CN114856910A - 多驱动变桨系统及风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多驱动变桨系统及风机，该多驱动变桨系统用于根据风机控制器的控制驱动桨叶运行，包括多个电机，用于带动轮毂齿轮运转；多个变桨驱动器，多个所述变桨驱动器的信号端分别与风机控制器连接，多个所述变桨驱动器的输出端与多个所述电机一一对应连接；每个所述变桨驱动器用于根据所述风机控制器输出的控制信号产生对应的驱动信号并输出；其中，多个所述变桨驱动器能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发其余的变桨驱动器驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，以驱动所述桨叶运行到预设安全位置。本发明提高了风机系统的安全性和功率。

Description

多驱动变桨系统及风机

技术领域

本发明涉及风力发电机组变桨控制领域，尤其涉及一种多驱动变桨系统及风机。

背景技术

风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到重视。由于陆地上可开发的风资源越来越少，海上风电相较于陆上风电有风能含量大、湍流度低、对环境影响较小等优点，全球风电场建设已出现从陆地向海上发展的趋势。

目前，我国海上风电正在向机组大型化的方向发展，变桨系统作为风力发电机组控制系统的重要组成部分，具有调节风轮输入功率，气动刹车等功能，直接影响风电机组的性能和安全。

现有的变桨系统大多采用单个驱动器驱动单个电机，再由单个电机通过单个轮毂齿轮驱动整只桨叶的运行角度。由于海上风力环境比较恶劣，如果驱动器出现故障突然停机，桨叶可能并未处于安全位置，这就使得风机存在被吹倒的风险，可见现有风机的变桨系统安全性较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多驱动变桨系统及风机，旨在解决现有风机安全性较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种多驱动变桨系统，用于根据风机控制器的控制驱动桨叶运行，包括：

多个电机，用于带动轮毂齿轮运转；

多个变桨驱动器，多个所述变桨驱动器的信号端分别与风机控制器连接，多个所述变桨驱动器的输出端与多个所述电机一一对应连接；每个所述变桨驱动器用于根据所述风机控制器输出的控制信号产生对应的驱动信号并驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，以驱动所述桨叶运行；其中，

多个所述变桨驱动器能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发其余的变桨驱动器驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，以驱动所述桨叶运行到预设安全位置。

可选地，多个所述变桨驱动器中的一个为主变桨驱动器，其余的所述变桨驱动器为从变桨驱动器；所述主变桨驱动器的通信端与所述从变桨驱动器的通信端连接；

所述主变桨驱动器，用于在自身故障时，传输主驱动器故障信息至所述从变桨驱动器，以使所述从变桨驱动器驱动所述桨叶运行到预设安全位置；还用于在接收到所述从变桨驱动器故障时输出的从驱动器故障信息，产生对应的驱动信号驱动对应的电机运行，并传输所述从驱动器故障信息至其余的所述从变桨驱动器，以使其余的所述从变桨驱动器驱动对应的电机运行，以共同驱动所述桨叶运行到预设安全位置。

可选地，所述主变桨驱动器，还用于在接收到风机控制器输出的控制信号时产生对应的驱动信号驱动对应的电机运行，并将所述控制信号下发至所述从变桨驱动器，使所述从变桨驱动器产生对应的驱动信号驱动对应的电机运行，以共同驱动所述桨叶运行。

可选地，所述多驱动变桨系统包括安全链反馈电路；所述安全链反馈电路的受控端分别与多个所述变桨驱动器的安全信号输出端连接，所述安全链反馈电路的输出端分别与多个所述变桨驱动器的安全信号输入端连接；

多个所述变桨驱动器能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发所述安全链反馈电路返回安全链断开信号至其余的变桨驱动器，以使其余的所述变桨驱动器驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，驱动所述桨叶运行到预设安全位置。

可选地，所述安全链反馈电路包括多个安全继电器和多个安全链输入端子；多个所述安全继电器的控制线圈串联设置于第一电源回路，多个所述变桨驱动器的安全信号输出端分别连接于所述第一电源回路中，所述多个安全链输入端子和多个所述安全继电器的触点串联设置于第二电源回路中；多个所述安全链输入端子与多个所述变桨驱动器的安全信号输入端一一对应连接；

多个所述变桨驱动器能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发所述第一电源回路断开，从而多个所述安全继电器控制所述第二电源回路断开，多个所述安全链输入端子返回安全链断开信号至其余的变桨驱动器。

可选地，所述多驱动变桨系统还包括限位开关，每一所述变桨驱动器均包括限位信号输入端，所述限位信号输入端用于与所述限位开关连接；

所述限位开关，用于在所述桨叶运行到所述预设安全位置时，输出限位信号至所述限位信号输入端；

多个所述变桨驱动器，用于根据所述限位信号控制对应的电机停止运行。

可选地，每一所述变桨驱动器均包括紧急停车信号输入端；

所述紧急停车信号输入端，用于接收所述风机控制器输出的紧急停车信号；

多个所述变桨驱动器，用于根据所述紧急停车信号控制对应的电机停止运行。

可选地，每一所述变桨驱动器包括驱动电路及抱闸控制模块，所述驱动电路的信号端与风机控制器连接，所述驱动电路的抱闸信号输出端与所述抱闸控制模块的输入端连接，所述抱闸控制模块的输出端与对应的电机连接，多个所述变桨驱动器的抱闸控制模块的输出端相连接；

所述驱动电路，用于根据所述风机控制器输出的控制信号产生抱闸控制信号，以控制对应的电机开闸/抱闸；

在多个所述变桨驱动器中任意一个抱闸控制模块控制对应的电机抱闸，其余的所述抱闸控制模块控制对应的电机开闸时，其余的所述抱闸控制模块中的至少一个抱闸控制模块对抱闸的电机进行开闸，以所述轮毂齿轮控制所述桨叶运行。

可选地，所述多驱动变桨系统包括多个储能器件，每一所述变桨驱动器包括驱动电路及充电机；所述驱动电路的信号端与风机控制器连接，所述驱动电路的充电信号输出端与所述充电机的输入端连接，所述充电机的输出端分别与多个所述储能器件连接，所述充电机的输出端相连接；

所述驱动电路，用于根据所述风机控制器输出的控制信号产生充电信号，以控制对应的充电机对对应的储能器件充电；

在多个所述变桨驱动器中任意一个充电机故障时，其余的所述充电机对多个所述储能器件进行充电。

可选地，每一所述变桨驱动器包括驱动芯片及通讯芯片，所述通讯芯片的信号端分别与风机控制器连接，与所述通讯芯片的通讯端与所述驱动芯片的通讯端连接；所述驱动芯片包括安全信号输出端和安全信号输入端；所述安全链反馈电路的受控端分别与所述驱动芯片的安全信号输出端连接，所述安全链反馈电路的输出端与所述所述驱动芯片的安全信号输入端连接；

多个所述驱动芯片能够在任意一个变桨驱动器中的驱动芯片/通讯芯片故障时，触发所述安全链反馈电路返回安全链断开信号至其余的所述变桨驱动器中的驱动芯片，以使其余的驱动芯片驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，驱动所述桨叶运行到预设安全位置。

可选地，所述多驱动变桨系统还包括限位开关，所述驱动芯片具有限位信号输入端，所述限位信号输入端用于与所述限位开关连接；

所述限位开关，用于在所述桨叶运行到所述预设安全位置时，输出限位信号至所述限位信号输入端；

多个所述驱动芯片，用于根据所述限位信号控制对应的电机停止运行。

可选地，所述驱动芯片具有紧急停车信号输入端，

所述紧急停车信号输入端，用于接收所述风机控制器输出的紧急停车信号；

多个所述驱动芯片，用于根据所述紧急停车信号控制对应的电机停止运行。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种风机，包括风机控制器、桨叶和如上述的多驱动变桨系统。

可选地，所述多驱动变桨系统和桨叶的数量均为多个。

可选地，每一所述多驱动变桨系统包括一安全链反馈电路；所述安全链反馈电路的受控端分别与多个所述多驱动变桨系统中的各所述变桨驱动器的安全信号输出端连接，所述安全链反馈电路的输出端分别与各所述多驱动变桨系统中的多个所述变桨驱动器的安全信号输入端连接；

多个所述多驱动变桨系统中的多个所述变桨驱动器，能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发安全链反馈电路返回安全链断开信号至其余的变桨驱动器，以使其余的变桨驱动器驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，驱动对应的桨叶运行到预设安全位置。

本发明提供一种多驱动变桨系统及风机，该多驱动变桨系统用于根据风机控制器的控制驱动桨叶运行，包括多个电机和多个变桨驱动器，多个变桨驱动器的信号端分别与风机控制器连接，多个变桨驱动器的输出端与多个电机一一对应连接；每个变桨驱动器用于根据风机控制器输出的控制信号产生对应的驱动信号并驱动对应的电机带动轮毂齿轮运转，以驱动桨叶运行；其中，多个变桨驱动器能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发其余的变桨驱动器驱动对应的电机带动轮毂齿轮运转，以驱动桨叶运行到预设安全位置。从而在任意一个变桨驱动器出现故障时，其余处于正常工作状态的变桨驱动器都可以驱动桨叶运行到安全位置，顺桨完成后，整个风机处于安全状态，即便出现强风等极端天气情况，风机也不会被吹倒，大大提高了风机系统的安全性。并且，在多个变桨驱动器都处于正常状态下，共同驱动桨叶运行，大大增加了变桨系统的功率，足以满足海上风机的大功率要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明多驱动变桨系统一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明多驱动变桨系统另一实施例的功能模块示意图；

图3为本发明多驱动变桨系统一实施例的运行控制一时序示意图；

图4为本发明多驱动变桨系统一实施例的运行控制另一时序示意图；

图5为本发明多驱动变桨系统又一实施例的模块示意图；

图6为本发明多驱动变桨系统一实施例的抱闸控制一时序示意图；

图7为本发明多驱动变桨系统一实施例的抱闸控制另一时序示意图；

图8为本发明多驱动变桨系统一实施例的充电机充电控制时序示意图；

图9为本发明多驱动变桨系统再一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	风机控制器	11	主变桨驱动器
200	轮毂齿轮	12	从变桨驱动器
				300	桨叶	101	通讯芯片
10	变桨驱动器	102	驱动芯片
				20	电机

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种多驱动变桨系统，用于根据风机控制器的控制驱动桨叶运行，参照图1，在一实施例中，所述多驱动变桨系统包括：

多个电机20，用于带动轮毂齿轮200运转；

多个变桨驱动器10，多个所述变桨驱动器10的信号端分别与风机控制器100连接，多个所述变桨驱动器10的输出端与多个所述电机20一一对应连接；每个所述变桨驱动器10用于根据所述风机控制器100输出的控制信号产生对应的驱动信号并驱动对应的电机20带动所述轮毂齿轮200运转，以驱动所述桨叶300运行；其中，

多个所述变桨驱动器10能够在任意一个变桨驱动器10故障时，触发其余的变桨驱动器10驱动对应的电机20带动所述轮毂齿轮200运转，以驱动所述桨叶300运行到预设安全位置，完成顺桨。

上述多驱动变桨系统可以设置于风力发电机组中，用于对机组中的一个桨叶300进行驱动。本实施例中，所述风机控制器100用于实现风机运行的相关管理工作，可以由风机PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)及其功能扩展模块组成，配备有多种通讯接口，主要实现风机正常运行控制、机组的安全保护、故障检测及处理、运行参数的设定、数据记录显示等；风机控制器100还持续读取多个变桨驱动器10的状态和温度等信息。

所述变桨驱动器10的通信端可以为CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线通讯端，各变桨驱动器10和风机控制器100可以通过CAN通讯线连接，风机控制器100的控制信号通过通讯下发给变桨驱动器10。

变桨驱动器10一般处于正常工作状态或故障状态，当所有变桨驱动器10都处于正常工作状态时，风机控制器100发出控制信号，控制信号可以包括桨叶300的运行速度、运行角度和运行时间等信息的运行指令，多个变桨驱动器10均根据该控制信息产生对应的驱动信号并驱动对应的电机20带动所述轮毂齿轮200运转，以驱动所述桨叶300运行；所述控制信息还可以包括顺桨指令和紧急停车信息等，多个变桨驱动器10在接收到顺桨指令时，共同驱动对应的电机20以共同控制桨叶300运行到预设安全位置，完成顺桨；所述预设安全位置为根据风机实际情况预先设置的位置，具体可以包括角度和相对位置信息等；多个变桨驱动器10在接收到紧急停车信息时，共同控制对应的电机20抱闸，以停止运行，并带动桨叶300停止运行。

当所有变桨驱动器10中的一个或几个出现故障时，出现故障的变桨驱动器10可以检测到自己的故障信息，并将该故障信息发送至风机控制器100和其余处于正常工作状态的变桨驱动器10，处于正常工作状态的变桨驱动器10将驱动对应的电机20带动所述轮毂齿轮200运转，完成顺桨。

本实施例中，多驱动变桨系统用于根据风机控制器100的控制驱动桨叶300运行，包括多个电机20和多个变桨驱动器10，每个变桨驱动器10用于根据风机控制器100输出的控制信号产生对应的驱动信号并驱动对应的电机20带动轮毂齿轮200运转，以驱动桨叶300运行；其中，多个变桨驱动器10能够在任意一个变桨驱动器10故障时，触发其余的变桨驱动器10驱动对应的电机20带动轮毂齿轮200运转，以驱动桨叶300运行到预设安全位置。从而在任意一个变桨驱动器10出现故障时，其余处于正常工作状态的变桨驱动器10都可以驱动桨叶300运行到安全位置，顺桨完成后，整个风机处于安全状态，即便出现强风等极端天气情况，风机也不会被吹倒，大大提高了风机系统的安全性。并且在多个变桨驱动器10都处于正常状态时，共同驱动桨叶300运行，大大增加了变桨系统的功率，足以满足海上风机的大功率要求。此外，多台变桨驱动器10同时出现故障的概率较小，进而提高了风机系统的抗风险能力。

在一实施例中，多个所述变桨驱动器10中的一个为主变桨驱动器，其余的所述变桨驱动器为从变桨驱动器；所述主变桨驱动器的通信端与所述从变桨驱动器的通信端连接；所述主变桨驱动器用于在自身故障时，传输主驱动器故障信息至所述从变桨驱动器，以使所述从变桨驱动器驱动所述桨叶300运行到预设安全位置；还用于在接收到所述从变桨驱动器故障时输出的从驱动器故障信息，产生对应的驱动信号驱动对应的电机20运行，并传输所述从驱动器故障信息至其余的所述从变桨驱动器，以使其余的所述从变桨驱动器驱动对应的电机20运行，以共同驱动所述桨叶300运行到预设安全位置。

本实施例中，主、从变桨驱动器之间可以通过CAN通讯线连接，各个变桨驱动器之间可以对各自当前工作状态(正常工作或者出现故障，以及出现何种故障)、接收的输入信号等信息进行通讯；若哪一个变桨驱动器检测到自身出现故障，则需要将故障信息发送给风机控制器100和其它变桨驱动器，以使其余变桨驱动器进行顺桨等操作。

当主变桨驱动器故障时，其将传输自身故障的主驱动器故障信息至所述从变桨驱动器，以使所述从变桨驱动器控制对应的电机20驱动所述桨叶300运行到预设安全位置，完成顺桨。当任意从变桨驱动器故障时，故障从变桨驱动器也会将自身的故障信息即从驱动器故障信息发送至主变桨驱动器，主变桨驱动器接收到该信息后产生对应的驱动信号驱动对应的电机20运行，并将该信息传输至其余处于正常工作状态的从变桨驱动器，以使其余从变桨驱动器驱动对应的电机20运行，主从共同驱动所述桨叶300运行到预设安全位置。其中，所述主驱动器故障信息和从驱动器故障信息可以根据实际情况进行设置，例如仅是顺桨指令，或者包括故障类型、故障时间在内的详细故障信息。

具体的，结合图2～4，以所述变桨驱动器10的数量有两个为例，参照图2，其中一个为主变桨驱动器11，另一个为从变桨驱动器12，图3、4为主、从变桨驱动器12的运行控制时序示意图。图3以主变桨驱动器11一直处于正常工作无故障状态，从变桨驱动器12在一段时间内出现故障为例；主变桨驱动器11在接收到风机控制器100发出的控制信号后，主变桨驱动器11开始驱动对应的电机20运行；从变桨驱动器12经过t2-t1的延时时间后接收到主变桨驱动器11发送的控制信号，从变桨驱动器12跟随主变桨驱动器11运行；其中t2-t1的延时时间为从变桨驱动器12接收信号的延时时间，一般为毫秒级。此阶段主、从变桨驱动器12均处于正常工作状态，共同控制对应的电机20驱动桨叶300运行。由于有两个驱动器共同驱动桨叶300运行，大大增加了变桨驱动功率，足以满足海上风机的大功率需要；并且由两个电机20共同通过轮毂齿轮200驱动整只桨叶300的运行，分担了轮毂齿轮200受一个电机20控制时的受力，降低了该轮毂齿轮200的耗损，也提高了风机的安全性。

在t3时刻从变桨驱动器12出现自由停机故障，变桨系统由“主从机运行”模式切换到“主机独立顺桨”，此时即便从变桨驱动器12故障消失，从变桨驱动器12也不会再跟随主变桨驱动器11，直到主变桨驱动器11完成顺桨后，再次接收到运行信号，从变桨驱动器12才可以再跟随主变桨驱动器11。需要说明的是，若此阶段中主变桨驱动器11出现故障，则由从变桨驱动器12独立完成顺桨。

参照图4，图4中以主变桨驱动器11出现故障为例，主变桨驱动器11收到风机控制器100的顺桨命令后，主变桨驱动器11控制从变桨驱动器12一起进行顺桨，在顺桨过程中，主变桨驱动器11出现顺桨异常(或自由停车)超过规定的时间，则主变桨驱动器11进入自由停车状态，从变桨驱动器12独立完成顺桨；从变桨驱动器12完成顺桨后，并且主变桨驱动器11无故障，此时有顺桨命令，主从机再次进入同步顺桨，顺桨完成后两者共同停机。通过两台变桨驱动器冗余连接设计，大大提高变桨驱动系统的安全性。

本实施例中，在任意一个变桨驱动器10出现故障时，其余处于正常工作状态的变桨驱动器10都可以接收到对应的故障信息，并驱动桨叶300运行到安全位置，顺桨完成后，使风机处于安全状态，并且减小了轮毂齿轮200的受力磨损，从而提高了风机系统的安全性。

在一实施例中，所述主变桨驱动器11，还用于在接收到风机控制器100输出的控制信号时产生对应的驱动信号驱动对应的电机20运行，并将所述控制信号下发至所述从变桨驱动器12，使所述从变桨驱动器12产生对应的驱动信号驱动对应的电机20运行，以共同驱动所述桨叶300运行。

在各个变桨驱动器10都处于正常工作状态时，主变桨驱动器11接收到风机控制器100的运行命令或者顺桨命令时，控制对应的电机20运行，并且将该命令下发至从变桨驱动器12，使从变桨驱动器12控制对应的电机20运行，从而主、从变桨驱动器12协同动作，共同驱动桨叶300运行。通过多个变桨驱动器10共同驱动桨叶300运行，大大增加了变桨系统的功率，足以满足海上风机的大功率要求。

在一实施例中，所述多驱动变桨系统包括安全链反馈电路；所述安全链反馈电路的受控端分别与多个所述变桨驱动器10的安全信号输出端连接，所述安全链反馈电路的输出端分别与多个所述变桨驱动器10的安全信号输入端连接；多个所述变桨驱动器10能够在任意一个变桨驱动器10故障时，触发安全链反馈电路返回安全链断开信号至其余的变桨驱动器10，以使其余的所述变桨驱动器10驱动对应的电机20带动所述轮毂齿轮200运转，驱动所述桨叶300运行到预设安全位置。

所述安全链反馈电路可以包括多个安全继电器和多个安全链输入端子；多个所述安全继电器的控制线圈串联设置于第一电源回路，多个所述变桨驱动器10的安全信号输出端分别连接于所述第一电源回路中，多个所述安全链输入端子和多个所述安全继电器的触点串联设置于第二电源回路中；多个所述安全链输入端子与多个所述变桨驱动器10的安全信号输入端一一对应连接；多个所述变桨驱动器10能够在任意一个变桨驱动器10故障时，触发所述第一电源回路断开，从而多个所述安全继电器控制所述第二电源回路断开，多个所述安全链输入端子返回安全链断开信号至其余的变桨驱动器10。

可以理解的，机组安全保护系统也叫做安全链，是确保风机安全的最高层的防护措施，主要由复位按钮、并网接触器、主断路器、发电机超速模块、叶轮超速模块、振动开关、变桨柜急停按钮、主控制柜(塔底柜)急停开关、机舱急停开关等节点组成，串联到主控柜中的安全继电器中，安全继电器是机组安全链的核心部件，是安全链的执行机构。机组上电后，正常状态下，整个安全链是带24V电的，如果机组某个部件出现故障，那么与它所对应的节点断开，安全链失电。

上述风机安全链上的所有输入节点依次串联后连接到多个所述安全链输入端子上，多个所述安全链输入端子串联在第二电源回路中，第二电源回路受控于第一电源回路。

参照图5，以多驱动变桨系统包括两个变桨驱动器10为例，第一电源回路和第二电源回路都是24V电源回路，所述安全链反馈电路可以包括多个安全继电器和多个安全链输入端子(未示出)；多个所述安全继电器的控制线圈(R)串联设置于第一电源回路，多个所述变桨驱动器10的安全信号输出端(SCR1.1、SCR1.2)分别连接于所述第一电源回路中，以控制第一电源回路的通断，多个所述安全链输入端子与多个所述变桨驱动器10的安全信号输入端(SCI1.1、SCI1.2)一一对应连接。

当两个变桨驱动器10处于正常工作状态时，对应的两个安全继电器均闭合，第一电源回路闭合，两个安全链输入端子均与0V和24V接通，分别反馈两个安全链闭合的输入信号至两个变桨驱动器10的安全信号输入端(SCI1.1、SCI1.2)；若有一个变桨驱动器10出现故障，都将通过SCR1.1和/或SCR1.2断开第一电源回路，从而安全继电器的控制线圈(R)断电，触点断开，使得第二电源回路断开，两个安全链输入端子与0V的连接被断开，此时反馈安全链断开信号至处于正常工作状态的变桨驱动器10，使处于正常工作状态的变桨驱动器10进行顺桨，将桨叶300运行到预设安全位置。

通过将多个变桨驱动器10分别设置安全信号输出端和安全信号输入端，当其中一个变桨驱动器10出现故障时，其余变桨驱动器10仍可以接收到安全链断开信号并触发顺桨。从而通过变桨驱动器10和安全链信号输入、输出端的冗余设置，提高了该变桨系统的安全性。

需要说明的是，顺桨主要有三种触发方式，第一种是当变桨驱动器10检测到自己出现异常了，就通过输出端SCR1.1、SCR1.2将对应的安全继电器断开，从而处于正常工作状态的变桨驱动器10的输入端SCI1.1、SCI1.2接收到安全链断开信号，即触发顺桨；第二种方式是风机控制器100在发现系统异常时，控制变桨驱动器10通过SCR1.1、SCR1.2输出信号将安全继电器断开，从而变桨驱动器10的输入端SCI1.1、SCI1.2接收到安全链断开信号，即触发顺桨；第三种方式为风机控制器100检测到系统异常时直接发出顺桨命令使各变桨驱动器10触发顺桨。通过多种方式触发顺桨，进一步保证风机系统的安全。

在一实施例中，所述多驱动变桨系统还包括限位开关，每一所述变桨驱动器10均包括限位信号输入端，所述限位信号输入端用于与所述限位开关连接；所述限位开关，用于在所述桨叶300运行到所述预设安全位置时，输出限位信号至所述限位信号输入端；多个所述变桨驱动器10，用于根据所述限位信号控制对应的电机20停止运行。

本实施例中，当桨叶300运行到预设安全位置时，即限位位置时，将触发限位开关，此时限位开关反馈回限位信号至变桨驱动器10，变桨驱动器10收到限位信号后，停机抱闸，顺桨完成。顺桨完成后，整个风机处于安全状态，即便出现强风等极端天气情况，风机也不会被吹倒。

再次参照图5，变桨驱动器10的限位信号输入端可以包括输入端LS1和LS2，分别对应91度和95度，对应桨叶300的两个角度，91度是第一道防线，95度是最后一道防线，也是风机做的冗余设计，进一步保证风机系统安全。

在一实施例中，每一所述变桨驱动器10均包括紧急停车信号输入端；所述紧急停车信号输入端，用于接收所述风机控制器100输出的紧急停车信号；多个所述变桨驱动器10，用于根据所述紧急停车信号控制对应的电机20停止运行。

再次参照图5，两个变桨驱动器10均包括紧急停车信号输入端Enpo；所述紧急停车信号输入端子Enpo可以与风机控制器100连接，用于接收所述风机控制器100输出的紧急停车信号。

本实施例中，当风机控制器100检测到异常情况或需要控制紧急停车时，都会发出紧急停车信号，通过在各个变桨驱动器10中各设置一个紧急停车输入端，使得各个变桨驱动器10均可以及时接收到该信号，并且若一个变桨驱动器10没有接收到，其余变桨驱动器10之间通过通讯，接收到该信号的变桨驱动器10也可以及时将该信号发送至其余变桨驱动器10，各个变桨驱动器10均可以触发紧急停车。

从而每个变桨驱动器10包含一路安全信号输入端、一路安全信号输出端、一路限位信号输入端和一路ENPO信号输入端，进一步实现了关键信号的冗余设置，保证系统安全。

在一实施例中，每一所述变桨驱动器10包括驱动电路及抱闸控制模块，所述驱动电路的信号端与风机控制器100连接，所述驱动电路的抱闸信号输出端与所述抱闸控制模块的输入端连接，所述抱闸控制模块的输出端与对应的电机20连接，多个所述变桨驱动器10的抱闸控制模块的输出端相连接；所述驱动电路用于根据所述风机控制器100输出的控制信号产生抱闸控制信号，以控制对应的电机20开闸/抱闸；在多个所述变桨驱动器10中任意一个抱闸控制模块控制对应的电机20抱闸，其余的所述抱闸控制模块控制对应的电机20开闸时，其余的所述抱闸控制模块中的至少一个抱闸控制模块对抱闸的电机20进行开闸，以所述轮毂齿轮200控制所述桨叶300运行。

本实施例中，每一个变桨驱动器10均包括驱动电路及抱闸控制模块，驱动电路可以包括通讯模块和驱动模块等，通讯模块用于与风机控制器100CAN通讯连接；驱动模块用于根据所述风机控制器100输出的控制信号产生对应的驱动信号并驱动对应的电机20；抱闸控制模块用于对应的电机20的抱闸控制。可以理解的，电机20具有内部集成的抱闸装置，抱闸装置中包括抱闸线圈，当抱闸线圈通电时，开闸使电机20运行，抱闸线圈断电时，抱闸进行制动。所述抱闸控制模块的结构无需进行限定，可以参考本领域常用技术进行设置，例如为24V直流电信号输出模块，变桨驱动器10输出24V直流电信号给对应的电机20的抱闸线圈，输出信号时，电机20抱闸打开，不输出就处于制动状态。

结合图5～7，抱闸同步控制时序如图6和图7所示，仍以包括主变桨驱动器11和从变桨驱动器12为例。如图6，主变桨驱动器11收到运行命令后，启动对应的电机20开闸，从变桨驱动器12经过t1延迟时间后，跟随主变桨驱动器11启动对应的电机20；由于主从变桨驱动器的抱闸硬件并联，故t1延时对电机20无影响；主变桨驱动器11收到停机命令后，开始减速使对应的电机20停机，在运行频率低于设定值后，主变桨驱动器11开始控制电机20抱闸；同时从变桨驱动器12的电机20从开闸状态经过t5-t4的延迟时间后与主变桨驱动器11对应的电机20一起进入关闸，经过关闸延时后，主变桨驱动器11对应的电机20停机；从变桨驱动器12对应的电机20再经过t7-t6时间后停机；这样主从变桨驱动器12通过抱闸同步控制，实现抱闸的同步打开和关闭。如图7，在主变桨驱动器11对应的电机20收到自由停车命令后，该电机20立马抱闸，从变桨驱动器12对应的电机20经过t4-t3时间后抱闸。延迟时间控制在10ms以内，可以避免两个电机20单独抱闸无法锁定桨叶300。

本实施例中，由于将各个抱闸控制模块并联在连接，当一个变桨驱动器10出现故障或者一个抱闸控制模块出现故障时，对应的电机20虽然会抱闸，但是其余抱闸控制模块输出的24V直流电信号依然可以给到该电机20的抱闸线圈，使该电机20开闸运行，而从其余电机20通过轮毂齿轮200依然可以带动该电机20运行，使桨叶300运行到安全位置，从而共同完成顺桨，保障风机安全。

在一实施例中，所述多驱动变桨系统包括多个储能器件，每一所述变桨驱动器10包括驱动电路及充电机；所述驱动电路的信号端与风机控制器100连接，所述驱动电路的充电信号输出端与所述充电机的输入端连接，所述充电机的输出端分别与多个所述储能器件连接，所述充电机的输出端相连接；所述驱动电路，用于根据所述风机控制器100输出的控制信号产生充电信号，以控制对应的充电机对对应的储能器件充电；在多个所述变桨驱动器10中任意一个充电机故障时，其余的所述充电机对多个所述储能器件进行充电。在多个所述变桨驱动器10中任意一个充电机故障时，其余的所述充电机完成对多个所述储能器件充电。

可以理解的，当风机遇到电网电压跌落等情况时，储能器件要为该多驱动变桨系统进行供电，使系统能够完成顺桨操作。本实施例中，所述储能器件可以为超级电容，具体可以是单个超级电容或者是多个超级电容串联，其容量需满足系统的备用需求。

充电机控制时序如图8所示，仍以包括主变桨驱动器11和从变桨驱动器12为例，主变桨驱器中的充电机即为主充电机，从变桨驱动器12中的电机20即为从充电机，主变桨驱动器11收到风机控制器100输出的充电命令后启动主充电机，并通过CAN通讯，发送启动命令给从充电机，从充电机经过t1延时后开始运行；在恒压阶段前，主、从充电机共同对两个超级电容进行充电；在恒压阶段前，从充电机退出充电，由主充电机独立充电；主充电机完成充电后进入浮充阶段；在充电命令取消后，主充电机关闭。

另外，主充电机发生充电机故障时，主充电机停止工作，从充电机独立完成充电，直到从充电机进入浮充阶段；从充电机进入浮充阶段后，主充电机无故障，此时再次进入如图8所示的控制时序；否则，一直维持从充电机给两个超级电容充电。若从充电机出现故障则由主充电机独立完成充电，过程与主充电机出现故障一致，不再赘述。

本实施例中，通过充电机的备份设置，当任意一个变桨驱动器10中的驱动电路或者充电机出现故障时，另一个充电机仍能完成充电，保证系统的备用储能器件储存的电能充足，使系统防患突发情况的应急能力增强，增强了系统的可靠性。

在一实施例中，参照图9，每一所述变桨驱动器10包括驱动芯片102及通讯芯片101，所述通讯芯片101的信号端分别与风机控制器100连接，与所述通讯芯片101的通讯端与所述驱动芯片102的通讯端连接；所述驱动芯片102包括安全信号输出端和安全信号输入端；所述安全链反馈电路的受控端与所述驱动芯片102的安全信号输出端连接，所述安全链反馈电路的输出端与所述所述驱动芯片102的安全信号输入端连接；多个所述驱动芯片102能够在任意一个变桨驱动器中的驱动芯片102/通讯芯片101故障时，触发所述安全链反馈电路返回安全链断开信号至其余的所述变桨驱动器中的驱动芯片102，以使其余的驱动芯片102驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，驱动所述桨叶运行到预设安全位置。

本实施例中，所述通讯芯片101可以为驱动器内置PLC，所述驱动芯片102可以为变频器驱动芯片。通过在所述驱动芯片102中设置安全信号输入端和安全信号输出端，并且与安全链反馈电路连接；从而增加了安全链端子的冗余设置，进一步保证系统安全。

在一实施例中，所述多驱动变桨系统还包括限位开关，所述驱动芯片102还具有限位信号输入端，所述限位信号输入端用于与所述限位开关连接；所述限位开关，用于在所述桨叶300运行到所述预设安全位置时，输出限位信号至所述限位信号输入端；多个驱动芯片102，用于根据所述限位信号控制对应的电机20停止运行。所述驱动芯片102具有紧急停车信号输入端，所述紧急停车信号输入端，用于接收所述风机控制器100输出的紧急停车信号；多个所述驱动芯片102，用于根据所述紧急停车信号控制对应的电机20停止运行。从而将限位信号输入端和紧急停车信号输入端分别在驱动芯片102中备份设置，进一步保证每一个变桨驱动器10都能完成该操作，使系统更加安全。

本发明还提供一种风机，该风机包括风机控制器100、桨叶300和多驱动变桨系统；该三组多驱动变桨系统的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的风机系统采用了上述多驱动变桨系统的技术方案，因此该风机具有上述多驱动变桨系统所有的有益效果。

在一实施例中，所述多驱动变桨系统和桨叶300的数量均为多个。所述多驱动变桨系统和桨叶300的数量可以根据实际需要进行设置，如三组桨叶300和三组多驱动变桨系统；每组所述多驱动变桨系统分别用于根据所述风机控制器100的控制驱动一组所述桨叶300运行；从而实现对整个风机的安全控制。

在一实施例中，每一所述多驱动变桨系统包括一安全链反馈电路；所述安全链反馈电路的受控端分别与多个所述多驱动变桨系统中的各所述变桨驱动器10的安全信号输出端连接，所述安全链反馈电路的输出端分别与各所述多驱动变桨系统中的多个所述变桨驱动器10的安全信号输入端连接；多个所述多驱动变桨系统中的多个所述变桨驱动器10，能够在任意一个变桨驱动器10故障时，触发安全链反馈电路返回安全链断开信号至其余的变桨驱动器10，以使其余的变桨驱动器10驱动对应的电机20带动所述轮毂齿轮200运转，驱动对应的桨叶300运行到预设安全位置。

所述安全链反馈电路可以参照上述实施例，不同之处在于，多个多驱动变桨系统中的各个安全链输入端子可以都设置于第二电源回路中，第二安全回路仍受控于第一电源回路，第一电源回路受控于每一个变桨驱动器10，从而任意一个变桨驱动器10出现故障时，该风机中的其余变桨驱动器10都可以接收到安全链断开信号，及时顺桨，保证风机安全。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种多驱动变桨系统，用于根据风机控制器的控制驱动桨叶运行，其特征在于，包括：

多个电机，用于带动轮毂齿轮运转；

多个变桨驱动器，多个所述变桨驱动器的信号端分别与风机控制器连接，多个所述变桨驱动器的输出端与多个所述电机一一对应连接；每个所述变桨驱动器用于根据所述风机控制器输出的控制信号产生对应的驱动信号并驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，以驱动所述桨叶运行；其中，

多个所述变桨驱动器能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发其余的变桨驱动器驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，以驱动所述桨叶运行到预设安全位置。

2.如权利要求1所述的多驱动变桨系统，其特征在于，多个所述变桨驱动器中的一个为主变桨驱动器，其余的所述变桨驱动器为从变桨驱动器；所述主变桨驱动器的通信端与所述从变桨驱动器的通信端连接；

所述主变桨驱动器，用于在自身故障时，传输主驱动器故障信息至所述从变桨驱动器，以使所述从变桨驱动器驱动所述桨叶运行到预设安全位置；还用于在接收到所述从变桨驱动器故障时输出的从驱动器故障信息，产生对应的驱动信号驱动对应的电机运行，并传输所述从驱动器故障信息至其余的所述从变桨驱动器，以使其余的所述从变桨驱动器驱动对应的电机运行，以共同驱动所述桨叶运行到预设安全位置。

3.如权利要求2所述的多驱动变桨系统，其特征在于，所述主变桨驱动器，还用于在接收到风机控制器输出的控制信号时产生对应的驱动信号驱动对应的电机运行，并将所述控制信号下发至所述从变桨驱动器，使所述从变桨驱动器产生对应的驱动信号驱动对应的电机运行，以共同驱动所述桨叶运行。

4.如权利要求1所述的多驱动变桨系统，其特征在于，所述多驱动变桨系统包括安全链反馈电路；所述安全链反馈电路的受控端分别与多个所述变桨驱动器的安全信号输出端连接，所述安全链反馈电路的输出端分别与多个所述变桨驱动器的安全信号输入端连接；

多个所述变桨驱动器能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发所述安全链反馈电路返回安全链断开信号至其余的变桨驱动器，以使其余的变桨驱动器驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，驱动所述桨叶运行到预设安全位置。

5.如权利要求1所述的多驱动变桨系统，其特征在于，所述多驱动变桨系统还包括限位开关，每一所述变桨驱动器均包括限位信号输入端，所述限位信号输入端用于与所述限位开关连接；

所述限位开关，用于在所述桨叶运行到所述预设安全位置时，输出限位信号至所述限位信号输入端；

多个所述变桨驱动器，用于根据所述限位信号控制对应的电机停止运行。

6.如权利要求1所述的多驱动变桨系统，其特征在于，每一所述变桨驱动器均包括紧急停车信号输入端；

所述紧急停车信号输入端，用于接收所述风机控制器输出的紧急停车信号；

多个所述变桨驱动器，用于根据所述紧急停车信号控制对应的电机停止运行。

7.如权利要求1所述的多驱动变桨系统，其特征在于，每一所述变桨驱动器包括驱动电路及抱闸控制模块，所述驱动电路的信号端与风机控制器连接，所述驱动电路的抱闸信号输出端与所述抱闸控制模块的输入端连接，所述抱闸控制模块的输出端与对应的电机连接，多个所述变桨驱动器的抱闸控制模块的输出端相连接；

所述驱动电路，用于根据所述风机控制器输出的控制信号产生抱闸控制信号，以控制对应的电机开闸/抱闸；

在多个所述变桨驱动器中任意一个抱闸控制模块控制对应的电机抱闸，其余的所述抱闸控制模块控制对应的电机开闸时，其余的所述抱闸控制模块中的至少一个抱闸控制模块对抱闸的电机进行开闸，以所述轮毂齿轮控制所述桨叶运行。

8.如权利要求1所述的多驱动变桨系统，其特征在于，所述多驱动变桨系统包括多个储能器件，每一所述变桨驱动器包括驱动电路及充电机；所述驱动电路的信号端与风机控制器连接，所述驱动电路的充电信号输出端与所述充电机的输入端连接，所述充电机的输出端分别与多个所述储能器件连接，所述充电机的输出端相连接；

所述驱动电路，用于根据所述风机控制器输出的控制信号产生充电信号，以控制对应的充电机对对应的储能器件充电；

在多个所述变桨驱动器中任意一个充电机故障时，其余的所述充电机对多个所述储能器件进行充电。

9.一种风机，其特征在于，包括风机控制器、桨叶和如权利要求1～8中任一项所述的多驱动变桨系统。

10.如权利要求9所述的风机，其特征在于，所述多驱动变桨系统和桨叶的数量均为多个。

11.如权利要求10所述的风机，其特征在于，每一所述多驱动变桨系统包括一安全链反馈电路；所述安全链反馈电路的受控端分别与多个所述多驱动变桨系统中的各所述变桨驱动器的安全信号输出端连接，所述安全链反馈电路的输出端分别与各所述多驱动变桨系统中的多个所述变桨驱动器的安全信号输入端连接；

多个所述多驱动变桨系统中的多个所述变桨驱动器，能够在任意一个变桨驱动器故障时，触发安全链反馈电路返回安全链断开信号至其余的变桨驱动器，以使其余的变桨驱动器驱动对应的电机带动所述轮毂齿轮运转，驱动对应的桨叶运行到预设安全位置。

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