專利名稱：風(fēng)電變槳系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)電變槳系統(tǒng)，尤其涉及風(fēng)電變槳系統(tǒng)的變槳電機測量裝置。
背景技術(shù)：
隨著不可再生能源在世界范圍面臨枯竭的窘境，為滿足工業(yè)化生產(chǎn)和人類生活所 需，人們對太陽能、風(fēng)力、水力這些可再生能源的關(guān)注和利用已日漸提升。其中，風(fēng)力發(fā)電是 一種已經(jīng)發(fā)展相對成熟的能源開發(fā)技術(shù)，已作為我國新能源發(fā)展戰(zhàn)略的重點。風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)要求有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。風(fēng)電變槳系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電的核心 部件之一，主要作用是根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機輸出功率的大小來改變風(fēng)力發(fā)電機組槳葉的角度， 保證風(fēng)力發(fā)電機輸出在額定功率以內(nèi)。風(fēng)電變槳系統(tǒng)安裝在風(fēng)力發(fā)電機組的輪轂內(nèi)，工作 時隨輪轂一起轉(zhuǎn)動。因此要求變槳系統(tǒng)不但要有較強的環(huán)境適應(yīng)能力，還要求一定的耐沖 擊和抗震能力。同時，為保證風(fēng)力發(fā)電機的效率，變槳系統(tǒng)對控制精度的要求較高，需要保 證變槳電機速度和位置測量的精度。風(fēng)電變槳系統(tǒng)中速度和位置的測量方法目前大多采用測速發(fā)電機加絕對值編碼 器，或增量式加絕對值編碼器。測速發(fā)電機輸出的是模擬量信號，其環(huán)境適應(yīng)能力和抗干擾 能力較強，但精度較差，且增加了電機的尺寸，而變槳系統(tǒng)要求電機的尺寸盡可能小，在大 功率變槳系統(tǒng)中更加受到限制。采用增量式編碼器測速，其優(yōu)點是分辨率高、精度高。其缺 點是容易受溫度變化影響，不耐沖擊及震動，環(huán)境適應(yīng)能力較差。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型目的在于提供一種變槳精確穩(wěn)定，成本低的風(fēng) 電變槳系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種風(fēng)電變槳系統(tǒng)， 包括，至少一個槳葉；和所述槳葉一一對應(yīng)的連接，調(diào)節(jié)對應(yīng)槳葉角度的變槳電機；和所述 變槳電機一一對應(yīng)的連接，控制變槳電機動作的變槳驅(qū)動器；監(jiān)控變槳電機的速度和位置 的變槳電機測量裝置，所述變槳電機測量裝置為旋轉(zhuǎn)變壓器。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)變壓器為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。優(yōu)選的，還包括連接所述旋轉(zhuǎn)變壓器的檢測電路。優(yōu)選的，所述檢測電路包括模擬采樣電路和比較電路。優(yōu)選的，所述檢測電路包括防抖電路。優(yōu)選的，所述主控單元和變槳驅(qū)動器上分別具有CAN通訊接口，所述主控單元的 CAN通訊接口和變槳驅(qū)動器的CAN通訊接口使用CAN總線相連接。優(yōu)選的，所述變槳驅(qū)動器包括記錄變槳電機的本次運行位置的存儲器。優(yōu)選的，所述變槳驅(qū)動器連接外部的供電電源，變槳驅(qū)動器還包括在所述供電電 源斷電時放電的工作電源。[0014]優(yōu)選的，所述槳 葉的數(shù)量為3個。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是通過采用旋轉(zhuǎn)變壓器作為變槳電機 的速度和位置的測量裝置，提高了變槳系統(tǒng)中速度和位置測量裝置的環(huán)境適應(yīng)能力和可靠 性。并且通過優(yōu)化的檢測電路提高了測量的精度。同時，用旋轉(zhuǎn)變壓器替代了測速發(fā)電機 加絕對值編碼器，或增量式加絕對值編碼器，使成本得到降低。

圖1是本實用新型的模擬采樣電路的示意圖。圖2是本實用新型的比較電路的示意圖。圖3是本實用新型的防抖電路的示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖以示例的方式對本實用新型的具體實施方式
進行說明。
具體實施方式
的風(fēng)電變槳系統(tǒng)包括槳葉、變槳電機、變槳驅(qū)動器和主控單元。 槳葉至少需要1個，通常為3個，每個槳葉對應(yīng)的連接一個調(diào)節(jié)該槳葉角度的變槳 電機；每個變槳電機對應(yīng)的連接一個控制該變槳電機動作的變槳驅(qū)動器；風(fēng)電變槳系統(tǒng)還 包括主控單元，其連接并控制各個變槳驅(qū)動器。風(fēng)力變槳系統(tǒng)還包括變槳電機測量裝置，用于監(jiān)控變槳電機的速度和位置，供變 槳驅(qū)動器參考，控制變槳電機動作調(diào)節(jié)槳葉。本實用新型的變槳電機測量裝置為旋轉(zhuǎn)變壓
ο旋轉(zhuǎn)變壓器是一種精密角度、位置、速度檢測裝置，其不怕震動沖擊，耐高溫，環(huán)境 適應(yīng)能力很強，且其分辨率和測量精度可以通過控制電路和軟件算法改變。旋轉(zhuǎn)變壓器具 體為一種電磁式傳感器，一種測量角度用的小型交流電動機，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角 位移和角速度，由定子和轉(zhuǎn)子組成。其中定子繞組作為勵磁繞組。轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的 副邊，通過電磁耦合得到感應(yīng)電壓，其輸出電壓的大小隨轉(zhuǎn)子角位移而發(fā)生變化，輸出繞組 的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正余弦函數(shù)關(guān)系。由于正余弦信號的諧波分量小，抗干擾能力更 強，因此本實施例中采用旋轉(zhuǎn)變壓器中的正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。需要指出，變槳驅(qū)動器連接有外部供電電源，且變槳驅(qū)動器包括存儲器和工作電 源。旋轉(zhuǎn)變壓器只能記錄單圈位置，為此，需要在變槳驅(qū)動器中記錄本次運行的位置，存于 前述的存儲器(ROM)中。并且，即使驅(qū)動器的供電電源突然斷電，由于驅(qū)動器的工作電源放 電時間較長，此時變槳驅(qū)動器仍然可以記錄本次運行的位置。這樣就解決了變槳系統(tǒng)中多 圈位置的測量問題。旋轉(zhuǎn)變壓器還包括檢測電路，檢測電路主要模擬采樣電路和比較電路。分別如圖 1和圖2所示。需要注意，圖1和圖2中只畫出正弦部分的檢測電路，余弦部分的檢測電路 與之相同，不再單獨畫出。旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬采樣電路具體如圖1，主要是采樣旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正余弦值， 采用高性能運放，并加入濾波環(huán)節(jié)，選用合適的參數(shù)，可以提高采樣精度。旋轉(zhuǎn)變壓器的輸 出比較電路具體如圖2，其通過比較器將一圈的正余弦輸出插入四個比較點，每個比較點可 以進行一次位置和速度校正，避免了累計采樣誤差。[0027]為進一步提高精度，本具體實施例的檢測電路還包括一個防抖電路，具體如圖3所示。在插入過零比較點時，由于旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的SIN和COS模擬值會存在誤差，會引起 比較點插入的抖動和偏移。利用SIN+和SIN-比較信號產(chǎn)生的相位差(如圖2所示)作為 D觸發(fā)器的CLK信號，去打B相信號，這時B相肯定已經(jīng)翻轉(zhuǎn)。同理，利用COS+和COS-的比 較信號產(chǎn)生的相位差作為D觸發(fā)器的CLK信號，去打A相信號。這樣就消除了比較點的抖 動，同時減小了插入點上升沿的爬坡時間，提高了采樣精度。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員將意識到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本實用新型的范圍和精神的情況 下，各種改進、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)電變槳系統(tǒng)，包括， 至少一個槳葉；和所述槳葉一一對應(yīng)的連接，調(diào)節(jié)對應(yīng)槳葉角度的變槳電機； 和所述變槳電機一一對應(yīng)的連接，控制變槳電機動作的變槳驅(qū)動器； 監(jiān)控變槳電機的速度和位置的變槳電機測量裝置，其特征在于 所述變槳電機測量裝置為旋轉(zhuǎn)變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的風(fēng)電變槳系統(tǒng)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)變壓器為正余弦旋 轉(zhuǎn)變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的風(fēng)電變槳系統(tǒng)，其特征在于還包括連接所述旋轉(zhuǎn)變壓器 的檢測電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的風(fēng)電變槳系統(tǒng)，其特征在于所述檢測電路包括模擬采樣 電路和比較電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的風(fēng)電變槳系統(tǒng)，其特征在于所述檢測電路包括防抖電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的風(fēng)電變槳系統(tǒng)，其特征在于所述變槳驅(qū)動器包括記錄變 槳電機的本次運行位置的存儲器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的風(fēng)電變槳系統(tǒng)，其特征在于所述變槳驅(qū)動器連接外部的 供電電源，變槳驅(qū)動器還包括在所述供電電源斷電時放電的工作電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的風(fēng)電變槳系統(tǒng)，其特征在于所述槳葉的數(shù)量為3個。
專利摘要本實用新型提供一種風(fēng)電變槳系統(tǒng)，包括，至少一個槳葉；和所述槳葉一一對應(yīng)的連接，調(diào)節(jié)對應(yīng)槳葉角度的變槳電機；和所述變槳電機一一對應(yīng)的連接，控制變槳電機動作的變槳驅(qū)動器；監(jiān)控變槳電機的速度和位置的變槳電機測量裝置，所述變槳電機測量裝置為旋轉(zhuǎn)變壓器。本實用新型的有益效果是通過采用旋轉(zhuǎn)變壓器作為變槳電機測量裝置，提高了變槳系統(tǒng)中速度和位置測量裝置的環(huán)境適應(yīng)能力和可靠性。并且通過優(yōu)化的檢測電路提高了測量的精度。同時，用旋轉(zhuǎn)變壓器替代了測速發(fā)電機加絕對值編碼器，或增量式加絕對值編碼器，使成本得到降低。
文檔編號F03D7/00GK201925092SQ20102065199
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者傅建民, 尤林森, 王政, 董雪迪 申請人:蘇州能健電氣有限公司