專利名稱：：無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電
技術(shù)領(lǐng)域：
的裝置及其控制方法，具體是一種無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組及其控制方法。
背景技術(shù)：
：隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人們對能源的需求與日俱增，由此帶來的環(huán)境污染也日趨加重。所以開發(fā)新型能源，綠色能源勢在必行。合理利用無污染的風(fēng)能，造福人類，已成為取得綠色能源的一條重要途徑。利用風(fēng)能發(fā)電，從上世紀(jì)八十年代興起，經(jīng)過二十年的發(fā)展，技術(shù)水平已經(jīng)日趨成熟。M現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)枮?00710M0445.8，公開號為CN101016幼1的發(fā)明專利申請，記載了一種"兆瓦級半直驅(qū)動式風(fēng)力發(fā)電機組",該技術(shù)包括風(fēng)輪、變距裝置、主軸、增速箱、聯(lián)軸器、發(fā)電機、機艙底盤、偏航電機和控制系統(tǒng)，在機艙底盤上固定有偏航電機、發(fā)電機，增速箱與機艙底盤的擁壁固定，增速箱為一級行星式增速齒輪箱，電機為低速永磁三相同歩發(fā)電機。但是該現(xiàn)有技術(shù)包含由主軸所產(chǎn)生的主軸鋼性和主軸對中性和軸向的竄動問題，機組水平軸向的長度也會增加。采用無主軸式的，一級行星式增速齒輪箱，驅(qū)動一個大型低速永磁同步發(fā)電機發(fā)電。齒輪箱輸入、輸出端面的法蘭式連接，可以避免因其齒輪箱固定于機艙底盤的倒壁，造成的機艙側(cè)壁與底盤接合處應(yīng)力集中，且安裝、固定較便捷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有風(fēng)力機結(jié)構(gòu)的不足，提供一種無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組及其控制方法，通過無主軸結(jié)構(gòu)解決現(xiàn)有技術(shù)中主軸的鋼性及對中性和軸向的竄動問題，通過控制系統(tǒng)的反饋回路確保功率輸出穩(wěn)定，提高風(fēng)力的發(fā)電效率。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明涉及無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組包括齒輪箱、永磁同步發(fā)電機、葉輪、控制系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變電路、殼體和塔架，其中葉輪與設(shè)置于殼體內(nèi)的齒輪箱輸入端相連接，永磁同步發(fā)電機的輸入端與齒輪箱的輸出端相連并同時設(shè)置于殼體內(nèi)部，永磁同步發(fā)電機的輸出端經(jīng)由并網(wǎng)逆變電路后連接至電網(wǎng)，控制系統(tǒng)位于殼體內(nèi)部永磁同步發(fā)電機的后方，控制系統(tǒng)分別連接并網(wǎng)逆變電路的控制端和永磁同步發(fā)電機的控制端以接收發(fā)電機狀態(tài)信號并發(fā)送控制命令，殼體底部設(shè)置用于支撐的可轉(zhuǎn)動的塔架；所述的發(fā)電機狀態(tài)信號包括溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號；所述的控制命令包括停機命令、調(diào)槳命令、功率并網(wǎng)命令、偏航命令、冷卻命令和潤滑命令。所述的并網(wǎng)逆變電路包括整流橋和并網(wǎng)逆變控制模塊，整流橋的輸入端與永磁同步發(fā)電機的輸出端連接，整流橋的控制端與控制系統(tǒng)相連接以傳輸功率輸出信號，并網(wǎng)逆變控制模塊的輸入端與整流橋的輸出端相連接，并網(wǎng)逆變控制模塊的控制端與控制系統(tǒng)相連接以接收功率并網(wǎng)命令。所述的控制系統(tǒng)包括采樣模塊、驅(qū)動模塊、主控制模塊和顯示模塊，其中主控制模塊的輸出端與顯示模塊連接以輸出和顯示發(fā)電機狀態(tài)信號，采樣模塊分別連接葉輪、齒輪箱、永磁同步發(fā)電機、并網(wǎng)逆變電路和殼體以采集發(fā)電機狀態(tài)信號，釆樣模塊的輸出端連接至主控制模塊的輸入端，驅(qū)動模塊的輸入端連接主控制模塊，驅(qū)動模塊分別連接葉輪、殼體和齒輪箱以實施控制命令。所述的主控制模塊包括槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制單元和潤滑控制單元，主控制模塊根據(jù)接收到的溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號和風(fēng)速信號和風(fēng)向信號與儲存于主控制模塊內(nèi)部的額定溫度電平、額定轉(zhuǎn)速電平、額定功率輸出電平、額定振動電平和額定風(fēng)速電平和額定風(fēng)向電平分別進行比較運算，并根據(jù)比較運算的結(jié)果分別由槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制單元和潤滑控制單元向調(diào)槳控制模塊、并網(wǎng)逆變控制模塊和機艙控制模塊發(fā)送停機命令、調(diào)槳命令、功率并網(wǎng)命令、偏航命令、冷卻命令和潤滑命令。所述的釆樣模塊包括溫度傳感單元、轉(zhuǎn)速傳感單元、電壓電流傳感單元、振動傳感單元、風(fēng)速風(fēng)向傳感單元和調(diào)槳信號采樣單元，其中溫度傳感單元分別與齒輪箱、永磁同步發(fā)電機以及整流橋連接并采集溫度信號，轉(zhuǎn)速傳感單元與永磁同步發(fā)電機連接并釆集轉(zhuǎn)速信號，電壓電流傳感單元與整流橋相連接并采集功率輸出信號，振動傳感單元與殼體連接并采集振動信號，風(fēng)速風(fēng)向傳感單元與殼體頂部連接并采集殼體接受到的風(fēng)速信號和風(fēng)向信號，槳距角度傳感單元與葉輪的葉片根部連接并采集葉片角度信號。所述的驅(qū)動模塊包括調(diào)槳電機、偏航電機和潤滑泵，其中調(diào)槳電機設(shè)置于葉輪上，調(diào)槳電機的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收調(diào)槳命令，偏航電機設(shè)置于塔架，偏航電機的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收偏航命令，潤滑泵設(shè)置于齒輪箱上，潤滑泵的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收潤滑命令。本發(fā)明涉及的如所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法具體包括以下步驟①主控制模塊開機自檢，運行初始化進程；②傳感采樣模塊開始采樣并將溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號傳輸至主控制模塊，主控制模塊收到后與儲存于其內(nèi)部的額定溫度電平、額定振動電平、額定風(fēng)速電平和額定風(fēng)向電平分別進行比較運算；③主控制模塊根據(jù)比較運算結(jié)果進行故障判斷-1)當(dāng)振動信號大于額定振動電平或轉(zhuǎn)速信號大于額定轉(zhuǎn)速電平則發(fā)出停機命令；2)當(dāng)風(fēng)速信號大于額定風(fēng)速電平則發(fā)出大風(fēng)停機命令；3)當(dāng)溫度信號大于額定溫度電平則發(fā)出高溫停機命令；4)當(dāng)上述判斷均通過則啟動發(fā)電機開始并網(wǎng)發(fā)電。④進入正常運行模式，主控制模塊啟動槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制和潤滑控制單元，本裝置開始向電網(wǎng)輸電；同時由轉(zhuǎn)速傳感單元和電壓電流傳感單元向主控制模塊發(fā)送轉(zhuǎn)速信號和功率輸出信號，隨后由主控制模塊進行比較運算1)當(dāng)轉(zhuǎn)速信號小于額定轉(zhuǎn)速電平時，主控制模塊根據(jù)轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號，通過改變輸出功率調(diào)節(jié)永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)速，尋找系統(tǒng)當(dāng)前最佳功率點；2)當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)速的增大使得轉(zhuǎn)速信號大于額定轉(zhuǎn)速電平或功率輸出信號大于額定功率電平時，主控制模塊通過調(diào)槳控制模塊控制調(diào)槳電機啟動工作，調(diào)槳電機調(diào)整葉輪的槳距角以降低葉輪轉(zhuǎn)速，使得永磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和并網(wǎng)逆變模塊的輸出保持穩(wěn)定，實現(xiàn)穩(wěn)定功率控制。所述的槳距角控制單元具體是利用調(diào)槳電機和偏航電機實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)功率的槳角PID控制。當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速13米浙時開始改變槳距角，槳距角的改變值與風(fēng)速的對應(yīng)關(guān)系如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>所述的并網(wǎng)功率跟蹤控制單元進行如下操作-1)保證并網(wǎng)電壓的啟動過程，這個過程逆變器輸出的功率保證發(fā)電機輸出電壓大于設(shè)定的并網(wǎng)電壓，此時不考慮最佳尖速比的風(fēng)能吸收；2)滿足并網(wǎng)電壓后的功率跟蹤，這個過程進行發(fā)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，吸收最大風(fēng)能。結(jié)合風(fēng)速、槳距角、發(fā)電機輸出電壓、發(fā)電機轉(zhuǎn)速信息，采用基于爬山搜索的改進算法計算新的輸出的功率。所述的溫度控制單元將收到的溫度信號與儲存于主控制模塊內(nèi)部的額定溫度電平進行比較，當(dāng)溫度信號大于額定溫度電平時則由主控制器發(fā)出停機命令。所述的潤滑控制單元在一定潤滑時間間隔內(nèi)發(fā)出潤滑命令至機艙控制模塊以執(zhí)行潤滑動作，該潤滑時間儲存于主控制模塊內(nèi)。本發(fā)明通過對葉輪和永磁發(fā)電機進行反饋回路控制，使得最終輸出至電網(wǎng)的功率恒定；采用無主軸和聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，從根本上解決了目前技術(shù)中對主軸的鋼性及對中性和軸向竄動的要求；機組水平軸向的長度大大縮減，節(jié)約了空間，減輕了整機重量。圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖2為實施例中控制系統(tǒng)示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括葉輪1、齒輪箱2、永磁同步發(fā)電機3、殼體4、控制系統(tǒng)5、并網(wǎng)逆變電路6和塔架7，其中葉輪1與設(shè)置于殼體4內(nèi)的齒輪箱2輸入端相連接，永磁同步發(fā)電機3的輸入端與齒輪箱2的輸出端相連并同時設(shè)置于殼體4內(nèi)部，永磁同步發(fā)電機3的輸出端經(jīng)由并網(wǎng)逆變電路6后連接至電網(wǎng)，控制系統(tǒng)5位于殼體內(nèi)部永磁同步發(fā)電機3的后方，控制系統(tǒng)5分別連接并網(wǎng)逆變電路6的控制端和永磁同步發(fā)電機3的控制端以接收發(fā)電機狀態(tài)信號并發(fā)送控制命令，殼體4底部設(shè)置用于支撐的可轉(zhuǎn)動的塔架7;所述葉輪1為三葉片式葉輪，其工作轉(zhuǎn)速為10轉(zhuǎn)/分鐘~~20轉(zhuǎn)/分鐘。所述永磁同步發(fā)電機3為低速稀土永磁同步發(fā)電機，其額定轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘。如圖2所示，本實施例臓的并網(wǎng)逆變電路6包括整流橋和并網(wǎng)逆變控制模塊，整流橋的輸入端與永磁同步發(fā)電機3的輸出端連接，整流橋的控制端與控制系統(tǒng)5相連接以傳輸功率輸出信號,并網(wǎng)逆變控制模塊的輸入端與整流橋的輸出端相連接，并網(wǎng)逆變控制模塊的控制端與控制系統(tǒng)5相連接以接收功率并網(wǎng)命令。所述的發(fā)電機狀態(tài)信號包括溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號；所述的控制命令包括停機命令、調(diào)槳命令、功率并網(wǎng)命令、偏航命令、冷卻命令和潤滑命令。所述的控制系統(tǒng)5包括釆樣模塊、驅(qū)動模塊、主控制模塊和顯示模塊，其中主控制模塊的輸出端與顯示模塊連接以輸出和顯示發(fā)電機狀態(tài)信號，采樣模塊分別連接葉輪l、齒輪箱2、永磁同步發(fā)電機3、并網(wǎng)逆變電路6和殼體4以采集發(fā)電機狀態(tài)信號，采樣模塊的輸出端連接至主控制模塊的輸入端，驅(qū)動模塊的輸入端連接主控制模塊，驅(qū)動模塊分別連接葉輪1、殼體4和齒輪箱2以實施控制^^令。所述的主控制模塊包括槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制單元和潤滑控制單元，主控制模塊根據(jù)接收到的溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號和風(fēng)速信號和風(fēng)向信號與儲存于主控制模塊內(nèi)部的額定溫度電平、額定轉(zhuǎn)速電平、額定功率輸出電平、額定振動電平和額定風(fēng)速電平和額定風(fēng)向電平分別進行比較運算，并根據(jù)比較運算的結(jié)果分別由槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制單元和潤滑控制單元向調(diào)槳控制模塊、并網(wǎng)逆變控制模塊和機艙控制模塊發(fā)送停機命令、調(diào)槳命令、功率并網(wǎng)命令、偏航命令、冷卻命令和潤滑命令。所述的釆樣模塊包括溫度傳感單元、轉(zhuǎn)速傳感單元、電壓電流傳感單元、振動傳感單元、風(fēng)速風(fēng)向傳感單元和調(diào)槳信號采樣單元，其中溫度傳感單元分別與齒輪箱2、永磁同步發(fā)電機3以及整流橋連接并釆集溫度信號，轉(zhuǎn)速傳感單元與永磁同步發(fā)電機3連接并釆集轉(zhuǎn)速信號，電壓電流傳感單元與整流橋相連接并采集功率輸出信號，振動傳感單元與殼體4連接并釆集振動信號，風(fēng)速風(fēng)向傳感單元與殼體4頂部連接并采集殼體4接受到的風(fēng)速信號和風(fēng)向信號,槳距角度傳感單元與葉輪1的葉片根部連接并采集葉片角度信號。所述的驅(qū)動模塊包括調(diào)槳電機、偏航電機和潤滑泵，其中調(diào)槳電機設(shè)置于葉輪1上，調(diào)槳電機的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收調(diào)槳命令，偏航電機設(shè)置于塔架7,偏航電機的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收偏航命令，潤滑泵設(shè)置于齒輪箱2上，潤滑泵的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收潤滑命令。所述無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法具體實施步驟如下①主控制模塊開機自檢，運行初始化進程；②傳感釆樣模塊開始釆樣并將溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號傳輸至主控制模塊，主控制模塊收到后與儲存于其內(nèi)部的額定溫度電平、額定振動電平、額定風(fēng)速電平和額定風(fēng)向電平分別進行比較運算；③主控制模塊根據(jù)比較運算結(jié)果進行故障判斷1)當(dāng)振動信號大于額定振動電平或轉(zhuǎn)速信號大于額定,電平則發(fā)出停機命令；2)當(dāng)風(fēng)速信號大于額定風(fēng)速電平則發(fā)出大風(fēng)停機命令；3)當(dāng)溫度信號大于額定溫度電平則發(fā)出高溫停機命令；4)當(dāng)上述判斷均通過則啟動發(fā)電機開始并網(wǎng)發(fā)電。④進入正常運行模式，主控制模塊啟動槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制和潤滑控制單元，本裝置開始向電網(wǎng)輸電；同時由轉(zhuǎn)速傳感單元和電壓電流傳感單元向主控制模塊發(fā)送轉(zhuǎn)速信號和功率輸出信號，隨后由主控制模塊進行比較運算1)當(dāng)轉(zhuǎn)速信號小于額定轉(zhuǎn)速電平時，主控制模塊根據(jù)轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號，通過改變輸出功率調(diào)節(jié)永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)速，尋找系統(tǒng)當(dāng)前最佳功率點；2)當(dāng)葉輪1轉(zhuǎn)速的增大使得轉(zhuǎn)速信號大于額定轉(zhuǎn)速電平或功率輸出信號大于額定功率電平時，主控制模塊通過調(diào)槳控制模塊控制調(diào)槳電機啟動工作，調(diào)槳電機調(diào)整葉輪1的槳距角以降低葉輪1轉(zhuǎn)速，使得永磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和并網(wǎng)逆變模塊的輸出保持穩(wěn)定，實現(xiàn)穩(wěn)定功率控制。所述的槳距角控制單元具體是利用調(diào)槳電機和偏航電機實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)功率的槳角PID控制。當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速13米/秒時開始改變槳距角，槳距角的改變值與風(fēng)速的對應(yīng)關(guān)系如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>所述的并網(wǎng)功率跟蹤控制單元進行如下操作1)保證并網(wǎng)電壓的啟動過程，這個過程逆變器輸出的功率保證發(fā)電機輸出電壓大于設(shè)定的并網(wǎng)電壓，此時不考慮最佳尖速比的風(fēng)能吸收；2)滿足并網(wǎng)電壓后的功率跟蹤，這個過程進行發(fā)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，吸收最大風(fēng)能。結(jié)合風(fēng)速、槳距角、發(fā)電機輸出電壓、發(fā)電機轉(zhuǎn)速信息，釆用基于爬山搜索的改進算法計算新的輸出的功率。所述的溫度控制單元將收到的溫度信號與儲存于主控制模塊內(nèi)部的額定溫度電平進行比較，當(dāng)溫度信號大于額定溫度電平時則由主控制器發(fā)出停機命令。所述的潤滑控制單元在一定潤滑時間間隔內(nèi)發(fā)出潤滑命令至機艙控制模塊以執(zhí)行潤滑動作，該潤滑時間儲存于主控制模塊內(nèi)。權(quán)利要求1、一種無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于，包括齒輪箱、永磁同步發(fā)電機、葉輪、控制系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變電路、殼體和塔架，其中葉輪與設(shè)置于殼體內(nèi)的齒輪箱輸入端相連接，永磁同步發(fā)電機的輸入端與齒輪箱的輸出端相連并同時設(shè)置于殼體內(nèi)部，永磁同步發(fā)電機的輸出端經(jīng)由并網(wǎng)逆變電路后連接至電網(wǎng)，控制系統(tǒng)位于殼體內(nèi)部永磁同步發(fā)電機的后方，控制系統(tǒng)分別連接并網(wǎng)逆變電路的控制端和永磁同步發(fā)電機的控制端以接收發(fā)電機狀態(tài)信號并發(fā)送控制命令，殼體底部設(shè)置用于支撐的可轉(zhuǎn)動的塔架；所述的發(fā)電機狀態(tài)信號包括溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號；所述的控制命令包括停機命令、調(diào)槳命令、功率并網(wǎng)命令、偏航命令、冷卻命令和潤滑命令。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征是，所述的并網(wǎng)逆變電路包括整流橋和并網(wǎng)逆變控制模塊，整流橋的輸入端與永磁同步發(fā)電機的輸出端連接，整流橋的控制端與控制系統(tǒng)相連接以傳輸功率輸出信號，并網(wǎng)逆變控制模塊的輸入端與整流橋的輸出端相連接，并網(wǎng)逆變控制模塊的控制端與控制系統(tǒng)相連接以接收功率并網(wǎng)命令。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征是，所述的控制系統(tǒng)包括釆樣模塊、驅(qū)動模塊、主控制模塊和顯示模塊，其中主控制模塊的輸出端與顯示模塊連接以輸出和顯示發(fā)電機狀態(tài)信號，采樣模塊分別連接葉輪、齒輪箱、永磁同歩發(fā)電機、并網(wǎng)逆變電路和殼體以釆集發(fā)電機狀態(tài)信號，采樣模塊的輸出端連接至主控制模塊的輸入端，驅(qū)動模塊的輸入端連接主控制模塊，驅(qū)動模塊分別連接葉輪、殼體和齒輪箱以實施控制命令。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的無主軸半直W^磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征是，所述的主控制模塊包括槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制單元和潤滑控制單元，主控制模塊根據(jù)接收到的溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號和風(fēng)速信號和風(fēng)向信號與儲存于主控制模塊內(nèi)部的額定溫度電平、額定轉(zhuǎn)速電平、額定功率輸出電平、額定振動電平和額定風(fēng)速電平和額定風(fēng)向電平分別進行比較運算，并根據(jù)比較運算的結(jié)果分別由槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制單元和潤滑控制單元向調(diào)槳控制模塊、并網(wǎng)逆變控制模塊和機艙控制模塊發(fā)送停機命令、調(diào)槳命令、功率并網(wǎng)命令、偏航命令、冷卻命令和潤滑命令。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征是，所述的采樣模塊包括溫度傳感單元、轉(zhuǎn)速傳感單元、電壓電流傳感單元、振動傳感單元、風(fēng)速風(fēng)向傳感單元和調(diào)槳信號采樣單元，其中溫度傳感單元分別與齒輪箱、永磁同步發(fā)電機以及整流橋連接并采集溫度信號，轉(zhuǎn)速傳感單元與永磁同步發(fā)電機連接并采集轉(zhuǎn)速信號，電壓電流傳感單元與整流橋相連接并釆集功率輸出信號，振動傳感單元與殼體連接并采集振動信號，風(fēng)速風(fēng)向傳感單元與殼體頂部連接并采集殼體接受到的風(fēng)速信號和風(fēng)向信號，槳距角度傳感單元與葉輪的葉片根部連接并采集葉片角度信號。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征是，所述的驅(qū)動模塊包括調(diào)槳電機、偏航電機和潤滑泵，其中調(diào)槳電機設(shè)置于葉輪上，調(diào)槳電機的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收調(diào)槳命令，偏航電機設(shè)置于塔架，偏航電機的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收偏航命令，潤滑泵設(shè)置于齒輪箱上，潤滑泵的輸入端連接主控制模塊的輸出端以接收潤滑命令。7、一種根據(jù)權(quán)利要求l所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟①主控制模塊開機自檢，運行初始化進程；②傳感采樣模塊開始采樣并將溫度信號、轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、振動信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號傳輸至主控制模塊，主控制模塊收到后與儲存于其內(nèi)部的額定溫度電平、額定振動電平、額定風(fēng)速電平和額定風(fēng)向電平分別進行比較運算；③主控制模塊根據(jù)比較運算結(jié)果進行故障判斷④進入正常運行模式，主控制模塊啟動槳距角控制單元、并網(wǎng)功率跟蹤控制單元、溫度控制和潤滑控制單元，本裝置開始向電網(wǎng)輸電；同時由轉(zhuǎn)速傳感單元和電壓電流傳感單元向主控制模塊發(fā)送轉(zhuǎn)速信號和功率輸出信號，隨后由主控制模塊進行比較運算。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，其特征是，第③步中所述的故障判斷包括以下步驟1)當(dāng)振動信號大于額定振動電平或轉(zhuǎn)速信號大于額定轉(zhuǎn)速電平則發(fā)出停機命令；2)當(dāng)風(fēng)速信號大于額定風(fēng)速電平則發(fā)出大風(fēng)停機命令；3)當(dāng)溫度信號大于額定溫度電平則發(fā)出高溫停機命令；4)當(dāng)上述判斷均通過則啟動發(fā)電機開始并網(wǎng)發(fā)電。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，其，是，第④步中所述的隨后由主控制模塊進行比較運算具體為1)當(dāng)轉(zhuǎn)速信號小于額定轉(zhuǎn)速電平時，主控制模塊根據(jù)轉(zhuǎn)速信號、功率輸出信號、風(fēng)速信號和風(fēng)向信號，通過改變輸出功率調(diào)節(jié)永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)速，尋找系統(tǒng)當(dāng)前最佳功率點；2)當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)速的增大使得轉(zhuǎn)速信號大于額定轉(zhuǎn)速電平或功率輸出信號大于額定功率電平時，主控制模塊通過調(diào)槳控制模塊控制調(diào)槳電機啟動工作，調(diào)槳電機調(diào)整葉輪的槳距角以降低葉輪轉(zhuǎn)速，使得永磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和并網(wǎng)逆變模塊的輸出保持穩(wěn)定，實現(xiàn)穩(wěn)定功率控制。10、根據(jù)權(quán)利要求7所述的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，其特征是，第④步中所述的槳距角控制單元具體是利用調(diào)槳電機和偏航電機實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)功率的槳角PID控制，當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速13米淋時開始改變槳距角。全文摘要一種風(fēng)力發(fā)電
技術(shù)領(lǐng)域：
的無主軸半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，包括齒輪箱、永磁同步發(fā)電機、葉輪、控制系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變電路、殼體和塔架，其中葉輪與設(shè)置于殼體內(nèi)的齒輪箱輸入端相連接，永磁同步發(fā)電機的輸入端與齒輪箱的輸出端相連并同時設(shè)置于殼體內(nèi)部，永磁同步發(fā)電機的輸出端經(jīng)由并網(wǎng)逆變電路后連接至電網(wǎng)，控制系統(tǒng)位于殼體內(nèi)部永磁同步發(fā)電機的后方，控制系統(tǒng)分別連接并網(wǎng)逆變電路的控制端和永磁同步發(fā)電機的控制端以接收發(fā)電機狀態(tài)信號并發(fā)送控制命令，殼體底部設(shè)置用于支撐的可轉(zhuǎn)動的塔架。本發(fā)明采用無主軸和聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，從根本上解決了目前技術(shù)中對主軸的鋼性及對中性和軸向竄動的要求；機組水平軸向的長度大大縮減，節(jié)約了空間，減輕了整機重量。文檔編號F03D9/00GK101355254SQ20081004278公開日2009年1月28日申請日期2008年9月11日優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日發(fā)明者何雪松,鋒李,程廣宇,賈大江,趙智剛申請人:上海致遠(yuǎn)綠色能源有限公司