CN201653696U - 风力发电机组变桨系统试验设备 - Google Patents

Abstract

一种风力发电机组变桨系统试验设备，用于主机厂的变桨系统试验及各院校的教学活动。包括控制系统、支架、变桨电机、减速机、变桨轴承、角度传感器、两个限位板及三个限位开关，在支架上固定有相互连接的变桨电机和减速机，变桨轴承的轴线与减速机的轴线平行，置于支架的一侧，且变桨轴承内圈与减速机的外圈相啮合，在变桨轴承内圈侧边设有两个限位板，两个限位板相对变桨轴承轴心的夹角为110°，在变桨轴承内侧的支架上设有角度传感器及与限位板分别触合的三个限位开关，所述变桨电机、角度传感器和三个限位开关分别和控制系统连接。本实用新型可精确控制变桨轴承位置，结构紧凑，操作简单，安全可靠，投资成本低。

Description

风力发电机组变桨系统试验设备

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组变桨系统的试验设备，可用于主机厂的变桨系统试验及各院校的教学活动。

技术背景

大型风力发电机组的变桨控制系统做为变桨风力发电机组控制系统之一，主要用于调节桨叶的节距角，进而调节风力发电机组吸收能量，保证风力发电机组系统双馈异步发电机组的正常运行，具有安全可靠、安装便捷的特点。主机厂对机组变桨系统进行实验和各院校对变桨系统进行实验教学时，需要提供与风场同样的实验设备。但由于主机厂和各院校首自身条件限制，不可能提供与风场同样的测试设备来进行试验，这就要求有一种安全可靠，结构简单，占地面积小的试验设备来解决。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种投资成本低，占地面积小，布局合理，结构紧凑，操作简单，安全可靠的风力发电机组变桨试验设备。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种风力发电机组变桨系统试验设备，包括控制系统、支架、变桨电机、减速机、变桨轴承、角度传感器、两个限位板及三个限位开关，在支架上固定有相互连接的变桨电机和减速机，变桨轴承的轴线与减速机的轴线平行，置于支架的一侧，且变桨轴承内圈与减速机的外圈相啮合，在变桨轴承内圈侧边设有两个限位板，两个限位板相对变桨轴承轴心的夹角为110°，在变桨轴承内侧的支架上设有角度传感器及与限位板分别触合的三个限位开关，所述变桨电机、角度传感器和三个限位开关分别和控制系统连接。

所述第一限位开关和第二限位开关相对于变桨轴承的水平轴对称，相对于轴心，第一限位开关和第二限位开关与水平轴间的夹角β、γ均为9°，第三限位开关与水平轴间的夹角θ为21°。所述的限位板为一侧弧形板与变桨轴承内壁相贴合的扇形板，其上带有与变桨轴承连接的安装孔。

本发明的有益效果是：

1.通过三个不同角度位置的限位开关触发夹角为110°的两限位板，产生的信号通过角度传感器传递，可精确控制变桨轴承位置。

2.投资成本低，占地面积小，布局合理，结构紧凑，操作简单，安全可靠，铝型材支架强度高，重量轻，模组化组装，可以缩短组装时间，省焊接，外表美观，运输便捷。该套设备能够直观形象的反映出风力发电机组的变桨系统的各项功能及工作过程。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1中限位板的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图1中角度传感器的结构示意图。

图6为本发明的电气原理框图。

图7为本发明的控制流程图。

图中1.变桨轴承，2.第一限位板，3.第一限位开关，4.减速机(型号：BJ1500T)，5.第二限位开关，6.第三限位开关，7.变桨电机，8.角度传感器，801.编码器支架，802.角度编码器，803.轴承，804.轴承透盖，805.输入齿轮轴，806.轴销，807.齿轮固定盘，808.计数齿轮，809.轴承闷盖，810.输出齿轮轴，811.连轴套，812.固定销，813.走线孔，814.壳体，815.隔板，816.壳体端盖；9.安装支架，10.第二限位板，11.弧形边，12.安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：如图1、图2所示，本实用新型包括安装支架9、变桨电机7、减速机4、变桨轴承1、角度传感器8、两个限位板及三个限位开关，在安装支架9上固定有相互连接的变桨电机7和减速机4，变桨轴承1的轴线与减速机4的轴线平行，置于安装支架9的一侧，且变桨轴承1内圈与减速机4的外圈相啮合，在变桨轴承1内圈侧边设有两个限位板，两个限位板相对变桨轴承1轴心的夹角为110°，在变桨轴承1内侧的安装支架9上设有角度传感器8及与两限位板分别触合的三个限位开关，所述第一限位开关3和第二限位开关5相对于变桨轴承的水平轴对称，相对于轴心，第一限位开关3和第二限位开关5与水平轴间的夹角β、γ均为9°，第三限位开关6与水平轴间的夹角θ为21°。

如图3、图4所示，本例中采用的第一、第二限位板2、10均为一侧弧形边11与变桨轴承1内壁相贴合的扇形板，其上带有与变桨轴承1连接的安装孔12。

如图5所示，本例中的角度传感器8结构：包括外壳、置于外壳内的角度编码器802和相互啮合的两个齿轮，及置于外壳外的计数齿轮808，所述外壳是由壳体814、隔板815和壳体端盖816通过连接柱817顺次连接构成，所述两齿轮中输入齿轮轴805的输入端穿过壳体端盖816及轴承透盖804与计数齿轮808通过齿轮固定盘807连接，其中输入齿轮轴805与齿轮固定盘807间通过销轴806连接，另一端通过轴承803及轴承闷盖809安装于外壳内的隔板815上；角度编码器802通过编码器支架801固定在隔板815上，输出齿轮轴810的输出端穿过隔板815及轴承透盖804与角度编码器802的轴通过连轴套811连接，其两轴与连接套811间通过固定销812固定，使两轴同步旋转，另一端通过轴承803及轴承闷盖809安装在壳体端盖816上；在壳体814上开有用于连接角度编码器802的走线孔813，工作时计数齿轮808与变桨轴承相啮合。所述的轴承闷盖809即为无孔轴承端盖，轴承透盖804即为带有通孔的轴承端盖，均起到固定轴承803的作用。所述隔板815和壳体端盖816上均带有与两齿轮轴安装位置相配合的孔。角度编码器802的型号为670-511980-X360。

所述安装支架9采用工业重型铝型材搭接而成，用于支撑变桨轴承1和变桨电机7、减速机4，并安装三个限位开关和角度传感器8。

本例中变桨轴承1的型号为：033.38.1900.03K(T)，三个限位开关的型号均为：ZCK M1H29C+ZCK D15C，减速机4的型号为：BJ1500T，电机7的型号为：DFV132S4/SBM/TF/VS/STH/PLG P5.5KW，电源通过控制箱输送到变桨电机7上，由变桨电机7驱动减速机4带动变桨轴承1旋转，来实现变桨工作。

如图6所示，本发明中控制系统包括变桨控制柜及其控制面板上设有的操作按钮和提示指示灯，变桨控制柜与系统动力电源连接，变桨电机7、电机刹车器、电机风扇、温度继电器、电机编码器、角度传感器和三个限位开关，变桨电机7、电机刹车器、电机风扇、温度继电器、电机编码器、角度传感器8的角度编码器802和三个限位开关分别与变桨控制柜连接。

变桨控制系统可精确控制变桨轴承位置，变桨角度由变桨控制柜确定。限位开关起到对变桨角度的限制和变桨系统保护。设备静止时，变桨轴承1处于90°位置(顺桨状态)。开始工作后，变桨控制柜中的配电系统为变桨电机7供电，变桨电机7带动减速机4旋转，变桨轴承1开始变桨。由角度传感器5检测变桨轴承1转过的角度，并将检测信号送至变桨控制柜。当变桨轴承1转过90°，变桨轴承1处于0°位置(变桨状态)时，变桨电机7断电，变桨电机7和减速机4停止工作。

本套设备共设置3个限位开关，对设备进行安全保护。其限制变桨轴承1转过的角度分别为-10°、90°、100°。如图7所示，为本发明的控制流程：开始，在启动变桨电机7运行，通过温度继电器检测变桨电机7温度是否过高，当变桨电机7温度过高时，启动电机风扇；在启动变桨电机7时，通过手动控制变桨电机7的运行，释放电机刹车，变桨电机7旋转，通过三个不同位置的限位开关检测，确定是否手动控制变桨电机7停止。当变桨轴承1旋转角度偏离0°达到-10°时，第一限位板2触发第一限位开关3，变桨电机7断电，变桨电机7和减速机4停止工作。当变桨轴承1旋转角度达到90°时，第二限位板10触发第三限位开关6，变桨电机7断电，变桨电机7和减速机4停止工作。如果变桨轴承1旋转角度达到90°时未能停止，变桨轴承1继续旋转，当变桨轴承1旋转角度达到100°时，第二限位板10触发第二限位开关5，变桨电机7断电，变桨电机7和减速机4停止工作。

Claims (3)

1.一种风力发电机组变桨系统试验设备，其特征在于：包括控制系统、支架、变桨电机、减速机、变桨轴承、角度传感器、两个限位板及三个限位开关，在支架上固定有相互连接的变桨电机和减速机，变桨轴承的轴线与减速机的轴线平行，置于支架的一侧，且变桨轴承内圈与减速机的外圈相啮合，在变桨轴承内圈侧边设有两个限位板，两个限位板相对变桨轴承轴心的夹角为110°，在变桨轴承内侧的支架上设有角度传感器及与限位板分别触合的三个限位开关，所述变桨电机、角度传感器和三个限位开关分别和控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨系统试验设备，其特征在于：所述第一限位开关和第二限位开关相对于变桨轴承的水平轴对称，相对于轴心，第一限位开关和第二限位开关与水平轴间的夹角β、γ均为9°，第三限位开关与水平轴间的夹角θ为21°。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨系统试验设备，其特征在于：所述的限位板为一侧弧形板与变桨轴承内壁相贴合的扇形板，其上带有与变桨轴承连接的安装孔。

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