風(fēng)電用集成變槳驅(qū)動(dòng)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)，特別是涉及一種風(fēng)電用集成變槳驅(qū)動(dòng)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，在世界范圍內(nèi)尤其是在中國，風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量持續(xù)快速提升，隨之而來風(fēng)電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨加劇，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單位千瓦的成本也持續(xù)走低。因此，在不影響系統(tǒng)功能及可靠性的前提下降低成本，成為風(fēng)電企業(yè)所共同追求的一個(gè)目標(biāo)。變槳系統(tǒng)作為風(fēng)電機(jī)組的核心部件之一，如何簡化其結(jié)構(gòu)、降低其成本、提高其可靠性和可維護(hù)性，也成為一個(gè)很重要的技術(shù)。
[0003]傳統(tǒng)變槳系統(tǒng)，一般包括一個(gè)中央控制箱，中央控制箱內(nèi)安裝PLC (ProgrammableLogical Controller,可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10。除了中控柜外，傳統(tǒng)變槳系統(tǒng)還安裝如圖2中所示的軸柜110、軸柜120、軸柜130、電容柜210、電容柜220、電容柜230和塔基模塊30，所述塔基模塊30中有塔基CPU和塔基外接移動(dòng)終端插口。中央控制箱安裝在槳葉軸心處。風(fēng)力發(fā)電機(jī)有三個(gè)槳葉，每個(gè)槳葉根部的輪轂上安裝一個(gè)軸柜和一個(gè)電容柜，如圖2所示，三個(gè)軸柜電路并聯(lián)后連接主電源和圖2中的PLC(Programmable LogicalController，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10。中央控制箱通過CAN (ControlIer AreaNetwork,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線分別與三個(gè)軸柜相連。
[0004]如圖2所示，軸柜110中包括功率模塊201、AC/DC電源、DC/DC電源、冗余編碼器440、冗余編碼器410、驅(qū)動(dòng)電機(jī)710 ;軸柜120中包括功率模塊202、AC/DC電源、DC/DC電源、冗余編碼器450、冗余編碼器420、驅(qū)動(dòng)電機(jī)720 ;軸柜130中包括功率模塊203、AC/DC電源、DC/DC電源、冗余編碼器460、冗余編碼器430、驅(qū)動(dòng)電機(jī)730。電容柜210、電容柜220、電容柜230內(nèi)都安裝了充放電電容、蓄電池、充電機(jī)、電壓傳感器和溫度傳感器。安裝在中央控制箱的PLC (Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10通過CAN (Control Ier Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線分別連接三個(gè)軸柜中的變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)和功率模塊，功率模塊通過輸電線連接電壓傳感器和溫度傳感器。如圖2所示，三個(gè)軸柜中三臺(tái)AC/DC電源、三臺(tái)DC/DC電源和三個(gè)電容柜中三臺(tái)充電機(jī)并聯(lián)接入輸電線路，為PLC (Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10和軸柜110中的功率模塊201、功率模塊202、功率模塊203提供電源。
[0005]分別安裝在三個(gè)軸柜中的冗余編碼器410、冗余編碼器420、冗余編碼器430、冗余編碼器440、冗余編碼器450、冗余編碼器460通過CAN (ControI Ier Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線連接中央控制箱中的PLC(ProgrammabIe Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10，把順槳角度發(fā)送給塔基模塊30。
[0006]每一個(gè)電容柜內(nèi)安裝溫度傳感器、電壓傳感器通過輸電線與軸柜中功率模塊連接，將溫度和電壓數(shù)模量傳送給功率模塊。溫度和電壓信息由功率模塊處理后通過CAN (Controller Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線傳輸給中央控制箱中的PLC (Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變獎(jiǎng)控制模塊10。
[0007]三個(gè)軸柜中冗余編碼器的順槳角度通過I/O針腳輸出給PLC (ProgrammableLogical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10，再由塔基模塊30中的塔基CPU經(jīng)過將圖2中功率模塊發(fā)來的電壓、溫度信息綜合后按位取余的方式生成冗余校驗(yàn)碼后生成包含功率因數(shù)和變槳信息的CAN (CAN, ControI Ier Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))數(shù)據(jù)幀，通過CAN (ControI Ier Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線發(fā)給圖2中塔基模塊30中的塔基CPU，與默認(rèn)的變槳窗口值以及變槳角度區(qū)間端點(diǎn)值與或比較運(yùn)算，給出變槳角度方向指令集，將指令集發(fā)至中央控制箱中的PLC (Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10中的主控CPU，轉(zhuǎn)化成新的變槳角度和速度信息，發(fā)送給三個(gè)軸柜，控制軸柜110、軸柜120、軸柜130中安裝的驅(qū)動(dòng)電機(jī)710、驅(qū)動(dòng)電機(jī)720、驅(qū)動(dòng)電機(jī)730按照新的變槳信息中包含的A/D數(shù)模信息控制變槳電機(jī)變槳。
[0008]同時(shí)軸柜中冗余編碼器的變槳信息和軸柜中功率模塊的溫度電壓信息經(jīng)過塔基模塊30中的塔基CPU處理，由塔基模塊30的EtherNet (以太網(wǎng))接口外接移動(dòng)終端軟件顯示，實(shí)時(shí)監(jiān)控變槳信息和溫度電壓信息。
[0009]三個(gè)電容柜中分別安裝的三個(gè)充電機(jī)并聯(lián)連接后接入電源電路，在緊急停電的情況下可以為安裝在槳葉軸承內(nèi)齒上的制動(dòng)裝置提供電能，實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)。3個(gè)充電機(jī)同時(shí)為變槳驅(qū)動(dòng)器提供安全順槳所需電能，保證制動(dòng)器工作前3個(gè)槳葉變槳至空氣制動(dòng)所需的角度。
[0010]變槳系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，軸柜中的冗余編碼器和電容柜中的電壓傳感器溫度傳感器的故障編碼信息通過CAN(Controller Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線傳輸至圖2中的PLC(Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10，PLC (Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10將各個(gè)故障信息編為故障代碼，PLC (Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10通過1/0端口上連接的CAN (Control Ier Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線以故障代碼數(shù)據(jù)幀的形式，將故障信息傳至塔基模塊30，通過塔基模塊30的外接移動(dòng)終端插口查看故障。
[0011]綜上，目前的變槳系統(tǒng)，一般包括一個(gè)中控柜、三個(gè)軸柜、三個(gè)作為后備充電電源的充電機(jī)、三個(gè)電容柜，三個(gè)DC/DC電源、三個(gè)AC/DC電源。一方面，其成本較高，另一方面，也增加了系統(tǒng)的故障點(diǎn)；同時(shí)，中控柜的存在，也減少了操作空間，給風(fēng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)帶來諸多不便。
[0012]而傳統(tǒng)技術(shù)中，全都安裝PLC (Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10，在實(shí)際試用過程中，PLC(Programmable Logical Controller，可編程邏輯控制器)變槳控制模塊10和功率模塊20的接口分開，模塊間接線多，存在接線復(fù)雜、電器元件多、空間擁擠、調(diào)試過程繁瑣的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)電用集成變槳驅(qū)動(dòng)控制裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中接線復(fù)雜、電器元件多、調(diào)試復(fù)雜、空間擁擠的問題。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)電用集成變槳驅(qū)動(dòng)控制裝置，風(fēng)電用集成變槳驅(qū)動(dòng)控制裝置適于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)有三個(gè)槳葉，每個(gè)槳葉的根部安裝有輪轂和與之配合的軸承，風(fēng)電用集成變槳控制裝置包括制動(dòng)裝置和風(fēng)電用集成變槳驅(qū)動(dòng)器。
[0015]優(yōu)選地，制動(dòng)裝置安裝于軸承的內(nèi)齒上，風(fēng)電用變槳集成驅(qū)動(dòng)控制器由三個(gè)柜組組成，每個(gè)柜組分別安裝在每個(gè)槳葉的輪轂上，且每個(gè)柜組包括一個(gè)軸柜、一個(gè)電容柜，每個(gè)軸柜中包括變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)、冗余編碼器和集成變槳驅(qū)動(dòng)控制模塊。其中，集成變槳驅(qū)動(dòng)控制模塊包括運(yùn)算處理模塊和校驗(yàn)處理模塊。
[0016]優(yōu)選地，變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)與軸承內(nèi)齒嚙合連接，集成變槳驅(qū)動(dòng)控制模塊控制變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以驅(qū)動(dòng)槳葉的變槳。
[0017]優(yōu)選地，冗余編碼器監(jiān)測(cè)軸承的轉(zhuǎn)速和變槳角度以獲得槳葉的當(dāng)前順槳角度，并將槳葉的當(dāng)前順槳角度傳輸給運(yùn)算處理模塊，運(yùn)算處理模塊根據(jù)槳葉的當(dāng)前順槳角度控制變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，通過變槳保持風(fēng)力發(fā)電機(jī)以適當(dāng)速度旋轉(zhuǎn)。
[0018]優(yōu)選地，風(fēng)電用集成變槳驅(qū)動(dòng)控制裝置中每個(gè)電容柜中包括溫度傳感器、電壓傳感器和超級(jí)充放電電容，溫度傳感器適于監(jiān)測(cè)電容柜中的溫度，并將溫度信息傳送給運(yùn)算處理模塊，電壓傳感器適于監(jiān)測(cè)超級(jí)充放電電容兩端的電壓，并將電壓信息傳送給運(yùn)算處理模塊。超級(jí)充放電電容適于在停電時(shí)為變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能，并能接收運(yùn)算處理模塊的控制信息。
[0019]優(yōu)選地，風(fēng)電用集成變槳驅(qū)動(dòng)控制裝置中還包括制動(dòng)裝置和PffM(Pulse WidthModulat1n,頻寬調(diào)制)高壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器；制動(dòng)裝置安裝于軸承的內(nèi)齒，運(yùn)算處理模塊根據(jù)溫度信息和電壓信息判斷停電，運(yùn)算處理模塊給超級(jí)充放電電容發(fā)送控制信息，超使級(jí)充放電電容為變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能，變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)槳葉安全順槳。PWM(Pu