CN218181678U - 变桨实训系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种变桨实训系统，所述系统包括变桨控制装置和桨叶模拟装置，所述桨叶模拟装置包括变桨电机和传动模块，所述变桨控制装置与所述变桨电机连接，所述变桨电机的输出端与所述传动模块连接，所述变桨控制装置内设置有电源模块；所述电源模块，用于提供电源；所述变桨控制装置，用于控制所述变桨电机转动，以带动所述传动模块运行。通过变桨控制装置和桨叶模拟装置连接，使用桨叶模拟装置来模拟风电机中的桨叶运行，使得变桨实训系统的原理与真实风电机组的变桨系统保持一致，便于学了解和掌握风电机组变桨系统的结构和工作原理，避免在培训课堂中因桨叶体积过大而无法引入，导致学员无法近距离观察具体结构，真实了解变桨系统。

Description

变桨实训系统

技术领域

本公开涉及培训领域，具体地，涉及一种变桨实训系统。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，风力发电是把风的动能转为电能，变桨系统作为风力发电系统的核心部件之一，对风电机组的安全运行至关重要，所以需要学习对变桨系统进行维护。

但是由于实际变桨系统处于风电机组的叶轮内，安装于80m高空中，由于变桨系统的桨叶体积巨大，学员无法近距离观察具体结构，并且无法作为培训道具置于室内应用于教学过程中。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种变桨实训系统。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种变桨实训系统，所述系统包括变桨控制装置和桨叶模拟装置，所述桨叶模拟装置包括变桨电机和传动模块，所述变桨控制装置与所述变桨电机连接，所述变桨电机的输出端与所述传动模块连接，所述变桨控制装置内设置有电源模块；

所述电源模块，用于提供电源；

所述变桨控制装置，用于控制所述变桨电机转动，以带动所述传动模块运行。

可选地，所述系统还包括模拟主控装置，所述模拟主控装置与所述变桨控制装置连接，所述桨叶模拟装置还包括传感器，所述传感器与所述变桨控制装置连接，

所述模拟主控装置，用于响应于接收到所述传感器检测的设备运行信号，输出设备故障信息，所述设备故障信息是所述模拟主控装置在根据设备运行信号确定存在设备故障的情况下，输出的信息。

可选地，所述变桨控制装置包括柜体和柜门，其中，所述柜门活动设置在所述变桨控制装置外柜体的上端面，所述柜门用于暴露设置在所述变桨控制装置内部的设备。

可选地，所述系统还包括备用电源模块，所述备用电源模块设置在所述变桨控制装置的柜体内部，所述备用电源模块与所述桨叶模拟装置连接，用于在所述电源模块出现故障导致掉电的情况下，提供备用电源，通过备用电源驱动所述桨叶模拟装置运行。

可选地，所述变桨控制装置的柜体内部还设置有连接组件、继电器以及控制模块，所述电源模块和所述备用电源模块、所述继电器、所述控制模块以及所述连接组件连接；

所述控制模块，用于接收所述传感器检测的设备运行信号，并在所述模拟主控装置输出设备故障信息的情况下，控制所述继电器失电断开，以指示所述变桨电机停止运行。

可选地，所述传动模块包括皮带轮、传动套以及传动丝杆，所述变桨电机的输出轴通过皮带与所述皮带轮连接，所述皮带轮与所述传动丝杆的一端连接，所述传动套套接在所述传动丝杆上；

其中，在所述变桨控制装置的驱动下，根据所述变桨电机的输出轴的转动，通过所述传动丝杆上的外螺纹与所述传动套的内螺纹，将所述变桨电机输出轴的转动带动所述传动套在所述传动丝杆轴向上进行直线运动。

可选地，所述传动模块还包括限位开关，所述限位开关包括第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关和第二限位开关分别固定设置在所述传动丝杆的两端；

其中，所述控制模块在所述控制模块接收到用户输入的变桨指令为顺桨指令的情况下，控制所述变桨电机运行，以使得所述传动套根据所述变桨电机的输出轴的转动从所述第一限位开关所在位置运行至所述第二限位开关所在位置；或者，所述控制模块在所述控制模块接收到用户输入的变桨指令为开桨指令的情况下，控制所述变桨电机运行，以使得所述传动套根据所述变桨电机的输出轴的转动从所述第二限位开关所在位置运行至所述第一限位开关所在位置。

可选地，在所述传动套根据所述变桨电机的输出轴的转动从所述第一限位开关所在位置运行至所述第二限位开关所在位置之后，所述控制模块控制所述变桨电机停止运行；或者，在所述传动套根据所述变桨电机的输出轴的转动从所述第二限位开关所在位置运行至所述第一限位开关所在位置之后，所述控制模块控制所述变桨电机停止运行。

可选地，所述变桨控制装置的柜体内部还设置有充电单元，所述的充电单元控制所述电池模块内的电池组的充电过程。

可选地，所述系统还包括输入组件和展示组件；

所述输入组件，与所述变桨控制装置连接，用于向所述变桨控制装置输出控制参数；

所述展示组件，用于与所述模拟主控装置连接，接收所述模拟主控装置输出的设备故障信息，并展示所述设备故障信息。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的变桨实训系统包括变桨控制装置和桨叶模拟装置，所述桨叶模拟装置包括变桨电机和传动模块，所述变桨控制装置与所述变桨电机连接，所述变桨电机的输出端与所述传动模块连接，所述变桨控制装置内设置有电源模块；所述电源模块，用于提供电源；所述变桨控制装置，用于控制所述变桨电机转动，以带动所述传动模块运行。这样，能够通过变桨控制装置和桨叶模拟装置连接，使用桨叶模拟装置来模拟风电机中的桨叶运行，使得变桨实训系统的原理与真实风电机组的变桨系统保持一致，便于学员真实的了解和掌握风电机组变桨系统的结构和工作原理，避免在培训课堂中因桨叶体积过大而无法引入，导致学员无法近距离观察具体结构，真实了解变桨系统。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种变桨实训系统的框图。

图2是根据一示例性实施例示出的第二种变桨实训系统的框图。

图3是根据一示例性实施例示出的第三种变桨实训系统的框图。

图4是根据一示例性实施例示出的第四种变桨实训系统的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

需要说明的是，本申请中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。

首先对本公开的应用场景进行说明，本公开可以用于培训领域中的变桨实训系统。随着3060“碳达峰”“碳中和”目标的提出，风力发电作为绿色能源，占据越来越重要的位置，主要发电集团也提出了十四五的新增装机目标。风力发电的运行维护市场变得越来越大，从业人员越来越多，相对的技能水平的专业培训变得越来越紧迫。那么变桨系统作为风力发电系统的核心部件之一，对风电机组的安全运行至关重要。

目前风电机组装机迅猛，新增装机中交流变桨系统占比较大。但由于变桨系统处于风电机组的叶轮内，安装于80m高空中，人员操作及培训练习的机会较少，且在机组内空间有限，培训人员数量受限。提高受训人员对交流变桨系统电气设备的熟悉度，对交流变桨系统的工作原理、控制系统进行深度讲解和学习，可以降低风电检修人员故障排查时间，提高机组可利用率。

但是由于实际变桨系统处于风电机组的叶轮内，安装于80m高空中，并且变桨系统的桨叶体积巨大，学员无法近距离观察具体结构，也无法作为培训道具置于室内应用于教学过程中。

本公开提供一种变桨实训系统，能够通过变桨控制装置和桨叶模拟装置连接，使用桨叶模拟装置来模拟风电机中的桨叶运行，使得变桨实训系统的原理与真实风电机组的变桨系统保持一致，便于学员真实的了解和掌握风电机组变桨系统的结构和工作原理，避免在培训课堂中因桨叶体积过大而无法引入，导致学员无法真实了解变桨系统，同时也避免了采用登机实操的方式会导致登塔培训效率低下，且在机组内空间有限，培训人员数量受限的问题。

下面结合具体实施例对本公开进行说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种变桨实训系统的框图，如图1所示，该系统1包括变桨控制装置11和桨叶模拟装置12，该桨叶模拟装置12包括变桨电机121和传动模块122，该变桨控制装置11与该变桨电机121连接，该变桨电机121的输出端与该传动模块122连接，该变桨控制装置11内设置有电源模块111；

该电源模块111，用于提供电源；

该变桨控制装置11，用于控制该变桨电机121转动，以带动该传动模块122运行。

示例地，该变桨控制装置11和桨叶模拟装置12可以设置在一支撑架上，该支撑架下部为中空设置，可以将变桨控制装置11固定设置在该支撑架的上部，将桨叶模拟装置12设置在支撑架下部的中空位置，该变桨控制装置11和桨叶模拟装置12之间通过连接线连接。

通过上述技术方案，能够通过变桨控制装置和桨叶模拟装置连接，使用桨叶模拟装置来模拟风电机中的桨叶运行，使得变桨实训系统的原理与真实风电机组的变桨系统保持一致，便于学员真实的了解和掌握风电机组变桨系统的结构和工作原理，避免在培训课堂中因桨叶体积过大而无法引入，导致学员无法近距离观察具体结构，真实了解变桨系统。

可选地，图2是根据一示例性实施例示出的第二种变桨实训系统的框图，如图2所示，该系统1还包括模拟主控装置13，该模拟主控装置13与该变桨控制装置11连接，该桨叶模拟装置12还包括传感器123，该传感器123与该变桨控制装置11连接。

其中，该模拟主控装置13，用于响应于接收到该传感器123检测的设备运行信号，输出设备故障信息，该设备故障信息是该模拟主控装置13在根据设备运行信号确定存在设备故障的情况下，输出的信息。

示例地，该模拟主控装置13可以设置为一个单独的控制装置，独立于变桨控制装置11，固定设置在支撑架上，并与该变桨控制装置11通过通讯线通讯连接，用于根据接收到该传感器123检测的设备运行信号进行分析，并根据分析结果确定设备故障情况，输出设备故障信息，其中，该设备故障信息是该模拟主控装置13在根据设备运行信号确定存在设备故障的情况下，输出的信息；在另一种实现方式中，该模拟主控装置13可以设置在变桨控制装置11内部，并与该变桨控制装置11内部的控制设备连接，用于根据接收到该传感器123检测的设备运行信号进行分析，并根据分析结果确定设备故障情况，输出设备故障信息。

可选地，该变桨控制装置11包括柜体和柜门，其中，该柜门活动设置在该变桨控制装置11外柜体的上端面，该柜门用于暴露设置在该变桨控制装置11内部的设备。

示例地，该变桨控制装置11可以设置为一个柜体，该柜体的底部可以固定设置在支撑架上，并且该柜体的外边面上开设有用于与该桨叶模拟装置12、该模拟主控装置13连接的连接线穿过的孔洞，并且该柜体的上端面活动设置有一柜门，该柜门的一侧与该柜体的上端面的一侧通过转轴转动连接，用于在该柜门打开的时候，暴露设置在该变桨控制装置内部的设备，然后可以通过人工将在该变桨控制装置内部的设备间的接线导通或是断开，来模拟该变桨控制装置内部的故障，便于学员在培训过程中，面对多种故障，让学员能够真正的掌握变桨系统的机械装配、机组调试、机组故障处理等各项技能，具有较强的实践性和实操性。

可选地，如图3所示，该系统1还包括备用电源模块112，该备用电源模块112设置在该变桨控制装置11的柜体内部，该备用电源模块112与该桨叶模拟装置12连接，用于在该电源模块111出现故障导致掉电的情况下，提供备用电源，通过备用电源驱动该桨叶模拟装置12运行。

在一些实施例中，该变桨控制装置11的柜体内部还设置有连接组件、继电器113以及控制模块114，该电源模块111和该备用电源模块112、该继电器113、该控制模块114以及该连接组件连接。

其中，该控制模块114，用于接收该传感器123检测的设备运行信号，并在该模拟主控装置13输出设备故障信息的情况下，控制该继电器113失电断开，以指示该变桨电机121停止运行。

示例地，该备用电源模块112可以设置在该变桨控制装置11的柜体内部，并与该控制模块114连接，在该电源模块111出现故障导致掉电的情况下，该控制模块114可以指示备用电源模块112提供备用电源，通过备用电源驱动该桨叶模拟装置12运行。

以及在该模拟主控装置13在根据接收到该传感器123检测的设备运行信号进行预定算法的分析，并根据分析结果确定设备故障情况，输出设备故障信息的情况下，该控制模块114可以根据该故障信息，控制该继电器113失电断开，以指示该变桨电机停止运行，使得该系统进入紧急停机的模式。

具体地，可以通过该继电器113的触点来控制该系统的安全，当该变桨系统出现故障时，例如，变桨变频器的OK信号丢失，90度限位开关动作等故障，该控制模块114在接收到上述故障信息时，可以控制该继电器113线圈失电，其触点断开，使得该变桨电机停止运行，使得该系统进入紧急停机的模式。这样可以使得在故障情况下，使得该系统进入紧急停机模式，最大限度的对机组起到保护作用。

可选地，该传动模块122包括皮带轮、传动套以及传动丝杆，该变桨电机121的输出轴通过皮带与该皮带轮连接，该皮带轮与该传动丝杆的一端连接，该传动套套接在该传动丝杆上。

其中，在该变桨控制装置11的驱动下，根据该变桨电机121的输出轴的转动，通过该传动丝杆上的外螺纹与该传动套的内螺纹，将该变桨电机121输出轴的转动带动该传动套在该传动丝杆轴向上进行直线运动。

在一些实施例中，该传动模块122还包括限位开关，该限位开关包括第一限位开关和第二限位开关，该第一限位开关和第二限位开关分别固定设置在该传动丝杆的两端。

其中，该控制模块114在该控制模块114接收到用户输入的变桨指令为顺桨指令的情况下，控制该变桨电机121运行，以使得该传动套根据该变桨电机121的输出轴的转动从该第一限位开关所在位置运行至该第二限位开关所在位置；或者，该控制模块114在该控制模块114接收到用户输入的变桨指令为开桨指令的情况下，控制该变桨电机121运行，以使得该传动套根据该变桨电机121的输出轴的转动从该第二限位开关所在位置运行至该第一限位开关所在位置。

其中，该顺桨指令在实际风电机组中可以指桨叶叶片从与地面垂直运行至与地面水平的过程，在本公开中，可以是用该传动套根据该变桨电机121的输出轴的转动从该第一限位开关所在位置运行至该第二限位开关所在位置的动作，来模拟桨叶叶片从与地面垂直运行至与地面水平的过程；该开桨指令在实际风电机组中可以指桨叶叶片从与地面水平运行至与地面垂直的过程，在本公开中，可以是用该传动套根据该变桨电机121的输出轴的转动从该第二限位开关所在位置运行至该第一限位开关所在位置的动作，来模拟桨叶叶片从与地面水平运行至与地面垂直的过程。

示例地，在用户向该变桨控制装置11输入顺桨指令的情况下，该变桨控制装置11根据顺桨指令控制该变桨电机121运行，使得该变桨电机121的输出轴转动，然后该变桨电机121的输出轴的转动通过皮带带动该皮带轮转动，该皮带轮的圆心位置与该传动丝杆的一端固定连接，该传动丝杆的外表面上设置有外螺纹，该传动套螺纹连接在该传动丝杆上，在该皮带轮的转动带动该传动丝杆转动的过程中，由于该传动套螺纹连接在该传动丝杆上，该传动套在该传动丝杆的方向上做直线运动，直至该传动套从该第一限位开关所在位置运行至该第二限位开关所在位置；在用户向该变桨控制装置11输入开桨指令的情况下，该变桨控制装置11根据开桨指令控制该变桨电机121运行，使得该变桨电机121的输出轴转动，然后该变桨电机121的输出轴的转动通过皮带带动该皮带轮转动，该皮带轮的圆心位置与该传动丝杆的一端固定连接，该传动丝杆的外表面上设置有外螺纹，该传动套螺纹连接在该传动丝杆上，在该皮带轮的转动带动该传动丝杆转动的过程中，由于该传动套螺纹连接在该传动丝杆上，该传动套在该传动丝杆的方向上做直线运动，直至该传动套从该第二限位开关所在位置运行至该第一限位开关所在位置。

需要说明的是，在该传动套根据该变桨电机121的输出轴的转动从该第一限位开关所在位置运行至该第二限位开关所在位置之后，该控制模块114控制该变桨电机121停止运行；或者，在该传动套根据该变桨电机121的输出轴的转动从该第二限位开关所在位置运行至该第一限位开关所在位置之后，该控制模块114控制该变桨电机121停止运行。

在一些实施例中，该变桨控制装置11的柜体内部还设置有充电单元，该的充电单元控制该电池模块111内的电池组的充电过程。

可选地，图4是根据一示例性实施例示出的第四种变桨实训系统的框图，如图4所示，该系统1还包括输入组件14和展示组件15。

其中，该输入组件14，与该变桨控制装置11连接，用于向该变桨控制装置11输出控制参数；该展示组件15，用于与该模拟主控装置13连接，接收该模拟主控装置13输出的设备故障信息，并展示该设备故障信息。

示例地，该输入组件14可以是与计算机连接的通信接口，用于连接计算机，接收用户通过该计算机输入的变桨指令；该展示组件15可以为液晶显示屏，用于显示该设备故障信息的信息内容，便于用户直观获取该设备故障信息。在另一实现方式中，与该输入组件14连接计算机也可以作为该展示组件15，也就是说，用户既可以通过该计算机向变桨控制装置11输入的变桨控制指令，也可以显示设备故障信息。这样，可以更加直接的接收用户的变桨指令，也可以显示当前系统存在的故障，便于学员进行培训。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种变桨实训系统，其特征在于，所述系统包括变桨控制装置和桨叶模拟装置，所述桨叶模拟装置包括变桨电机和传动模块，所述变桨控制装置与所述变桨电机连接，所述变桨电机的输出端与所述传动模块连接，所述变桨控制装置内设置有电源模块；

所述电源模块，用于提供电源；

所述变桨控制装置，用于控制所述变桨电机转动，以带动所述传动模块运行。

2.根据权利要求1所述的变桨实训系统，其特征在于，所述变桨控制装置包括柜体和柜门，其中，所述柜门活动设置在所述变桨控制装置外柜体的上端面，所述柜门用于暴露设置在所述变桨控制装置内部的设备。

3.根据权利要求1所述的变桨实训系统，其特征在于，所述系统还包括备用电源模块，所述备用电源模块设置在所述变桨控制装置的柜体内部，所述备用电源模块与所述桨叶模拟装置连接，用于在所述电源模块出现故障导致掉电的情况下，提供备用电源，通过备用电源驱动所述桨叶模拟装置运行。

4.根据权利要求1所述的变桨实训系统，其特征在于，所述传动模块包括皮带轮、传动套以及传动丝杆，所述变桨电机的输出轴通过皮带与所述皮带轮连接，所述皮带轮与所述传动丝杆的一端连接，所述传动套套接在所述传动丝杆上；

其中，在所述变桨控制装置的驱动下，根据所述变桨电机的输出轴的转动，通过所述传动丝杆上的外螺纹与所述传动套的内螺纹，将所述变桨电机输出轴的转动带动所述传动套在所述传动丝杆轴向上进行直线运动。

5.根据权利要求4所述的变桨实训系统，其特征在于，所述传动模块还包括限位开关，所述限位开关包括第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关和第二限位开关分别固定设置在所述传动丝杆的两端；

其中，控制模块在所述控制模块接收到用户输入的变桨指令为顺桨指令的情况下，控制所述变桨电机运行，以使得所述传动套根据所述变桨电机的输出轴的转动从所述第一限位开关所在位置运行至所述第二限位开关所在位置；或者，所述控制模块在所述控制模块接收到用户输入的变桨指令为开桨指令的情况下，控制所述变桨电机运行，以使得所述传动套根据所述变桨电机的输出轴的转动从所述第二限位开关所在位置运行至所述第一限位开关所在位置。

6.根据权利要求5所述的变桨实训系统，其特征在于，在所述传动套根据所述变桨电机的输出轴的转动从所述第一限位开关所在位置运行至所述第二限位开关所在位置之后，所述控制模块控制所述变桨电机停止运行；或者，在所述传动套根据所述变桨电机的输出轴的转动从所述第二限位开关所在位置运行至所述第一限位开关所在位置之后，所述控制模块控制所述变桨电机停止运行。

7.根据权利要求1所述的变桨实训系统，其特征在于，所述变桨控制装置的柜体内部还设置有充电单元，所述的充电单元控制所述电源模块内的电池组的充电过程。

8.根据权利要求1所述的变桨实训系统，其特征在于，所述系统还包括输入组件和展示组件；

所述输入组件，与所述变桨控制装置连接，用于向所述变桨控制装置输出控制参数；

所述展示组件，用于与所述模拟主控装置连接，接收所述模拟主控装置输出的设备故障信息，并展示所述设备故障信息。

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