專利名稱：變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，特別涉及一種變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測
裝置。
背景技術(shù)：
目前我國并網(wǎng)型變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電驅(qū)動變槳系統(tǒng)中，槳距角檢測裝置主要
采用依次連接的增量型編碼器、絕對值型編碼器、最大槳距角位置極限開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)
成。所述增量型編碼器安裝在驅(qū)動電機(jī)軸的末端，用于檢測槳距角的增量；所述絕對值型編
碼器通過小齒輪與變槳回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)齒圈聯(lián)結(jié)，用于檢測槳距角的絕對位置。槳距角的確認(rèn)
是根據(jù)增量型編碼器檢測的槳距角增量而計算出槳距角，再與絕對值型編碼器檢測的絕對
槳距角進(jìn)行比較，如差值在規(guī)定范圍內(nèi)就取其絕對值型編碼器檢測的值作為槳距角。 目前采用增量型編碼器、絕對值型編碼器、最大槳距角位置極限開關(guān)這種結(jié)構(gòu)形
式的槳距角檢測裝置，由于采用了絕對值型編碼器，而絕對值型編碼器屬多圈旋轉(zhuǎn)型，其價
格高、安裝時通過小齒輪與變槳回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)齒圈聯(lián)結(jié)，安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且無最小位置極限保
護(hù)開關(guān)，機(jī)組存在安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了上述缺點(diǎn)，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安全性高的變槳變速 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 槳距角檢測裝置，包括變槳電機(jī)、變槳控制系統(tǒng)、變槳回轉(zhuǎn)軸承，所述變槳電機(jī)的輸出軸上 安裝有增量型編碼器，所述增量型編碼器的輸出連接到變槳控制系統(tǒng)，所述變槳回轉(zhuǎn)軸承 旁安裝有最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、 最小槳距角位置極限開關(guān)，所述各校正開關(guān)和極限開關(guān)的輸出信號連接到所述變槳控制系 統(tǒng)，所述最小槳距角位置校正開關(guān)和最大槳距角位置校正開關(guān)設(shè)置在大于O。、小于9(T 槳距角附近，具有一個能夠校正槳距角的偏移角度，所述最小槳距角位置極限開關(guān)和最大 槳距角位置極限開關(guān)設(shè)置在小于O。、大于9(T槳距角附近，具有一個能夠避免超過安全 運(yùn)行極限的偏移角度。 所述最小槳距角位置校正開關(guān)和最大槳距角位置校正開關(guān)的偏移角度可均為 0° 5°之間。 所述最小槳距角位置極限開關(guān)和最大槳距角位置極限開關(guān)的偏移角度可均為 0° 5°之間。 所述最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)可采用電感式感應(yīng)接近 開關(guān)。 所述最大、最小槳距角位置極限開關(guān)可采用機(jī)械式觸點(diǎn)開關(guān)。 所述增強(qiáng)型編碼器可采用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。[0011] 本實(shí)用新型在變槳電機(jī)的輸出軸上安裝有增量型編碼器，所述增量型編碼器的輸 出連接到變槳控制系統(tǒng)，所述變槳回轉(zhuǎn)軸承旁安裝有最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距 角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、最小槳距角位置極限開關(guān)，所述各校正開關(guān)和 極限開關(guān)的輸出信號連接到所述變槳控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有槳距角檢測裝置的主要區(qū)別是用最 大、最小槳距角位置校正開關(guān)取代了絕對值型編碼器，且增加了最小槳距角位置極限開關(guān)。 本實(shí)用新型取消了絕對值型編碼器，使安裝簡單、降低槳距角檢測裝置的成本50% ;增加了 最小槳距角位置極限開關(guān)，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測的可靠性、真實(shí)性及機(jī)組運(yùn)行的 安全性，降低機(jī)組成本。為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的槳葉槳距角信息，提高機(jī)組捕 獲風(fēng)能的效率，獲得最佳電能輸出。

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖； 圖2為本實(shí)用新型中槳葉槳距角極限開關(guān)和校正開關(guān)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型中槳葉槳距角極限開關(guān)和校正開關(guān)信號圖。
具體實(shí)施方式如圖1中所示，為本實(shí)用新型槳距角檢測裝置的原理框圖，包括變槳電機(jī)、變槳控 制系統(tǒng)、變槳齒輪箱、變槳回轉(zhuǎn)軸承、變槳驅(qū)動器、電源轉(zhuǎn)換接觸器和蓄電池，所述變槳電機(jī) 的輸出軸通過變槳齒輪箱連接并控制槳葉轉(zhuǎn)軸在變槳回轉(zhuǎn)軸承上的轉(zhuǎn)動，變槳控制系統(tǒng)輸 出的控制信號通過變槳驅(qū)動器連接到電源轉(zhuǎn)換接觸器，再由所述電源轉(zhuǎn)換接觸器控制所述 變槳電機(jī)的運(yùn)行，所述蓄電池為電源轉(zhuǎn)換接觸器提供電能，本實(shí)用新型還包括增量型編碼 器、最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、最小 槳距角位置極限開關(guān)，所述增量型編碼器安裝在變槳電機(jī)輸出軸的末端，其輸出信號通過 連接器(圖中未標(biāo)示)連接到變槳控制系統(tǒng)；極限開關(guān)和校正開關(guān)安裝在固定于變槳回轉(zhuǎn) 軸承旁的安裝板上，其輸出信號通過連接器到變槳控制系統(tǒng)；極限開關(guān)和校正開關(guān)的觸發(fā) 可以由安裝在變槳回轉(zhuǎn)軸承上的變槳位置梯形滑軌及感應(yīng)凸輪控制，也可以采用其他本領(lǐng) 域技術(shù)人員所慣常采用的能夠隨槳葉轉(zhuǎn)軸觸發(fā)動作的機(jī)構(gòu)。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉的槳距角的運(yùn)行區(qū)域一般在O。 90°間，而機(jī)組正常發(fā)電時 槳距角通常處于0。附近、機(jī)組停機(jī)時槳距角通常處于90。附近。槳葉轉(zhuǎn)向的槳距角由控 制系統(tǒng)根據(jù)增量型編碼器的信號及開關(guān)的狀態(tài)計算得出。 如圖2所示，為極限開關(guān)和校正開關(guān)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。在大于0° 、小于90°槳 距角附近裝有最小槳距角位置校正開關(guān)1和最大槳距角位置校正開關(guān)2，偏移角度為0° 5°之間，即最小槳距角位置校正開關(guān)1位于0。 5°之間，最大槳距角位置校正開關(guān)2 位于85° 90°之間，所述兩校正開關(guān)為邊沿觸發(fā)接近開關(guān)，用于對槳距角的校正，解決 了由于編碼器在長時間運(yùn)行中帶來的累積誤差，確保了槳距角的準(zhǔn)確性；在小于O。、大于 90°槳距角附近裝有最小槳距角位置極限開關(guān)3和最大槳距角位置極限開關(guān)4，偏移角度 為0° 5°之間，即最小槳距角位置極限開關(guān)3位于-5° 0°之間，最大槳距角位置極 限開關(guān)4位于90。 95°之間，在控制系統(tǒng)故障時確保了槳葉的槳距角不會超過安全運(yùn)行 極限區(qū)域，提高了機(jī)組的安全性。[0018] 如圖3中所示為槳葉槳距角極限開關(guān)和校正開關(guān)信號圖。當(dāng)機(jī)組啟動時槳葉向 小角度(0°方向)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動到最小槳距角位置校正開關(guān)位置1時，校正開關(guān)動作的瞬間 (上升沿信號)將控制系統(tǒng)槳距角置為規(guī)定的最小校正角度；當(dāng)機(jī)組停機(jī)時槳葉向大角度 (90°方向)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動到最大槳距角位置校正開關(guān)位置2時，校正開關(guān)動作的瞬間(上升 沿信號)將控制系統(tǒng)槳距角置為規(guī)定的最大校正角度。如控制系統(tǒng)發(fā)生故障，槳葉可能會 向小角度轉(zhuǎn)動到最小槳距角位置極限開關(guān)位置，此時，極限開關(guān)動作將驅(qū)動電機(jī)電源切換 到蓄電池槳葉自動向大角度回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動到最大槳距角位置極限開關(guān)位置時，極限開關(guān)動作 切斷驅(qū)動電源使槳葉停在最大槳距角位置極限開關(guān)位置(且將控制系統(tǒng)槳距角置為規(guī)定 的最大極限角度)，保證了機(jī)組的安全。如電網(wǎng)故障或停電時驅(qū)動電機(jī)電源也自動切換到蓄 電池，槳葉自動向大角度回轉(zhuǎn)到規(guī)定的最大極限角度。 本實(shí)用新型中的所述增量型編碼器采用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，分辨率為1024，電源
為24V DC，接口形式為HTL，用于槳距角的計算。所述最大、最小槳距角位置校正開關(guān)可采
用電感式感應(yīng)接近開關(guān)，圓柱型齊平安裝，抗干擾能力強(qiáng)，用于對槳距角的校正，解決了由
于編碼器在長時間運(yùn)行中帶來的累積誤差。所述最大、最小槳距角位置極限開關(guān)可采用機(jī)
械式觸點(diǎn)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)動作時將轉(zhuǎn)動槳葉到安全角度，保證了機(jī)組的安全。 本實(shí)用新型安裝簡單，編碼器可以在電機(jī)制造廠直接安裝好，無需聯(lián)結(jié)小齒輪，降
低了槳距角檢測裝置成本約50% ;而且提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全性。 以上對本實(shí)用新型所提供的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置進(jìn)行了詳細(xì)
介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的
說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人
員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本
說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求一種變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置，包括變槳電機(jī)、變槳控制系統(tǒng)、變槳回轉(zhuǎn)軸承，所述變槳電機(jī)的輸出軸上安裝有增量型編碼器，所述增量型編碼器的輸出連接到變槳控制系統(tǒng)，其特征在于所述變槳回轉(zhuǎn)軸承旁安裝有最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、最小槳距角位置極限開關(guān)，所述各校正開關(guān)和極限開關(guān)的輸出信號連接到所述變槳控制系統(tǒng)，所述最小槳距角位置校正開關(guān)和最大槳距角位置校正開關(guān)設(shè)置在大于0°、小于90°槳距角附近，具有一個能夠校正槳距角的偏移角度，所述最小槳距角位置極限開關(guān)和最大槳距角位置極限開關(guān)設(shè)置在小于0°、大于90°槳距角附近，具有一個能夠避免超過安全運(yùn)行極限的偏移角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置，其特征在于所述最小槳距角位置校正開關(guān)和最大槳距角位置校正開關(guān)的偏移角度均為O。 5°之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置，其特征在于所述最小槳距角位置極限開關(guān)和最大槳距角位置極限開關(guān)的偏移角度均為O。 5°之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置，其特征在于所述最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)采用電感式感應(yīng)接近開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置，其特征在于所述最大、最小槳距角位置極限開關(guān)采用機(jī)械式觸點(diǎn)開關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置，其特征在于所述 增強(qiáng)型編碼器采用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，特別涉及一種變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測裝置。本實(shí)用新型在變槳電機(jī)的輸出軸上安裝有增量型編碼器，所述增量型編碼器的輸出連接到變槳控制系統(tǒng)，所述變槳回轉(zhuǎn)軸承旁安裝有最大槳距角位置校正開關(guān)、最小槳距角位置校正開關(guān)、最大槳距角位置極限開關(guān)、最小槳距角位置極限開關(guān)，所述各校正開關(guān)和極限開關(guān)的輸出信號連接到所述變槳控制系統(tǒng)，使安裝簡單、降低槳距角檢測裝置的成本50％；增加了最小槳距角位置極限開關(guān)，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳距角檢測的可靠性、真實(shí)性及機(jī)組運(yùn)行的安全性，降低機(jī)組成本。為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的槳葉槳距角信息，提高機(jī)組捕獲風(fēng)能的效率，獲得最佳電能輸出。
文檔編號G01D5/20GK201488722SQ200920161958
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者余紹清, 劉曉林, 吳星華, 唐國慶, 唐娟, 唐永春, 杜煒, 歐陽海黎, 湯文兵, 羅元宏, 雍斌 申請人:中船重工(重慶)海裝風(fēng)電設(shè)備有限公司