风力发电机组变桨系统的测试系统及评估方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106246463A(43)申请公布日2016.12.21(21)申请号201610569867.8F03D17/00(2016.01)(22)申请日2016.07.19(71)申请人沈阳华创风能有限公司地址110027辽宁省沈阳市经济技术开发区十二号路3号申请人青岛华创风能有限公司通辽华创风能有限公司宁夏华创风能有限公司(72)发明人徐建蔡晓峰刘衍选王仕林胡明清徐向宇(74)专利代理机构北京华仲龙腾专利代理事务所(普通合伙)11548代理人李静(51)Int.Cl.F03D7/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称风力发电机组变桨系统的测试系统及评估方法(57)摘要一种风力发电机组变桨系统的测试系统及评估方法，属于风力发电技术领域。测试系统包括电网三相供电电源、控制柜、电动调压器、变桨系统、加载系统及轮毂，所述控制柜的控制器一路通过电动调压器连接变桨系统，变桨系统的变桨电机连接轮毂每个轴上的变桨减速箱Ⅰ；控制柜的控制器另一路通过加载系统连接轮毂每个轴上的另一个变桨减速箱Ⅱ，控制柜的控制器还分别连接设置在轮毂上的振动传感器和扭矩传感器；控制柜、电动调压器和加载驱动器分别连接电网三相供电电源，通过控制柜的控制器控制测试变桨系统。本发明通过模拟变桨轴承和变桨电机的转轴实际的运行情况下承受的力矩和载荷，接近真实工况。可以完全反应变桨系统的所有性能，满足对变桨系统的性能测试需求。CN106246463ACN106246463A权利要求书1/2页1.一种风力发电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：包括电网三相供电电源、主控制柜、电动调压器、变桨系统、加载系统及轮毂，所述主控制柜的控制器一路通过电动调压器连接变桨系统，变桨系统的变桨电机分别连接轮毂每个轴上的变桨减速箱Ⅰ；主控制柜的控制器另一路通过加载系统的加载电机分别连接轮毂每个轴上的另一个变桨减速箱Ⅱ，主控制柜的控制器还分别连接设置在轮毂上的振动传感器和扭矩传感器；主控制柜、电动调压器和加载系统的加载驱动器分别连接电网三相供电电源，通过主控制柜的控制器控制测试变桨系统。2.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述变桨系统包括变桨控制器、变桨驱动器、变桨电机、超级电容和低压器件；所述变桨控制器与变桨驱动器之间通过以太网通讯连接形成变桨控制柜，用于向变桨驱动器发送控制信号；变桨控制柜分别与超级电容和变桨电机连接，根据所述变桨控制器的控制信号调节接入的输入电压以输出对变桨电机的控制信号；变桨电机与轮毂一侧的变桨减速箱Ⅰ连接，低压器件组成硬件控制回路；超级电容与变桨驱动器的直流母线连接，在电网供电失败的情况下，做为备用电源供变桨系统控制电机，使风机叶片顺桨至安全位置。3.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述扭矩传感器安装于加载电机和变桨减速箱Ⅱ之间，振动传感器安装于轮毂的变桨轴承，用于测量轴承的振动情况，扭矩传感器和振动传感器均连接主控制柜的控制器，用于数据采集和数据分析。4.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述加载系统包括加载驱动器和三台加载电机；加载驱动器接收来自主控制柜内控制器的信号，并与加载电机分别连接，用于执行所述控制器的控制信号，同时对三台加载电机输出控制信号；三台加载电机与轮毂每个轴的变桨减速箱Ⅱ分别连接，变桨减速箱Ⅱ输出端齿轮与变桨轴承啮合，驱动变桨轴承，模拟叶片对变桨轴承施加载荷。5.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述电动调压器和变桨系统间还设有主开关，控制电动调压器调整加到负载上的电压、电流和功率。6.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述轮毂包括轮毂主体、3个变桨轴承和6台变桨减速箱，其中主体上开有两个变桨减速箱的安装孔，一个作为变桨轴承的驱动端，另一个作为变桨轴承的负载端，两安装孔内分别安装单轴上的两个变桨减速箱，两个变桨减速箱分别连接变桨电机和加载电机，连接加载电机的变桨减速箱上连接扭矩传感器，轮毂的变桨轴承上安装振动传感器。7.如权利要求1所述风力发电机组变桨系统的测试系统的评估方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)主控制柜采集数据：包括变桨电机速度和位置的给定与反馈、超级电容的电压反馈、扭矩传感器的转矩反馈、主开关动作反馈；(2)所述变桨电机位置的给定包括方波信号和正弦波信号运行工况，其中，方波信号运行工况包括风机叶片旋转位置从0°到90°，再从90°到0°两种，并以最大变桨速度运行至位置给定；正弦波信号运行工况是幅值20°，周期20s的正弦波，以幅值为最大速度，周期20s的正弦波速度给定运行；(3)在上述第(2