CN205370848U - 一种风电变桨系统的伺服驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种风电变桨系统的伺服驱动装置，包括：一第一电力线模块，其接收一上位控制器的控制指令，并可通过一直流总线传输所述控制指令；一第二电力线模块，其可通过直流总线接收所述控制指令，并向一逆变器传输所述控制指令；一编码器，其检测一电机的运动状态，并向逆变器传输一电机运动状态反馈信号；逆变器，其可与直流总线连接，并在所述控制指令和所述电机运动状态反馈信号的控制下输出一交流信号；电机，其在交流信号的控制下驱动一桨叶的转动。根据本实用新型的伺服驱动装置可以保证风电变桨系统的可靠性，并简化变桨系统的伺服驱动装置的接线。

Description

一种风电变桨系统的伺服驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业驱动装置，尤其涉及一种风电变桨系统的伺服驱动装置。

背景技术

风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，风能的利用对于改善能源结构及缓解能源短缺具有重要的意义，风电也日益成为能源发展的重要领域。

随着风电技术发展，大功率风力发电机逐渐成为风力发电市场的主流产品。目前，大型风力发电机组普遍采用变桨距控制技术，变桨距控制是沿桨叶的纵轴旋转叶片，控制风轮的能量吸收，保持稳定的输出功率。变桨距控制技术能够改善风能利用系数，提高风电机组的起动性能与制动性能，提高风机的整体柔顺度，减小整机和桨叶的受力状况。

变桨距控制技术的一种主要的执行机构为电动变桨系统。在电动变桨系统中，电机驱动器在主控系统的控制下，驱动伺服电机对桨叶的节距角进行调节，以实现变桨距控制。通常，主控系统布置在机舱内的中央控制柜中，电机驱动器布置轮毂内的变桨控制柜中，电机布置在轮毂内的变桨齿轮箱上。桨叶的根部通过变桨轴承与变桨齿轮箱啮合，与轮毂联动，轮毂相对于机舱旋转。

因轮毂相对于机舱旋转，布置在机舱内的中央控制柜与布置轮毂内的变桨控制柜之间需通过滑环连接，以在主控系统与电机驱动器之间传送所需的电能信号与控制指令。由于通过滑环连接来传送电能信号与控制指令要求很高的可靠性，所以造价较高。此外，电机驱动器与电机分别布置在变桨控制柜与变桨齿轮箱中，其接线也较为复杂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于保证电动变桨系统的可靠性，并简化变桨系统的伺服驱动装置的接线。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种风电变桨系统的伺服驱动装置，包括：

一第一电力线模块，其接收一上位控制器的控制指令，并可通过一直流总线传输所述控制指令；

一第二电力线模块，其可通过所述直流总线接收所述控制指令，并向一逆变器传输所述控制指令；

一编码器，其检测一电机的运动状态，并向所述逆变器传输一电机运动状态反馈信号；

所述逆变器，其可与所述直流总线连接，并在所述控制指令和所述电机运动状态反馈信号的控制下输出一交流信号；

所述电机，其在所述交流信号的控制下驱动一桨叶的转动。

通过本实用新型提供的风电变桨系统的伺服驱动装置，主控系统与驱动装置之间所需传送的电能信号及控制指令均可以利用直流总线完成，不再需要单独的电源线与控制信号线，因此，主控系统与驱动装置之间的接线得以简化，也使得滑环连接的可靠性得以更好地保证。

在根据本实用新型的伺服驱动装置中，逆变器和电机就近布置，使得电机驱动器与电机可一体化集成，因此，可以降低逆变器和电机之间接线的复杂度，也可减少逆变器和电机之间接线受损的可能性。

附图说明

以下将结合附图，通过根据本实用新型的具体实施例来对本实用新型的目的、特征和效果进行详细说明。这些说明仅用于示例，并不用以限制本实用新型的保护范围。其中：

图1示出了根据本实用新型的实施例一的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的实施例二的结构示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本实用新型的实施例一的结构示意图。如图1所示，该风电变桨系统的伺服驱动装置10包括：

一第一电力线模块11，其接收一上位控制器12的控制指令，并可通过一直流总线传输所述控制指令；

一第二电力线模块13，其可通过所述直流总线接收所述控制指令，并向一逆变器17传输所述控制指令；

一编码器15，其检测一电机19的运动状态，并向所述逆变器17传输一电机运动状态反馈信号；

所述逆变器17，其可与所述直流总线连接，并在所述控制指令和所述电机运动状态反馈信号的控制下输出一交流信号；

所述电机19，其在所述交流信号的控制下驱动一桨叶14的转动。

通过该实施例提供的风电变桨系统的伺服驱动装置，上位控制器与驱动装置之间所需传送的电能信号及控制指令均可以利用直流总线完成，不再需要单独的电源线与控制信号线，因此，主控系统与驱动装置之间的接线得以简化，也使得滑环连接的可靠性得以更好地保证。逆变器和电机就近布置，使得电机驱动器(即逆变器)与电机可一体化集成，因此，可以降低逆变器和电机之间接线的复杂度，也可减少逆变器和电机之间接线受损的可能性。

在该实施例提供的伺服驱动装置中，针对各桨叶的变桨控制，分别设置了独立的电机驱动器与电机，这使得在主控系统的控制下，各桨叶的节距角调节可独立进行，互不影响。相比于采用三个桨叶统一控制的方式，可以显著改善整机和各桨叶的受力状况，降低机械疲劳度。

图2示出了根据本实用新型的实施例二的结构示意图。如图2所示，该伺服驱动装置20包括：一第一电力线模块21、一第二电力线模块23、一编码器25、一逆变器27和一电机29，对于各组成部分的详细描述可以参见上述结合图1的实施例一中的有关说明，在此不再赘述。

在该实施例中，第一电力线模块21和上位控制器22一起布置在机舱内的中央控制柜中，第二电力线模块23、编码器25、逆变器27和电机29一起布置在轮毂内的变桨齿轮箱中，这样，便不再需要在轮毂内设置变桨控制柜，不仅可以简化伺服驱动装置的结构，还可以降低其造价。机舱与轮毂之间的滑环连接只需满足第一电力线模块21和第二电力线模块23之间的直流总线的接线要求，从而可以更好地保证连接的可靠性。逆变器27和电机29一体化集成，因而使得逆变器和电机之间的接线非常简单便捷。

在该实施例中，第一电力线模块21、第二电力线模块23、编码器25、逆变器27和交流电机29均可使用通用的市售器件，上位控制器22为一可编程逻辑控制器(PLC)，各器件的工作参数可根据具体应用的功率需求和精度要求来确定。

本领域技术人员应该理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本发明示例性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种风电变桨系统的伺服驱动装置，其特征在于，包括：

一第一电力线模块，其接收一上位控制器的控制指令，并可通过一直流总线传输所述控制指令；

一第二电力线模块，其可通过所述直流总线接收所述控制指令，并向一逆变器传输所述控制指令；

一编码器，其检测一电机的运动状态，并向所述逆变器传输一电机运动状态反馈信号；

所述逆变器，其可与所述直流总线连接，并在所述控制指令和所述电机运动状态反馈信号的控制下输出一交流信号；

所述电机，其在所述交流信号的控制下驱动一桨叶的转动。

2.如权利要求1所述的伺服驱动装置，其特征在于，所述第一电力线模块布置在一机舱中，所述第二电力线模块、所述编码器、所述逆变器和所述电机布置在一风力变桨系统的齿轮箱中。

3.如权利要求1或2所述的伺服驱动装置，其特征在于，所述上位控制器为一可编程逻辑控制器。