CN112392657A - 一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，包括以下步骤：主控系统控制偏航电机液压刹车松刹，使液压刹车压力降低至偏航压力；主控系统控制偏航变频器向偏航电机输出直流电，按预设励磁时间对偏航电机进行励磁，使偏航电机转子建立磁场；主控系统控制偏航电机电磁刹车松刹；主控系统控制偏航变频器输出转速，开始偏航。本发明可以解决现有技术中存在的偏航启动过程中由于启动力矩不足导致偏航失败与机舱反偏的技术问题。

Description

一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法。
背景技术
风力发电机组输出功率的增加一般伴随着叶片的加长与机舱重量的增加。机舱重量的增加，将导致风力发电机组在启动偏航时需要克服的最大静摩擦力增大，这样就需要更大的启动转矩。
当前，大型风力发电机机组在偏航启动时需要较大的启动转矩；但因未对启动转矩进行单独控制，可能会因启动转矩不足引起偏航启动失败；严重时还将引起机舱反偏，导致机组偏航驱动断齿。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，以解决现有技术中存在的偏航启动过程中由于启动力矩不足导致偏航失败与机舱反偏的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
第一方面，提供了一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，包括以下步骤：
主控系统控制偏航电机液压刹车松刹，使液压刹车压力降低至偏航压力；
主控系统控制偏航变频器向偏航电机输出直流电，按预设励磁时间对偏航电机进行励磁，使偏航电机转子建立磁场；
主控系统控制偏航电机电磁刹车松刹；
主控系统控制偏航变频器输出转速，开始偏航。
进一步的，对偏航电机液压刹车进行松刹时，主控系统实时监测液压刹车压力；当经过预设降压时间后，液压刹车压力未降低至偏航压力，主控系统退出偏航模式。
进一步的，励磁时间按照励磁时间算法计算得到，具体计算方法如下：
励磁时间等于偏航电机转子时间常数乘以偏航电机数量再减去延迟时间。
进一步的，延迟时间的计算方法如下：
延迟时间等于偏航电机松开电磁刹车回路的多个继电器的动作最大时间之和，加上偏航电机电磁刹车的动作最大时间，再加上电磁刹车反馈触点最大动作时间。
进一步的，主控系统控制偏航电机电磁刹车松刹时，在等待延迟时间后，通过电磁刹车的反馈触点判断电磁刹车是否松刹；如果电磁刹车未松开，主控系统报错，退出偏航模式。
第二方面，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第一方面提供的风力发电机组偏航电机预励磁控制方法。
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，计算机程序程序被处理器执行时实现第一方面提供的风力发电机组偏航电机预励磁控制方法。
由上述技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：
1.在偏航启动前对偏航电机的转子进行预先的磁场建立，使风力发电机组偏航启动瞬间就能获得一个转矩，使得启动转矩增加，给偏航启动提供充足的转矩，提高风力发电机组偏航启动的可靠性。
2.使用励磁时间算法对励磁时间进行精准控制。
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的风力发电机组偏航电机预励磁控制流程图；
图2为本发明实施例1的偏航电机电磁刹车控制电原理图；
图3为本发明实施例1的偏航电机电磁刹车反馈电原理图。
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
本实施例提供了一种提供了一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，包括以下步骤：
主控系统控制偏航电机液压刹车松刹，使液压刹车压力降低至偏航压力；
主控系统控制偏航变频器向偏航电机输出直流电，按预设励磁时间对偏航电机进行励磁，使偏航电机转子建立磁场；
主控系统控制偏航电机电磁刹车松刹；
主控系统控制偏航变频器输出转速，开始偏航。
以下对实施例1工作原理进行详细说明：
风力发电机组的主控系统根据机组的运行状态判断是否需要进行偏航，如果需要偏航，主控系统向偏航系统发出偏航指令。本实施例中，风力发电机组偏航电机预励磁控制方法具体按以下步骤进行：
1、主控系统控制偏航电机液压刹车松刹，使液压刹车压力降低至偏航压力。
主控系统控制偏航半压阀、偏航使能阀动作，对偏航电机液压刹车进行松刹，使液压刹车压力降低到机组偏航需要的压力。在本实施例中，液压刹车压力降低至偏航压力，系统半压的存在可保证系统偏航过程中的平稳可控；偏航过程结束后，全压制动重新投入。
主控系统会实时监测液压刹车压力，当发出偏航指令后，如果压力在预设的降压时间内一直不能降低到偏航压力，则说明发生了故障，此时主控系统会退出偏航模式。对压力下降的持续监测时间可以预设，在本实施例中，预设的降压时间优选为10秒，这样既可以留给液压刹车压力充分的下降时间，也可以避免较长时间的故障判断等待时间。
2、主控系统控制偏航变频器向偏航电机输出直流电，按预设励磁时间对偏航电机进行励磁。
在本实施中，励磁的作用就是控制发电机转子的电压，使其产生的磁场变化。在没有进行预励磁时，电机启动后的转矩是从0开始逐渐增大的；当进行预励磁后，电机在启动的瞬间就会有一个转矩，这样就可以获得充足的启动力矩。启动转矩就是在启动时候产生的一个比额定转矩大1.7-2.2倍的转矩，这个启动转矩能克服转子的静摩擦和电机所带动的负荷产生的阻力。
通过励磁来降低偏航电机的转速需要花一定时间，才能将偏航电机的转速降到能提供充足启动力矩的速度，设需要励磁时间的长度为T1，T1也同时为预设的励磁时间。主控系统对偏航变频器输出直流电给偏航电机的过程进行计时：当励磁时间小于需要励磁时间T1时，说明励磁的时间还不够，此时主控系统控制偏航变频器持续进行直流励磁；当励磁时间等于需要励磁时间T1时，说明说明励磁的时间已满足要求，此时主控系统控制偏航变频器停止输出直流电给偏航电机。
3、主控系统控制偏航电机电磁刹车松刹。
当励磁的时间满足要求时，主控系统控制偏航电机电磁刹车进行松刹，为开始偏航作准备。具体的，在本实施例中，主控系统在控制偏航电机电磁刹车松刹之后，在等待延迟时间T2后，通过电磁刹车的反馈触点判断电磁刹车是否松刹。
如果电磁刹车未松开，主控系统报错，退出偏航模式。
如果电磁刹车已经松开，主控系统控制风力发电机组开始偏航。
4、主控系统控制偏航变频器输出转速，开始偏航。
当电磁刹车已经松开，主控系统控制偏航变频器输出转速，开始偏航。之后偏航控制按照常规的偏航控制进行。
在本实施例中，励磁时间的算法如下：励磁时间T1等于偏航电机转子时间常数乘以偏航电机数量再减去延迟时间T2。延迟时间T2等于偏航电机松开电磁刹车回路的多个继电器的动作最大时间(即图2中1Q1吸合的最大时间)之和，加上偏航电机电磁刹车的动作最大时间(即图2中Y1～Y6刹车的动作最大时间)，再加上电磁刹车反馈触点最大动作时间(即图3中Y1～Y6的反馈触点最大动作时间)。
具体的，T1为200～500毫秒，此时间设置可以满足大部分风力发电机组将偏航电机转速降到能提供充足启动力矩的速度。延迟时间T2为100～200毫秒，此时间设置可以保证在正常情况下，偏航电机的电磁刹车在接收到控制信号后能够完全松开。
通过上述技术方案，通过在偏航启动前对偏航电机的转子进行预先的磁场建立，同时通过使用励磁时间算法对励磁时间进行精准控制，使风力发电机组偏航启动瞬间就能获得一个转矩，使得启动转矩增加，给偏航启动提供充足的转矩。
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 (7)

1.一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
主控系统控制偏航电机液压刹车松刹，使液压刹车压力降低至偏航压力；
主控系统控制偏航变频器向偏航电机输出直流电，按预设励磁时间对偏航电机进行励磁，使偏航电机转子建立磁场；
主控系统控制偏航电机电磁刹车松刹；
主控系统控制偏航变频器输出转速，开始偏航。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，其特征在于：对偏航电机液压刹车进行松刹时，主控系统实时监测液压刹车压力；当经过预设降压时间后，液压刹车压力未降低至偏航压力，主控系统退出偏航模式。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，其特征在于，所述励磁时间按照励磁时间算法计算得到，具体计算方法如下：
励磁时间等于偏航电机转子时间常数乘以偏航电机数量再减去延迟时间。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，其特征在于，所述延迟时间的计算方法如下：
延迟时间等于偏航电机松开电磁刹车回路的多个继电器的动作最大时间之和，加上偏航电机电磁刹车的动作最大时间，再加上电磁刹车反馈触点最大动作时间。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航电机预励磁控制方法，其特征在于：主控系统控制偏航电机电磁刹车松刹时，在等待延迟时间后，通过电磁刹车的反馈触点判断电磁刹车是否松刹；如果电磁刹车未松开，主控系统报错，退出偏航模式。
6.一种电子设备，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1-5中任一所述的风力发电机组偏航电机预励磁控制方法。
7.一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1-5中任一所述的风力发电机组偏航电机预励磁控制方法。
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