CN114738186A - 一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，包括连接组件以及多组旋转变压器、偏航电机、控制芯片、传感器连接线以及偏航驱动装置，多组所述旋转变压器、偏航电机、控制芯片、传感器连接线以及偏航驱动装置均与连接组件相配合，所述连接组件由大齿圈、六个滑垫保持装置、六个侧面轴承、多个螺栓孔以及多个螺纹孔组成，六个所述侧面轴承均固定安装在大齿圈的内壁上，六个所述滑垫保持装置分别固定安装在对应的侧面轴承上。优点在于：解决了因风机偏航角度精度不足导致偏航超过指定角度造成多次偏航的问题，有效减少了多次偏航造成的电力浪费，提高了风能利用率。

Description

一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统。

背景技术

风能作为一种洁清的可再生能源而越来越受到人们的关注，作为风能利用的主要形式，风力发电备受瞩目，风力发电过程中，风向可能会随时变化，这就需要对风电机组进行偏航控制，偏航控制是在可用风速范围内对风电机组自动准确控制，从而提高风能的利用率，而目前偏航角度的测量，通常采用在偏航齿轮安装外置齿轮编码器的方式，由于齿轮编码器的本身精度较低，无法及时反馈至主控系统实时调整偏航电机输出扭矩，导致偏航角度超过预设值的值，需要多次偏航作业，造成时间和资源浪费。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中偏航角度不够精确，导致风机进行多次偏航动作才能到达指定角度问题，而提出的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，包括连接组件以及多组旋转变压器、偏航电机、控制芯片、传感器连接线以及偏航驱动装置，多组所述旋转变压器、偏航电机、控制芯片、传感器连接线以及偏航驱动装置均与连接组件相配合。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述连接组件由大齿圈、六个滑垫保持装置、六个侧面轴承、多个螺栓孔以及多个螺纹孔组成，六个所述侧面轴承均固定安装在大齿圈的内壁上，六个所述滑垫保持装置分别固定安装在对应的侧面轴承上，每个所述滑垫保持装置与对应的侧面轴承之间均开设有三个螺纹孔，多个所述螺栓孔均开设在大齿圈上。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述偏航电机由电机外壳、电机轴、电机法兰、固定隔板以及两个电机轴承组成，所述电机法兰固定安装在电机外壳的侧壁上，所述固定隔板固定安装在电机外壳内，两个所述电机轴承的外圈分别固定安装在电机外壳以及固定隔板上，所述电机轴固定安装在两个电机轴承的内圈之间。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述旋转变压器固定安装在电机外壳内，且旋转变压器与电机轴转动连接，所述控制芯片固定安装在固定隔板上，且控制芯片与电机轴固定连接，所述传感器连接线连接在旋转变压器上。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述电机外壳外部固定安装有传感器连接线接头，所述控制芯片上固定安装有安装板，且安装板与电机轴转动连接，所述安装板与固定隔板之间螺纹连接有多个固定螺杆，所述安装板上固定安装有垫片，且垫片的内径大于电机轴的直径。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述偏航驱动装置由连接板、保护套、电机法兰、传动杆、驱动齿轮、两个连接法兰、多个连接螺栓以及多个固定螺栓组成，所述连接板固定安装在电机轴位于电机外壳外的一端，所述传动杆以及连接板上均固定安装有连接法兰，且两个连接法兰之间固定安装有多个连接螺栓，所述驱动齿轮固定安装在传动杆下端，且驱动齿轮与大齿圈相啮合，所述保护套以及上固定安装有电机法兰，且保护套与电机轴转动连接，所述保护套上的电机法兰与电机外壳上的电机法兰之间固定安装有多个固定螺栓。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述旋转变压器，获得偏航电机旋转轴实时角度，保证偏航电机输出扭矩精准。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述控制芯片可以接收并识别旋转变压器反馈的数据，通过特定程序分析可以做出对应的偏航指令。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述偏航电机偏航系统的输出设备，根据控制芯片提供信号调整机舱方向，保证风机叶轮法线方向与风向基本一致。

在上述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统中，所述的传感器连接线用于旋转变压器与控制芯片信号传输。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

1：通过旋转变压器与控制芯片的配合，解决了因风机偏航角度精度不足导致偏航超过指定角度造成多次偏航的问题。

2：由于偏航角度控制速度快、精度高，可有效减少了多次偏航造成的电力浪费，并且可提高风能利用率。

综上所述，本发明解决了因风机偏航角度精度不足导致偏航超过指定角度造成多次偏航的问题，有效减少了多次偏航造成的电力浪费，提高了风能利用率。

附图说明

图1为本发明提出的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统的示意图；

图2为本发明的安装结构示意图；

图3为图1的正视图；

图4为本发明中偏航电机的结构示意图；

图5为图3中A部分的结构放大示意图；

图6为图4中B部分的结构放大示意图。

图中：1大齿圈、2滑垫保持装置、3螺栓孔、4螺纹孔、5侧面轴承、6电机外壳、7传动杆、8驱动齿轮、9电机轴、10连接板、11连接法兰、12连接螺栓、13保护套、14电机法兰、15固定螺栓、16电机轴承、17固定隔板、18旋转变压器、19控制芯片、20安装板、21固定螺杆、22垫片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参照图1-6，一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，包括连接组件以及多组旋转变压器18、偏航电机、控制芯片19、传感器连接线以及偏航驱动装置，多组旋转变压器18、偏航电机、控制芯片19、传感器连接线以及偏航驱动装置均与连接组件相配合。

上述值得注意的是：

1、连接组件由大齿圈1、六个滑垫保持装置2、六个侧面轴承5、多个螺栓孔3以及多个螺纹孔4组成，六个侧面轴承5均固定安装在大齿圈1的内壁上，六个滑垫保持装置2分别固定安装在对应的侧面轴承5上，每个滑垫保持装置2与对应的侧面轴承5之间均开设有三个螺纹孔4，多个螺栓孔3均开设在大齿圈1上，大齿圈1通过多个安装螺栓与多个螺栓孔3的配合紧固在塔筒法兰上面。

2、侧面轴承5是一个弧状的阶梯块，其上有五个沉孔分布于圆弧，用于放置定位销、圆形弹簧和压板，每个沉孔的底部有M33的螺纹孔，用于安装调整螺栓，调整调整螺栓的旋入深度就可以调整滑垫保持装置2中滑动衬垫与大齿圈1之间的紧密程度，从而得到最佳阻尼。

3、侧面轴承5上还有六个39 mm的孔分布于圆弧内圈，M36螺栓通过这些孔将侧面轴承5与主机架紧固在一起，当机舱需要偏航时，侧面轴承5带动滑动保持装置随机架共同旋转。

4、偏航电机由电机外壳6、电机轴9、电机法兰14、固定隔板17以及两个电机轴承16组成，电机法兰14固定安装在电机外壳6的侧壁上，固定隔板17固定安装在电机外壳6内，两个电机轴承16的外圈分别固定安装在电机外壳6以及固定隔板17上，电机轴9固定安装在两个电机轴承16的内圈之间。

5、旋转变压器18固定安装在电机外壳6内，且旋转变压器18与电机轴9转动连接，控制芯片19固定安装在固定隔板17上，且控制芯片19与电机轴9固定连接，传感器连接线连接在旋转变压器18上，电机外壳6外部固定安装有传感器连接线接头，控制芯片19上固定安装有安装板20，且安装板20与电机轴9转动连接，安装板20与固定隔板17之间螺纹连接有多个固定螺杆21，安装板20上固定安装有垫片22，且垫片22的内径大于电机轴9的直径。

6、旋转变压器18，获得偏航电机旋转轴实时角度，保证偏航电机输出扭矩精准，控制芯片19可以接收并识别旋转变压器18反馈的数据，通过特定程序分析可以做出对应的偏航指令，偏航电机偏航系统的输出设备，根据控制芯片19提供信号调整机舱方向，保证风机叶轮法线方向与风向基本一致，传感器连接线用于旋转变压器18与控制芯片19信号传输。

7、偏航驱动装置由连接板10、保护套13、电机法兰14、传动杆7、驱动齿轮8、两个连接法兰11、多个连接螺栓12以及多个固定螺栓15组成。

8、连接板10固定安装在电机轴9位于电机外壳6外的一端，传动杆7以及连接板10上均固定安装有连接法兰11，且两个连接法兰11之间固定安装有多个连接螺栓12，驱动齿轮8固定安装在传动杆7下端，且驱动齿轮8与大齿圈1相啮合，保护套13以及上固定安装有电机法兰14，且保护套13与电机轴9转动连接，保护套13上的电机法兰14与电机外壳6上的电机法兰14之间固定安装有多个固定螺栓15，当控制芯片19接受旋转变压器18的反馈信号，数据经过处理分析后，可控制偏航电机转动，随后驱动齿轮8围绕着大齿圈1旋转带动主机架旋转，直到机舱位置与风向仪测得的风向相一致。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，包括连接组件以及多组旋转变压器（18）、偏航电机、控制芯片（19）、传感器连接线以及偏航驱动装置，其特征在于，多组所述旋转变压器（18）、偏航电机、控制芯片（19）、传感器连接线以及偏航驱动装置均与连接组件相配合。

2.根据权利要求1所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述连接组件由大齿圈（1）、六个滑垫保持装置（2）、六个侧面轴承（5）、多个螺栓孔（3）以及多个螺纹孔（4）组成，六个所述侧面轴承（5）均固定安装在大齿圈（1）的内壁上，六个所述滑垫保持装置（2）分别固定安装在对应的侧面轴承（5）上，每个所述滑垫保持装置（2）与对应的侧面轴承（5）之间均开设有三个螺纹孔（4），多个所述螺栓孔（3）均开设在大齿圈（1）上。

3.根据权利要求2所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述偏航电机由电机外壳（6）、电机轴（9）、电机法兰（14）、固定隔板（17）以及两个电机轴承（16）组成，所述电机法兰（14）固定安装在电机外壳（6）的侧壁上，所述固定隔板（17）固定安装在电机外壳（6）内，两个所述电机轴承（16）的外圈分别固定安装在电机外壳（6）以及固定隔板（17）上，所述电机轴（9）固定安装在两个电机轴承（16）的内圈之间。

4.根据权利要求3所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述旋转变压器（18）固定安装在电机外壳（6）内，且旋转变压器（18）与电机轴（9）转动连接，所述控制芯片（19）固定安装在固定隔板（17）上，且控制芯片（19）与电机轴（9）固定连接，所述传感器连接线连接在旋转变压器（18）上。

5.根据权利要求4所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述电机外壳（6）外部固定安装有传感器连接线接头，所述控制芯片（19）上固定安装有安装板（20），且安装板（20）与电机轴（9）转动连接，所述安装板（20）与固定隔板（17）之间螺纹连接有多个固定螺杆（21），所述安装板（20）上固定安装有垫片（22），且垫片（22）的内径大于电机轴（9）的直径。

6.根据权利要求3所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述偏航驱动装置由连接板（10）、保护套（13）、电机法兰（14）、传动杆（7）、驱动齿轮（8）、两个连接法兰（11）、多个连接螺栓（12）以及多个固定螺栓（15）组成，所述连接板（10）固定安装在电机轴（9）位于电机外壳（6）外的一端，所述传动杆（7）以及连接板（10）上均固定安装有连接法兰（11），且两个连接法兰（11）之间固定安装有多个连接螺栓（12），所述驱动齿轮（8）固定安装在传动杆（7）下端，且驱动齿轮（8）与大齿圈（1）相啮合，所述保护套（13）以及上固定安装有电机法兰（14），且保护套（13）与电机轴（9）转动连接，所述保护套（13）上的电机法兰（14）与电机外壳（6）上的电机法兰（14）之间固定安装有多个固定螺栓（15）。

7.根据权利要求1所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述旋转变压器（18），获得偏航电机旋转轴实时角度，保证偏航电机输出扭矩精准。

8.根据权利要求1所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述控制芯片（19）可以接收并识别旋转变压器（18）反馈的数据，通过特定程序分析可以做出对应的偏航指令。

9.根据权利要求1所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述偏航电机偏航系统的输出设备，根据控制芯片（19）提供信号调整机舱方向，保证风机叶轮法线方向与风向基本一致。

10.根据权利要求1所述的一种优化风力发电机组偏航角度的控制系统，其特征在于，所述传感器连接线用于旋转变压器（18）与控制芯片（19）信号传输。

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