CN209557158U - 一种新型偏航控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型偏航控制***，包括风机主体，风机主体轴连接有偏航电机，偏航电机的转轴的边侧设置有风力发电机主轴刹车，风机主体的边侧设置有风速风向仪，风机主体设置有三个叶片，每个叶片上均设有一个限位开关，风机主体电性连接有风机主控制器，风机主控制器和风机主体内的滑环相连接，滑环连接有变桨控制器，变桨控制器电性连接有变桨编码器，滑环分别和三个叶片上的限位开关相连接。本实用新型加强了风力发电机在大风天气时运行的安全性，避免了因变桨故障，风机不能及时收桨，从而导致风机严重超速以至于轮毂和叶片脱落或者风机倒机的风险。

Description

一种新型偏航控制***

技术领域

本实用新型涉及应用于风电行业的风力发电机安全控制技术领域，具体为一种新型偏航控制***。

背景技术

风机安全控制机制是风机安全运行的保证，其可靠性直接关系到风机整体的安全。在大风天气情况下，风力发电机组将满功率运行，由于此时风机达到额定转速，并且震动较大，风机的故障率大大增加，风机运行的风险也增加。

传统的风力直驱发电机组如遇故障，风机将断开电网连接并停机收桨。如故障等级较高，风机还将禁止偏航，整体保持不做任何动作的状态。由于刚刚停机，风机机头将保持在对风状态，收回后的桨叶迎风面也最小，阻力最小。此安全机制在此情况下是较为正确的安全措施，但如遇到变桨***严重故障，桨叶不能收回，迎风面较大，而此时正处在大风天气，风向整体将保持较长时间，风速较高，风力发电机组转速就会不断上升，继而发生轮毂和叶片脱落或者风机倒机的重大安全事故。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型偏航控制***，一种在变桨***不能将叶片收到90度安全位置或主控***不能检测到叶片实际位置的情况下的更可靠的安全控制机制，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型偏航控制***，包括风机主体，风机主体轴连接有偏航电机，偏航电机的转轴的边侧设置有风力发电机主轴刹车，风机主体的边侧设置有风速风向仪，风机主体设置有三个叶片，每个叶片上均设有一个限位开关，风机主体电性连接有风机主控制器，风机主控制器和风机主体内的滑环相连接，滑环连接有变桨控制器，变桨控制器电性连接有变桨编码器，滑环分别和三个叶片上的限位开关相连接。

通过采用上述技术方案：在风机收桨失败后，通过控制风机偏航，使风机机头位置始终保持对风夹角为90度附近，此时即使叶片仍保持为0度，但不能很好的获取风能，叶片转速不会提升到超速转速，从而实现风机在收桨失败后的安全控制机制的优化。

优选的，风机主控制器与风力发电机主轴刹车、风速风向仪和偏航电机均电性连接。

通过采用上述技术方案：利用风机机头对风夹角为90度时，即使叶片展开角度为0度，叶片也不能获取风能的原理，在风机收桨失败后，通过控制风机偏航，使风机机头位置始终保持对风夹角为90度附近。从而实现风机在收桨失败后的安全控制机制的优化。

优选的，风机主体的机头位置对风夹角所引用的风速为3秒钟平均风速。

通过采用上述技术方案：风机机头位置对风夹角需设定于一个偏差值X，X为可变的参数，默认值为20，当机头位置满足：|实际对风夹角- 90度|<=X时，风机偏航不动作，当机头位置满足：|实际对风夹角- 90度|>X时，风机偏航动作，使风机机头移动到对风夹角为90度的位置。

优选的，三个限位开关的安装位置分别为10度、40度和70度。

通过采用上述技术方案：三个限位开关将开关信号经过滑环传递给风机主控制器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型加强了风力发电机在大风天气时运行的安全性，避免了因变桨故障，风机不能及时收桨，从而导致风机严重超速以至于轮毂和叶片脱落或者风机倒机的风险。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的叶片展开到0度风向示意图。

图中：1、风机主控制器；2、变桨编码器；3、变桨控制器；4、风力发电机主轴刹车；5、风速风向仪；6、偏航电机；7、滑环；8、限位开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：新型偏航控制***，包括风机主体9，风机主体9轴连接有偏航电机6，偏航电机6的转轴的边侧设置有风力发电机主轴刹车4，风机主体9的边侧设置有风速风向仪5，风机主体9设置有三个叶片，每个叶片上均设有一个限位开关8，风机主体9电性连接有风机主控制器1，风机主控制器1和风机主体9内的滑环7相连接，滑环7连接有变桨控制器3，变桨控制器3电性连接有变桨编码器2，滑环7分别和三个叶片上的限位开关8相连接。在风机收桨失败后，通过控制风机偏航，使风机机头位置始终保持对风夹角为90度附近，此时即使叶片仍保持为0度，但不能很好的获取风能，叶片转速不会提升到超速转速，从而实现风机在收桨失败后的安全控制机制的优化。

风机主控制器1与风力发电机主轴刹车4、风速风向仪5和偏航电机6均电性连接，利用风机机头对风夹角为90度时，即使叶片展开角度为0度，叶片也不能获取风能的原理，在风机收桨失败后，通过控制风机偏航，使风机机头位置始终保持对风夹角为90度附近。从而实现风机在收桨失败后的安全控制机制的优化。风机主体9的机头位置对风夹角所引用的风速为3秒钟平均风速，三个限位开关8的安装位置分别为10度、40度和70度。

工作原理：使用时，如果风机主控制器1检测故障信号，风机主控制器1将发出收桨命令，经过滑环6传递给变桨控制器3，变桨控制器3执行命令开始收桨，变桨编码,实时将桨叶角度的数值信号传递给变桨控制器3，变桨控制器3将角度信号经过滑环6传递给风机主控制器1，三个限位开,8将开关信号经过滑环7传递给风机主控制器1，风速风向仪5将风向和风速信号实时传递给风机主控制器1；风机主控制器1做出判断，若3秒平均风速未超过3米/秒，风机不做动作；若3秒平均风速超过3米/秒，每面三个限位开关8在30秒内均向风机主控制器1传回开关信号或30秒内桨叶角度值达到90度，风机不做动作；若3秒平均风速超过3米/秒，在30秒内桨叶角度值没有达到90度或每面三个限位开关8在30秒内未向风机主控制器1传回开关信号，风机主控制器1将发出偏航命令，偏航电机6动作，风机偏移到机头对风夹角为90度的位置。

风机主控制器1实时判断30秒平均风向，当机头位置满足：|实际对风夹角- 90|<=20时，风机偏航不动作；当机头位置满足：|实际对风夹角- 90|>20时，风机主控制器1给出偏航命令，风机偏航电机6动作，使风机机头移动到对风夹角为90度的位置。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种新型偏航控制***，包括风机主体（9），其特征在于：风机主体（9）轴连接有偏航电机（6），偏航电机（6）的转轴的边侧设置有风力发电机主轴刹车（4），风机主体（9）的边侧设置有风速风向仪（5），风机主体（9）设置有三个叶片，每个叶片上均设有一个限位开关（8），风机主体（9）电性连接有风机主控制器（1），风机主控制器（1）和风机主体（9）内的滑环（7）相连接，滑环（7）连接有变桨控制器（3），变桨控制器（3）电性连接有变桨编码器（2），滑环（7）分别和三个叶片上的限位开关（8）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型偏航控制***，其特征在于：风机主控制器（1）与风力发电机主轴刹车（4）、风速风向仪（5）和偏航电机（6）均电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型偏航控制***，其特征在于：风机主体（9）的机头位置对风夹角所引用的风速为3秒钟平均风速。

4.根据权利要求1所述的一种新型偏航控制***，其特征在于：三个限位开关（8）的安装位置分别为10度、40度和70度。