DE202022101606U1 - New AC pitch system - Google Patents
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Abstract
Ein neuartiges AC-Pitch-System, dadurch gekennzeichnet, dass es aus folgenden Teilen zusammengesetzt ist: einer Hauptsteuerung in der Gondel (13), einem Pitch-SPS (3) und drei Schachtsteuerschränken (10), wobei jeder dieser Schachtsteuerschränke (10) it einer Eingangsleitungsreaktanz (4) und einem AC-Pitch-Antrieb (5) ausgestattet ist;
dass die erwähnte Hauptsteuerung der Gondel (13) mit der erwähnten Pitch-SPS (3) über CAN kommuniziert, und die Pitch-SPS (3) mit dem erwähnten AC-Pitchantrieb in jedem der erwähnten Schachtschaltschränke (10) über CANOpen kommuniziert; dass die erwaehnte Hauptsteuerung der Gondel (13) im Gondel-Steuerschrank (1) installiert ist;
dass die Stromleitungen (11) im erwaehnten Gondel-Steuerschrank (1) jeweils mit den erwaehnten Eingangsleitungsreaktanzen (4) der drei Schachtschaltschränke (10) verbunden sind;
dass der erwähnte AC-Pitch-Antrieb (5) elektrisch mit der erwähnten Eingangsleitungsreaktanz (4) und dem Superkondensator (9) verbunden ist;
und dass das Ausgangsende des erwähnten AC-Pitch-Antriebs (5) mit dem Permanentmagnet-Synchron-Pitch-Motor (8) verbunden ist.
that the mentioned main control of the nacelle (13) communicates with the mentioned pitch PLC (3) via CAN, and the pitch PLC (3) communicates with the mentioned AC pitch drive in each of the mentioned shaft control cabinets (10) via CANOpen; that said main control of the nacelle (13) is installed in the nacelle control cabinet (1);
that the power lines (11) in said gondola control cabinet (1) are respectively connected to said input line reactances (4) of the three shaft control cabinets (10);
in that said AC pitch drive (5) is electrically connected to said input line reactance (4) and supercapacitor (9);
and that the output end of said AC pitch drive (5) is connected to the permanent magnet synchronous pitch motor (8).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges AC-Pitch-System.The invention relates to a new type of AC pitch system.
Stand der TechnikState of the art
Windturbinen sind meistens mit DC-Pitch-Systemen ausgestattet, und die wichtigsten Pitch-Marken sind MOOG (LUST), SSB, Nengjian usw. Statistiken zufolge machen die Fehler des DC-Pitch-Systems mehr als 20 % der Gesamtfehler der Windturbinen aus, wobei Encoder, Pitchmotoren, Ladegeräte und Akkus, Antrieb, Pitchregler, Peripherieschütze usw. für über 80% der Fehler des Pitch-Systems verantwortlich sind.Wind turbines are mostly equipped with DC pitch systems, and the main pitch brands are MOOG (LUST), SSB, Nengjian, etc. According to statistics, DC pitch system errors account for more than 20% of the total errors of wind turbines, where Encoders, pitch motors, chargers and batteries, drives, pitch controllers, peripheral contactors, etc. are responsible for over 80% of pitch system errors.
Die Sicherheit und Stabilität des Pitch-Systems spielt eine entscheidende Rolle für den langfristig sicheren und stabilen Betrieb von Windturbinen, die Gewährleistung der Verfügbarkeit der Anlagen und die Steigerung der Stromerzeugung. Anlangen, die DC-Pitch-Systeme verwenden, weisen gegenwärtig hautpsächlich folgende Probleme auf: Das Problem der Notstromversorgung mit der Blei-Säure-Batterie ist schwerwiegend, es kommt häufig zu Ausfällen und die drei Batterien teilen sich ein Ladegerät, so dass, wenn dieses ausfällt, alle drei Batterien nicht geladen werden können, die Sicherheit und Zuverlässigkeit ist also sehr niedrig. Die Kosten für einen Gleichstrommotor sind hoch, sein Gewicht ist schwer und im Fall, dass der Pitch keinen Fehler aufweist, hängt das automatische Einfahren der Rotorblätter zu sehr vom EFC-Signal der Hauptsteuerung ab, um ein sicheres Einfahren der Rotorblätter zu gewährleisten. Wenn der EFC anormal ist, kann die Batterie das Rotorblatt nicht einfahren, was für die Anlage ein großes Sicherheitsrisiko darstellt.The security and stability of the pitch system plays a crucial role in the long-term safe and stable operation of wind turbines, ensuring the availability of the equipment and increasing power generation. Plants using DC pitch systems currently have the following main problems: The problem of backup power with the lead-acid battery is serious, failure occurs frequently, and the three batteries share a charger, so when this fails, all three batteries cannot be charged, so the safety and reliability is very low. The cost of a DC motor is high, its weight is heavy, and in the case of no pitch error, automatic blade retraction depends too much on the EFC signal from the main controller to ensure safe blade retraction. If the EFC is abnormal, the battery cannot retract the blade, which poses a major safety hazard to the facility.
Inhalt der Erfindungcontent of the invention
Das Ziel dieser Erfindung ist es, ein neuartiges AC-Pitch-System zur Verfügung zu stellen.The aim of this invention is to provide a novel AC pitch system.
Das oben genannte Ziel kann durch nachfolgende Techniken realisiert werden:The above objective can be realized by the following techniques:
Ein neuartiges AC-Pitch-System, das aus einer Hauptsteuerung in der Gondel, einem Pitch-SPS und drei Schachtsteuerschränken besteht, wobei jeder dieser Schachtsteuerschränke mit einer Eingangsleitungsreaktanz und einem AC-Pitch-Antrieb ausgestattet ist.A novel AC pitch system consisting of a main controller in the nacelle, a pitch PLC and three shaft control cabinets, each of these shaft control cabinets being equipped with an input line reactance and an AC pitch drive.
Die erwähnte Hauptsteuerung der Gondel kommuniziert mit der erwähnten Pitch-SPS über CAN , und die Pitch-SPS kommuniziert mit dem erwähnten AC-Pitchantrieb in jedem der erwähnten Schachtschaltschränke über CANOpen.The mentioned main control of the nacelle communicates with the mentioned pitch PLC via CAN, and the pitch PLC communicates with the mentioned AC pitch drive in each of the mentioned shaft control cabinets via CANOpen.
Die Stromleitungen im erwaehnten Gondelschaltschrank sind jeweils mit den Eingangsleitungsreaktanzen der drei erwaehnten Schachtschaltschränke verbunden.The power lines in the mentioned nacelle control cabinet are respectively connected to the input line reactances of the three mentioned shaft control cabinets.
Der erwähnte AC-Pitch-Antrieb ist elektrisch mit der erwähnten Eingangsleitungsreaktanz und dem Superkondensator verbunden.The noted AC pitch drive is electrically connected to the noted input line reactance and supercapacitor.
Das Ausgangsende des erwähnten AC-Pitch-Antriebs ist mit dem Permanentmagnet-Synchron-Pitch-Motor verbunden.The output end of the mentioned AC pitch drive is connected to the permanent magnet synchronous pitch motor.
Bei dem erwähnten neuartigen AC-Pitch-System ist die erwähnte Hauptsteuerung der Gondel im Schaltschrank der Gondel installiert.In the novel AC pitch system mentioned, the main control of the nacelle mentioned is installed in the control cabinet of the nacelle.
Bei dem erwähnten neuartigen AC-Pitch-System ist die erwähnte Pitch-SPS im zentralen Schaltschrank installiert.In the new AC pitch system mentioned, the pitch PLC mentioned is installed in the central control cabinet.
Bei dem erwähnten neuartigen AC-Pitch-System ist der erwähnte Superkondensator aus drei in Reihe geschalteten 150V-6F Kondensatormodulen zusammengesetzt.In the mentioned novel AC pitch system, the mentioned supercapacitor is composed of three 150V-6F capacitor modules connected in series.
Günstige Auswirkung:Beneficial effect:
- 1. Das neuartige AC-Pitch-System der vorliegenden Erfindung macht von der CAN-Kommunikation Gebrauch, die eine starke Anti-Interferenz-Fähigkeit und eine hohe Stabilität aufweist; außerdem kann das AC-Pitch-System im Vergleich zur RS485-Kommunikation des DC-Systems intern viele Informationsdaten hochladen, wodurch eine Online-Fehlerdiagnose für das Pitch-System sowie eine Online-Überwachung des Pitch-System-Betriebs realisiert werden können.1. The novel AC pitch system of the present invention makes use of CAN communication, which has strong anti-interference ability and high stability; also, the AC pitch system can internally upload a lot of information data compared to the RS485 communication of the DC system, which can realize online pitch system fault diagnosis as well as online pitch system operation monitoring.
- 2. Das Pitch-SPS und der AC-Pitch-Antrieb der vorliegenden Erfindung haben die Funktion, Fehler bei sich selbst zu diagnostizieren. Wenn die Kommunikation innerhalb des Pitch-Systems oder zwischen dem Pitch-System und der Hauptsteuerung Annomalitäten aufweist, reißt die interne Sicherheitskette des Pitch-Systems, wodurch das synchrone sichere Einfahren der Rotorblätter der drei Achsen ausgelöst wird.2. The pitch PLC and AC pitch drive of the present invention have the function of self-diagnosing faults. If there is any abnormality in communication within the pitch system or between the pitch system and the main controller, the internal safety chain of the pitch system will break, triggering synchronous safe retraction of the three-axis rotor blades.
- 3. Die vorliegende Erfindung verfügt über eine Selbstfehlererkennung des AC-Pitch-Antriebs, eine Systemfehlererkennung, eine Fehlererkennung der Notstromversorgung, eine Dreiblatt-Synchronisationsüberwachung usw. Wenn ein Fehler oder eine Anomalie erkannt werden, wird die Pitch-Sicherheitskette getrennt werden und die Rotorblätter werden automatisch in eine sichere Position eingefahren.3. The present invention has AC pitch drive self-fault detection, system fault detection, backup power supply fault detection, three-blade synchronization monitoring, etc. When a fault or anomaly is detected, the pitch safety chain will be disconnected and the rotor blades are automatically retracted to a safe position.
- 4. Das neuartige Pitch-System der vorliegenden Erfindung verwendet Superkondensatoren als Notstromversorgung. Diese verfügen über die Eigenschaften einer breiten Betriebstemperaturspanne (-40 °C ~ +65 °C) und einer hohen Lade-/Entladegeschwindigkeit, die Kapazitätskonfiguration der Notstromversorgung erlaubt es, die Rotorblätter mindestens 2 Mal in Notfällen einzufahren. Der Pitch-Antrieb integriert ein Superkondensator-Ladegerät, das eine Kombination aus Konstantstrom- und Konstantspannungsladung bietet. Der Antrieb kann den Status des Superkondensators in Echtzeit überwachen (Übertemperatur, Überspannung, Verpolung usw.) und die Online-Erkennung der Kapazität des Superkondensators (Fehlerquote weniger als 5%) unterstützen.4. The novel pitch system of the present invention uses supercapacitors as backup power. These have the characteristics of wide operating temperature range (-40℃~+65℃) and high charge/discharge speed, the capacity configuration of the backup power supply allows the blades to be retracted at least 2 times in emergencies. The pitch drive integrates a supercapacitor charger that offers a combination of constant current and constant voltage charging. The drive can monitor the status of the supercapacitor in real time (over-temperature, over-voltage, reverse polarity, etc.) and support online detection of the supercapacitor's capacitance (error rate less than 5%).
Beschreibung der Zeichnungen:Description of the drawings:
Zeichnung 1 ist das Prinzipdiagramm der vorliegenden Erfindung.Drawing 1 is the principle diagram of the present invention.
Auf der Zeichnung zu sehen:
- 1
- Gondel-Steuerschrank;
- 2
- Schleifring;
- 3
- Pitch-SPS;
- 4
- Eingangsleitungsreaktanz;
- 5
- AC-Pitch-Antrieb;
- 6
- Encoder;
- 7
- Endschalter;
- 8
- Permanentmagnet-Synchron-Pitch-Motor;
- 9
- Superkondensator;
- 10
- Schachtsteuerschrank;
- 11
- Stromleitung;
- 12
- Zentraler Steuerschrank;
- 13
- Hauptsteuerung in der Gondel.
- 1
- gondola control cabinet;
- 2
- slip ring;
- 3
- Pitch PLC;
- 4
- input line reactance;
- 5
- AC pitch drive;
- 6
- encoders;
- 7
- limit switch;
- 8th
- permanent magnet synchronous pitch motor;
- 9
- supercapacitor;
- 10
- shaft control cabinet;
- 11
- Power line;
- 12
- central control cabinet;
- 13
- Main controls in the nacelle.
Implementierungimplementation
Beispiel 1:Example 1:
Ein neuartiges AC-Pitch-Systems, das aus einer Hauptsteuerung in der Gondel 13, einem Pitch-SPS 3 und drei Schachtsteuerschränken 10 besteht, wobei jeder dieser Schachtsteuerschränke mit einer Eingangsleitungsreaktanz 4 und einem AC-Pitch-Antrieb 5 ausgestattet ist.A novel AC pitch system consisting of a main controller in the
Die erwähnte Hauptsteuerung in der Gondel kommuniziert mit der erwähnten Pitch-SPS über CAN , und die Pitch-SPS kommuniziert mit dem erwähnten AC-Pitch-Antrieb in jedem der erwähnten Schachtschaltschränke über CANOpen.The mentioned main control in the nacelle communicates with the mentioned pitch PLC via CAN, and the pitch PLC communicates with the mentioned AC pitch drive in each of the mentioned shaft control cabinets via CANOpen.
Die Stromleitung 11 im erwaehnten Gondelschaltschrank ist jeweils mit den Eingangsleitungsreaktanzen der drei erwaehnten Schachtschaltschränke verbunden.The
Der erwähnte AC-Pitch-Antrieb ist elektrisch mit der erwähnten Eingangsleitungsreaktanz und dem Superkondensator 9 verbunden.The AC pitch drive mentioned is electrically connected to the input line reactance and the
Das Ausgangsende des erwähnten AC-Pitch-Antriebs ist mit dem Permanentmagnet-Synchron-Pitch-Motor 8 verbunden.The output end of the mentioned AC pitch drive is connected to the permanent magnet
Der AC-Pitch-Antrieb ist auch mit dem Endschalter 7 verbunden.The AC pitch drive is also connected to the
Beispiel 2:Example 2:
Das in Ausführungsform 1 beschriebene neuartige AC-Pitch-System, wobei die Hauptsteuerung in der Gondel in dem Gondel-Steuerschrank 1 installiert ist.The novel AC pitch system described in Embodiment 1, wherein the main controller in the nacelle is installed in the nacelle control cabinet 1.
Beispiel 3:Example 3:
Das in Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene neuartige AC-Pitch-System, wobei die Pitch-SPS in dem zentralen Steuerschrank 12 installiert ist.The novel AC pitch system described in
Beispiel 4:Example 4:
Das in Ausführungsform 1, 2 oder 3 beschriebene neuartige AC-Pitch-System, wobei ein Superkondensator gebildet wird, indem drei 150-V-6F-Kondensatormodule in Reihe geschaltet werden.The novel AC pitch system described in
Neuartiges AC-Pitch-System. Die Sicherheit und Stabilität des Pitchsystems spielt eine entscheidende Rolle für den langfristig sicheren und stabilen Betrieb einer Windturbine, die Gewährleistung der Verfügbarkeit einer Anlage und die Steigerung der Stromerzeugung. Die Erfindung besteht aus einer Hauptsteuerung in der Gondel einem Pitch-SPS und drei Schachtsteuerschränken. Jeder Schachtsteuerschrank ist mit einer Eingangsleitungsreaktanz versehen sowie mit einem AC-Pitch-Antrieb; die Hauptsteuerung der Gondel kommuniziert mit der Pitch-SPS über CAN, und die Pitch-SPS kommuniziert mit den AC-Pitch-Antrieben in den Schachtsteuerschränken über CANOpen; die Stromleitung im Steuerschrank der Gondel ist jeweils mit den Eingangsleitungsreaktanzen der drei Schachtsteuerschränke verbunden; der AC-Pitch-Antrieb ist elektrisch mit der Eingangsleitungsreaktanz und dem Superkondensator verbunden; das Ausgangsende des AC-Pitch-Antriebs ist mit dem Permanentmagnet-Synchron-Pitch-Motor verbunden. Die Erfindung wird für ein neuartiges AC-Pitch-System verwendet.New AC pitch system. The security and stability of the pitch system plays a crucial role in the long-term safe and stable operation of a wind turbine, ensuring the availability of a plant and increasing power generation. The invention consists of a main control in the nacelle, a pitch PLC and three shaft control cabinets. Each shaft control cabinet is provided with an input line reactance and an AC pitch drive; the main control of the nacelle communicates with the pitch PLC via CAN, and the pitch PLC communicates with the AC pitch drives in the shaft control cabinets via CANOpen; the power line in the control cabinet of the nacelle is connected to the input line reactances of the three shaft controls closets connected; the AC pitch drive is electrically connected to the input line reactance and the supercapacitor; the output end of the AC pitch drive is connected to the permanent magnet synchronous pitch motor. The invention is used for a new type of AC pitch system.
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| DE202022101606.2U Active DE202022101606U1 (en) | 2021-07-27 | 2022-03-27 | New AC pitch system |
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2022
- 2022-03-27 DE DE202022101606.2U patent/DE202022101606U1/en active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |