨电机；

分别和所述变桨电机的电机轴以及风力发电机组的桨叶叶根相连接的第一变桨减速箱；

和所述控制单元相连接的第二制动器；

分别和所述第二制动器以及所述桨叶叶根相连接第二变桨减速箱；

其中，所述控制单元用于当进入抗台模式时，控制所述第一制动器对所述变桨电机的电机轴进行刹车，同时控制所述第二制动器对所述第二变桨减速箱进行刹车，以便通过所述第一制动器、所述变桨电机和所述第一变桨减速箱之间传动作用，以及所述第二制动器和所述第二变桨减速箱之间的传动作用对桨叶叶片刹车。

在本申请的一种可选地实施例中，所述第一制动器和所述第二制动器为相同制动器，所述第一变桨减速箱和所述第二变桨减速箱为相同齿轮变速箱。

在本申请的一种可选地实施例中，所述变桨电机和所述第一制动器之间满足且所述第一制动器和所述第一变桨减速箱之间，以及所述第二制动器和所述第二变桨减速箱之间均满足T_g≥T_a*i；其中，T_max为所述变桨电机的最大刹车力矩；T_a为所述第一制动器和所述第二制动器中的任意一个的最小制动力矩；T_g为所述第一变桨减速箱和所述第一变桨减速箱中任意一个的最大承载力矩；i为所述第一变桨减速箱和所述第一变桨减速箱中任意一个的总传动比。

一种风力发电机组的变桨控制方法，应用于如上任一项所述的风力发电机组的变桨系统，包括：