[实用新型]一种基于压力传感器的风机变速变桨距控制系统

说明书

本实用新型公开了一种基于压力传感器的风机变速变桨距控制系统，包括压力传感器、转速传感器、位置传感器、主控系统、变桨控制系统和变桨距机构；压力传感器贴于风机整流罩表面，用于测量风机转速的转速传感器设于风机转轴处，用于测量风机叶片桨距角的位置传感器安装在轮毂上，通过齿轮与叶片相连，变桨距机构为安装于风机叶片根部用于改变叶片桨距角的伺服电机，用于接收、处理压力信号及转速信号并发出变桨控制信号的主控系统分别与压力传感器、转速传感器、变桨控制系统连接，变桨控制系统还与位置传感器、变桨距机构连接。该控制系统可直接测量作用于风机的风力大小，并根据风速变化的速率调整变桨速度，实现风机变速变桨。

技术领域

本实用新型具体涉及一种基于压力传感器的风机变速变桨距控制系统。

背景技术

风力发电技术经过近二十多年的发展越来越成熟，作为一种清洁无污染的可再生能源，风能所蕴含的巨大能量及广阔的发展前景受到人们的广泛关注。但是由于风能的间歇性和随机性，风电场的弃风现象严重，造成了巨大的财产损失和资源浪费。风机变桨距控制是解决这一问题的有效途径之一，经过多年的研究，风机变桨距控制技术取得了巨大的进展。

风机变桨距控制通过调整叶片桨距角，改变风能利用系数，提高了发电效率，并可以稳定风力发电机的功率输出，提高发电质量，但仍然存在以下不足：

(1)传统风机变桨控制系统采用的定速变桨距控制在风速变化平稳时可以有效调节发电机的输出功率，但是当风速大范围剧烈变化时，系统往往无法及时响应风速变化，使发电机的输出功率出现较大波动，严重时甚至使风机出现损毁。

(2)风机运行时会对风力造成较大影响，传统测量方法所采用的杯状或翼状风速计无法直接测量作用于风机的风力大小，导致风速测量结果与实际作用于风机的风速存在较大偏差。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种基于压力传感器的风机变速变桨距控制系统，通过直接测量风对风机的作用力来判断风速大小及风速变化情况，并根据风速变化的速率调整变桨速度，实现风机变速变桨。

上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种基于压力传感器的风力发电机变速变桨距控制系统，包括压力传感器、转速传感器、位置传感器、主控系统、变桨控制系统和变桨距机构；用于测量风作用在风机上作用力大小的压力传感器贴于风机整流罩表面，用于测量风机转速的转速传感器设于风机转轴处，用于测量风机叶片桨距角的位置传感器安装在轮毂上，通过齿轮与叶片相连，变桨距机构为安装于风机叶片根部用于改变叶片桨距角的伺服电机，用于接收、处理压力信号及转速信号并发出变桨控制信号的主控系统分别与压力传感器、转速传感器、变桨控制系统连接，变桨控制系统还与位置传感器、变桨距机构连接。

优选地，所述主控系统采用型号为TMS320F2812的DSP芯片。

优选地，所述位置传感器采用型号为E6CP-AG5C的欧姆龙绝对值编码器。

优选地，所述转速传感器采用型号为E6B2-CWZ6C 360P/R的欧姆龙增量式旋转编码器。

优选地，所述伺服电机采用型号为60KTYZ的普菲德永磁同步电机。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的控制系统可以根据风机转速变化情况调整变桨速度，改变叶片桨距角，可以有效稳定风力发电机的输出功率，提高发电质量。

(2)本实用新型提供的控制系统采用压力传感器测量风速变化情况，将风速测量改为直接测量风机受力情况，防止因风机运行对风速测量造成的干扰，提高了测量精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型系统工作流程图。