一種手動(dòng)變槳控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片變槳的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片變槳是十分重要的技術(shù)要求，在兆瓦級(jí)大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)維護(hù)中手動(dòng)變槳控制必不可少的環(huán)節(jié)。
[0003]授權(quán)公告號(hào)為CN202031775U，授權(quán)公告日為2011年11月9日的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的影響機(jī)組的運(yùn)行壽命和安全運(yùn)行等問題，包括機(jī)艙控制器及變槳控制系統(tǒng)，其技術(shù)要點(diǎn)是:變槳控制系統(tǒng)中以包含通過(guò)信號(hào)電纜連接的變槳控制器和獨(dú)立監(jiān)測(cè)裝置的變槳主控柜作為變槳主控單元，并由變槳電池柜、伺服控制柜、變槳電機(jī)組成三個(gè)槳葉的變槳執(zhí)行單元；機(jī)艙控制器將統(tǒng)一的槳角給定值發(fā)送到變槳控制器；變槳主控柜與三個(gè)槳葉的變槳執(zhí)行單元連接，并發(fā)送獨(dú)立變槳信號(hào)給相應(yīng)的伺服控制柜。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，變槳控制準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)槳距角調(diào)節(jié)，消除風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪運(yùn)行的軸向振動(dòng)，增加機(jī)組安全鏈的保護(hù)環(huán)節(jié)，有效地提升風(fēng)電機(jī)組超速保護(hù)能力，使風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行更加可靠、穩(wěn)定。
[0004]現(xiàn)有的手動(dòng)變槳控制是依賴手動(dòng)變槳操作盒進(jìn)行手動(dòng)變槳的，這種變槳方式需要維護(hù)人員將手動(dòng)變槳操作盒放到風(fēng)機(jī)塔頂?shù)妮嗇炆?，再將手?dòng)變槳操作盒的插頭插在變槳控制柜的相關(guān)位置上才能控制變槳。這種變槳控制方式給維護(hù)人員帶來(lái)了很多不便之處，變槳效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且在不斷運(yùn)送和插拔可能造成變槳操作盒損壞，提高了維護(hù)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述采用手動(dòng)變槳操作盒進(jìn)行變槳存在的變槳效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺陷，本發(fā)明提供了一種手動(dòng)變槳控制系統(tǒng)，通過(guò)該變槳控制系統(tǒng)就不需要維護(hù)人員將手動(dòng)變槳操作盒放到風(fēng)機(jī)塔頂?shù)妮嗇炆?，提高了變槳效率，減輕了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0006]為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種手動(dòng)變槳控制系統(tǒng)，其特征在于:包括硬件部分和軟件部分；所述硬件部分包括電源模塊、伺服驅(qū)動(dòng)器、旋鈕開關(guān)、按鈕開關(guān)和指示燈，所述電源模塊能夠?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)為直流電，所述旋鈕開關(guān)和按鈕開關(guān)的輸入端連接在電源模塊的輸出端上，所述旋鈕開關(guān)和按鈕開關(guān)的輸出端連接在伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入端上，所述指示燈連接在伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端上；所述軟件部分包括手動(dòng)變槳模塊、手動(dòng)開槳模塊、手動(dòng)收槳模塊、槳葉角度校零模塊、槳葉角度為0°位置指示模塊和槳葉角度為92°位置指示模塊，所述手動(dòng)變槳模塊用于控制變槳系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)變槳模式，所述手動(dòng)開槳模塊用于控制槳葉開槳，所述手動(dòng)收槳模塊用于控制槳葉收槳，所述槳葉角度校零模塊用于槳葉角度校零，所述槳葉角度為0°位置指示模塊用于指示槳葉角度到達(dá)0°位置，所述槳葉角度為92°位置指示模塊用于指示槳葉角度到達(dá)92°位置。
[0007]所述按鈕開關(guān)有三個(gè)，分別為SB1、SB2和SB3 ;所述指示燈有兩個(gè)，分別為HL1和HL2 ;所述伺服驅(qū)動(dòng)器上設(shè)置有DI1、DI2、DI3、DI4和D1-GND五個(gè)輸入端，U、V、W、D01、D02和D0-GND六個(gè)輸出端以及反饋信號(hào)采集端；所述電源模塊的正極連接在SB1、SB2和SB3的輸入端上，所述電源模塊的負(fù)極連接在伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入端D1-GND上，所述SB1、SB2和SB3的輸出端分別連接在伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入端DI2、DI3和DI4上，所述伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端U、V和W連接在變槳電機(jī)上，所述變槳電機(jī)還與伺服驅(qū)動(dòng)器的反饋信號(hào)采集端相連，所述伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端D01和D02分別連接在HL1和HL2的輸入端上，所述HL1和HL2的輸出端連接在伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端D0-GND上。
[0008]所述手動(dòng)變槳模塊具體控制流程為:
步驟1:開啟旋鈕開關(guān)；
步驟2:判斷DI1信號(hào)是否等于1，如果為1則為高電平，進(jìn)入步驟3，如果不為1則進(jìn)入步驟4 ；
步驟3:切換變槳模式為手動(dòng)變槳模式，手動(dòng)變槳模式為最高級(jí)別控制模式，其他任何情況下不會(huì)使變槳系統(tǒng)運(yùn)行，其他控制模式無(wú)效；
步驟4:變槳模式轉(zhuǎn)換結(jié)束。
[0009]所述手動(dòng)開槳模塊具體控制流程為:
步驟1:開啟旋鈕開關(guān)；
步驟2:判斷DI1信號(hào)是否等于1，如果為1則為高電平，進(jìn)入步驟3，如果不為1則進(jìn)入步驟7 ；
步驟3:切換變槳模式為手動(dòng)變槳模式，手動(dòng)變槳模式為最高級(jí)別控制模式，其他任何情況下不會(huì)使變槳系統(tǒng)運(yùn)行，其他控制模式無(wú)效；
步驟4:按下按鈕開關(guān)SB1 ;
步驟5:判斷DI2信號(hào)是否等于1，如果為1則為高電平，進(jìn)入步驟6，如果不為1則進(jìn)入步驟3 ；
步驟6:伺服驅(qū)動(dòng)器控制變槳電機(jī)控制槳葉朝著開槳方向運(yùn)行；
步驟7:開槳?jiǎng)幼鹘Y(jié)束。
[0010]所述手動(dòng)收槳模塊具體控制流程為:
步驟1:開啟旋鈕開關(guān)；
步驟2:判斷DI1信號(hào)是否等于1，如果為1則為高電平，進(jìn)入步驟3，如果不為1則進(jìn)入步驟7 ；
步驟3:切換變槳模式為手動(dòng)變槳模式，手動(dòng)變槳模式為最高級(jí)別控制模式，其他任何情況下不會(huì)使變槳系統(tǒng)運(yùn)行，其他控制模式無(wú)效；
步驟4:按下按鈕開關(guān)SB2 ;
步驟5:判斷DI3信號(hào)是否等于1，如果為1則為高電平，進(jìn)入步驟6，如果不為1則進(jìn)入步驟3 ；
步驟6:伺服驅(qū)動(dòng)器控制變槳電機(jī)控制槳葉朝著收槳方向運(yùn)行；
步驟7:收槳?jiǎng)幼鹘Y(jié)束。
[0011]所述槳葉角度校零模塊具體控制流程為:
步驟1:開啟旋鈕開關(guān)； 步驟2:判斷DI1信號(hào)是否等于1，如果為1則為高電平，進(jìn)入步驟3，如果不為1則進(jìn)入步驟7 ；
步驟3:切換變槳模式為手動(dòng)變槳模式，手動(dòng)變槳模式為最高級(jí)別控制模式，其他任何情況下不會(huì)使變槳系統(tǒng)運(yùn)行，其他控制模式無(wú)效；
步驟4:按下按鈕開關(guān)SB3 ;
步驟5:判斷DI4信號(hào)是否等于1，如果為1則為高電平，進(jìn)入步驟6，如果不為1則進(jìn)入步驟3 ；
步驟6:伺服驅(qū)動(dòng)器將槳葉角度設(shè)置為0°，并控制D01輸出24V電壓；
步驟7:槳葉角度校零動(dòng)作結(jié)束。
[0012]所述槳葉角度為0°位置指示模塊具體控制流程為:
步驟1:檢測(cè)槳葉角度是否為0°，為0°則進(jìn)入步驟2，不為0°則進(jìn)入步驟3;
步驟2:伺服驅(qū)動(dòng)器控制D01輸出電壓，點(diǎn)亮HL1 ；
步驟3:結(jié)束。
[0013]所述槳葉角度為92°位置指示模塊具體控制流程為:
步驟1:檢測(cè)槳葉角度是否為92°，為92°則進(jìn)入步驟2，不為92°則進(jìn)入步驟3 ; 步驟2:伺服驅(qū)動(dòng)器控制D02輸出電壓，點(diǎn)亮HL2 ；
步驟3:結(jié)束。
[0014]開槳方向是將風(fēng)機(jī)葉片的角度從92度安全位置向0度對(duì)風(fēng)位置調(diào)整，0度受風(fēng)力面積最大。收槳方向是將風(fēng)機(jī)葉片的角度從0度對(duì)風(fēng)位置向92度安全位置調(diào)整。開槳就是把槳葉打開，收槳就是把槳葉收起的意思。變槳就是改變槳葉角度。在停機(jī)時(shí)和遇到極限大風(fēng)時(shí)需把槳葉收起來(lái)，是為了安全，減小受力面積，防止大風(fēng)把風(fēng)機(jī)吹倒。
[0015]槳葉零度校準(zhǔn)是為了校準(zhǔn)最大受風(fēng)面，槳葉角度92°是最小受風(fēng)面。所以在指示出最大最小受風(fēng)面設(shè)置即可，其它位置不需要特別指示。
[0016]變槳電機(jī)和槳葉是通過(guò)齒輪箱連一起的，所以轉(zhuǎn)動(dòng)變槳電機(jī)就相當(dāng)于調(diào)整了槳葉角度。
[0017]
伺服驅(qū)動(dòng)器是驅(qū)動(dòng)變槳電機(jī)的裝置，而伺服驅(qū)動(dòng)器本身可接收外部指令或信號(hào)，完成驅(qū)動(dòng)變槳電機(jī)這一動(dòng)作，變槳電機(jī)和槳葉是連在一起的，所以能控制槳葉角度的變化。伺服驅(qū)動(dòng)器能收到手動(dòng)變槳、快轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)等指令，所有不需要獨(dú)立的控制盒了。
[0018]伺服驅(qū)動(dòng)器具有數(shù)字量(24V)輸入接口，伺服驅(qū)動(dòng)器自身具有檢查DI1、DI2、DI3和DI4信號(hào)是否等于1的功能；通過(guò)變槳電機(jī)后面的編碼器反饋信號(hào)可以檢測(cè)槳葉角度，這個(gè)角度反饋值是通過(guò)反饋線實(shí)時(shí)傳遞給伺服驅(qū)動(dòng)器的，一般是SSI絕對(duì)值編碼器信號(hào)。從而可以判斷槳葉角度是否為0°和92°。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)的硬件部分只有電源模塊、旋鈕開關(guān)、按鈕開關(guān)、指示燈與伺服驅(qū)動(dòng)器整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，易于連接和操作。通過(guò)本發(fā)明控制變槳不需要維護(hù)人員將電腦或手動(dòng)變槳盒運(yùn)送至風(fēng)機(jī)塔頂上，減輕了維護(hù)人員的勞動(dòng)量，相應(yīng)的也就提高了變槳效率。整個(gè)系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單方便。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明硬件部分連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明手動(dòng)變槳模塊具體控制流程圖；
圖3為本發(fā)明手動(dòng)開槳模塊具體控制流程圖；
圖4為本發(fā)明手動(dòng)收槳模塊具體控制流程圖；
圖5為本發(fā)明槳葉角度校零模塊具體控制流程圖；
圖6為本發(fā)明槳葉角度為0°位置指示模塊具體控制流程圖；
圖7為本發(fā)明槳葉角度為92°位置指示模塊具體控制流程。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0022]本發(fā)明包括硬件部分和軟件部分；
硬件部分如圖1所示，其包括電源模塊G1、伺服驅(qū)動(dòng)器、旋鈕開關(guān)S1、按鈕開關(guān)和指示燈，所述電源模塊能夠?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)為直流電，所述旋鈕開關(guān)和按鈕開關(guān)的輸入端連接在電源模塊的輸出端上，所述旋鈕開關(guān)和按鈕開關(guān)的輸出端連接在伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入端上，所述指示燈連接在伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端上。電源模塊G1為將230VAC轉(zhuǎn)化為24VDC的電源模塊，電源模塊G1為手動(dòng)變槳裝置提供24VDC激勵(lì)信號(hào)源，電源模塊G1與風(fēng)電變槳控制柜內(nèi)230VAC信號(hào)連接。電源模塊為控制柜內(nèi)24V電源，一般變槳系統(tǒng)都具有這一電源模塊，不需特別提供。
[0023]所述按鈕開關(guān)有三個(gè)，分別為SB1、SB2和SB3 ;所述指示燈有兩個(gè)，分別為HL1和HL2 ;所述