CN112145349A - 一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法，包括以下步骤：接收限位开关被触发的信号；判断编码器状态；读取桨叶所在位置角度与标定角度之间的误差阈值；根据误差阈值进行限位开关的误触发判断；按照编码器实际位置进行收桨；判断达到触发限位角度后的电机工作状态；根据电机工作状态切换为软限位方式，执行收桨操作。本发明可以解决现有技术中存在的风力发电机组变桨系统限位功能失效，影响影响变桨系统安全性的技术问题。

Description

一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法
技术领域
本发明涉及风力发电机组技术领域，具体涉及一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法。
背景技术
风力发电机组的变桨系统在变桨过程中，目前是采用限位开关进行极限位置保护，通过安装在变桨轴承腹板上的限位开关将变桨系统的运动范围限制在0-91°之间。采用这种技术方案，一旦限位开关失效，将可能造成风力发电机组设备的损坏或安全事故，因此限位开关的稳定性和可靠性，对变桨系统控制来说是十分重要的。
目前，风力发电机组一般是通过识别限位开关动作的DI信号来判断限位开关的触发状态。变桨系统的限位开关有2个，当接收到第一个限位开关触发的信号后，变桨系统执行停机；当接收到第二个限位开关触发的信号后，驱动器直接中断输出，电机停转。但是，如果两个限位开关同时失效，风力发电机组就会以固定方向和固定角度一直旋转。
在实际情况中，风力发电机组的变桨系统可能会因为限位开关误触发，造成的变桨动作异常停止；还有可能因为限位开关真正失效，造成的风力发电机组失去限位保护功能。这些技术问题都是限位功能实质处于失效状态引起的，会影响变桨系统的安全性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法，以解决现有技术中存在的风力发电机组变桨系统限位功能失效，影响影响变桨系统安全性的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
第一方面，提供了一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法；在第一种可实现方式中，包括以下步骤：
接收限位开关被触发的信号；
判断编码器状态；
读取桨叶所在位置角度与标定角度之间的误差阈值；
根据误差阈值进行限位开关的误触发判断；
按照编码器实际位置进行收桨；
判断达到触发限位角度后的电机工作状态；
根据电机工作状态切换为软限位方式，执行收桨操作。
结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，判断编码器状态时，如果编码器出现故障，变桨系统控制故障面以固定方向、固定速度进行限位停机。
结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，误差阈值为3°。
结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，根据误差阈值进行限位开关的误触发判断时，如限位开关被正常触发，变桨系统控制电机转速降为0，执行停机。
结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，判断达到触发限位角度后的电机工作状态时，当电机处于转动状态切换为软限位方式。
结合第一种可实现方式，在第六种可实现方式中，软限位方式的具体实施方式如下：
检测到变桨系统处于紧急停机模式；
接收到第二个限位开关触发信号；
判断编码器工作状态正常；
检测到桨叶角度大于预设值时，控制驱动器停止输出，电机停转。
第二方面，提供了一种电子设备，在第七种可实现方式中，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现第一到第六任意一种可实现方式提供的风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法。
第三方面，提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，在第八种可实现方式中，计算机程序被处理器执行时实现第一到第六任意一种可实现方式提供的风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法。
由上述技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：
1.通过对限位开关误触发状态进行识别，可以保证在限位开关被异物误触发后，仍然可以收回到安全收桨位置。
2.在限位开关真实失效的情况下，使用软限位功能可以让叶片停在安全角度，提高变桨系统运行可靠性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例1的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
在本实施例中，提出了：1、限位开关误触发的故障识别方法；在误触发时且无编码器故障时，仍按照编码器角度指令进行收桨。2、限位开关失效后软限位的控制方法。
以下对实施例1工作原理进行详细说明：
如图1所示，限位开关误触发的故障识别及控制方法，按以下步骤进行：
1、接收限位开关被触发的信号
在本实施例中，当变桨系统识别到限位开关动作的DI信号时，即表明限位开关被触发。
2、判断编码器状态
变桨系统判断编码器工作状态是否出现故障。编码器安装在电机轴上，桨叶旋转时通过变桨轴承和变桨减速箱将转速传递到变桨电机轴，通过一定计算记录变桨角度。如果电机编码器出现故障，变桨系统控制故障面以固定方向、固定速度进行限位停机。如果编码器未出现故障，则进入下一判断序列。
3、读取桨叶所在位置角度与标定角度之间的误差阈值，根据误差阈值判断是否为限位开关误触发
正常情况下，变桨系统的运动范围限制在0-91°之间。限位开关触发时，会有一个标定角度值，标定角度值即为桨叶需要旋转对准的角度位置。读取桨叶所在位置的角度与标定角度之间的误差值。如果误差值在3°及3°以内，说明限位开关被正常触发，此时变桨系统控制电机转速降为0，执行停机。如果误差值大于3°，说明限位开关被误触发，此时变桨系统不执行停机操作，而是按照编码器的实际位置执行收桨操作。
4、判断达到触发限位角度后的电机工作状态
如果电机处于停机状态，说明完成了停机过程，实现了安全收桨。如果电机仍然处于转动状态，说明硬件限位方式失效，即限位开关失效。此时变桨系统会切换为软限位方式，激活软限位功能，按照软限位的角度设置停止电机工作，完成停机过程，实现安全收桨。
软限位功能的具体实施方式如下：当检测到变桨系统处于紧急停机模式，并接收到第二个硬件限位开关触发信号，且此时无编码器相关故障，判断为桨叶已经触发了第二个限位开关，但硬件限位保护功能失效。变桨系统切换为软限位模式，激活软限位功能。软限位功能使用角度判断，检测到桨叶角度大于预设值时，控制驱动器停止输出，电机停转。比如：第二个限位开关角度为96°，那么当桨叶在100°时触发软限位保护，当通过编码器进行角度检测，发现桨叶角度大于等于100°时，立即控制驱动器停止输出，电机停转。
实施例2
提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现实施例1中提供的风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法。
实施例3
提供了一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，可以实现实施例1中提供的风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收限位开关被触发的信号；
判断编码器状态；
读取桨叶所在位置角度与标定角度之间的误差阈值；
根据误差阈值进行限位开关的误触发判断；
按照编码器实际位置进行收桨；
判断达到触发限位角度后的电机工作状态；
根据电机工作状态切换为软限位方式，执行收桨操作。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法，其特征在于：判断编码器状态时，如果编码器出现故障，变桨系统控制故障面以固定方向、固定速度进行限位停机。
3.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法，其特征在于：所述误差阈值为3°。
4.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法，其特征在于：根据误差阈值进行限位开关的误触发判断时，如限位开关被正常触发，变桨系统控制电机转速降为0，执行停机。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法，其特征在于：判断达到触发限位角度后的电机工作状态时，当电机处于转动状态切换为软限位方式。
6.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法，其特征在于：所述软限位方式的具体实施方式如下：
检测到变桨系统处于紧急停机模式；
接收到第二个限位开关触发信号；
判断编码器工作状态正常；
检测到桨叶角度大于预设值时，控制驱动器停止输出，电机停转。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1-6中任意一种所述的风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法。
8.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任意一种所述的风电机组变桨系统限位开关触发识别及控制方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113623147A (zh) * 2021-09-16 2021-11-09 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 一种风电机组变桨系统接近开关触发故障判断方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102042180A (zh) * 2010-12-17 2011-05-04 新疆金风科技股份有限公司 一种风力发电机
CN201827015U (zh) * 2010-07-07 2011-05-11 山东长星风电科技有限公司 变桨控制系统安全装置
CN201835984U (zh) * 2010-06-29 2011-05-18 上海派恩科技有限公司 一种高可靠性的收桨控制装置
CN103352798A (zh) * 2013-06-26 2013-10-16 国家电网公司 一种风电机组收桨系统及收桨方法
CN104329221A (zh) * 2014-09-04 2015-02-04 成都阜特科技股份有限公司 一种变桨距系统的收桨方法
CN107781104A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 北京金风科创风电设备有限公司 收桨的控制方法及控制电路
CN207111314U (zh) * 2017-08-23 2018-03-16 北京金风科创风电设备有限公司 双开关检测装置及变桨系统
CN207261170U (zh) * 2017-07-27 2018-04-20 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的变桨限位结构和叶片位置检测装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201835984U (zh) * 2010-06-29 2011-05-18 上海派恩科技有限公司 一种高可靠性的收桨控制装置
CN201827015U (zh) * 2010-07-07 2011-05-11 山东长星风电科技有限公司 变桨控制系统安全装置
CN102042180A (zh) * 2010-12-17 2011-05-04 新疆金风科技股份有限公司 一种风力发电机
CN103352798A (zh) * 2013-06-26 2013-10-16 国家电网公司 一种风电机组收桨系统及收桨方法
CN104329221A (zh) * 2014-09-04 2015-02-04 成都阜特科技股份有限公司 一种变桨距系统的收桨方法
CN107781104A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 北京金风科创风电设备有限公司 收桨的控制方法及控制电路
CN207261170U (zh) * 2017-07-27 2018-04-20 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的变桨限位结构和叶片位置检测装置
CN207111314U (zh) * 2017-08-23 2018-03-16 北京金风科创风电设备有限公司 双开关检测装置及变桨系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113623147A (zh) * 2021-09-16 2021-11-09 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 一种风电机组变桨系统接近开关触发故障判断方法
CN113623147B (zh) * 2021-09-16 2022-09-30 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 一种风电机组变桨系统接近开关触发故障判断方法

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