一种风电变桨系统位置测量装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103424565A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103424565103424565A(43)申请公布日2013.12.04(21)申请号201310337928.4F03D7/04(2006.01)(22)申请日2013.08.06(71)申请人江苏科技大学地址212003江苏省镇江市梦溪路2号(72)发明人李泰曾庆军王祺翔候小燕李春华张懿赵黎(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人楼高潮(51)Int.Cl.G01P3/46(2006.01)G01B7/30(2006.01)F03D7/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种风电变桨系统位置测量装置和方法(57)摘要本发明涉及一种风电变桨系统位置测量装置和方法，所述装置包括基于FPGA的旋转变压器转角位置检测电路，监控变桨电机的速度与位置；变桨驱动器，控制变桨电机动作；变桨电机，调节对应风轮叶片角度；以及风力发电机组，包含三个风轮叶片。所述方法如下：FPGA产生的信号经励磁电压产生电路产生旋转变压器励磁电压，旋转变压器输出绕组电压经模数转换电路传送到FPGA进行变桨电机转角位置、速度的解算。将得到的计算数据发送给变桨驱动器，进而控制变桨电机动作，调节桨距角。本发明提高了测试装置的稳定性，可靠性，减小了电压的失真度，提高了测试装置的检测精度；FPGA的并行运算提高了装置的解码速度，代替了旋转变压器原有的专用解码芯片，节约了成本。CN103424565ACN1034256ACN103424565A权利要求书1/1页1.一种风电变桨系统位置测量装置，其特征在于包括：基于FPGA的旋转变压器转角位置检测电路，监测变桨电机的速度与位置；变桨驱动器，与变桨电机相连接，控制变桨电机动作；变桨电机，与风轮叶片对应连接，调节对应风轮叶片角度；风轮叶片数量为三个，与风力发电机相连的风轮叶片沿水平轴方向旋转。2.根据权利要求书1中所述的一种风电变桨系统位置测量装置，其特征在于：所述旋转变压器为正余弦旋转变压器。3.根据权利要求书1中所述的一种风电变桨系统位置测量装置，其特征在于：所述基于FPGA的旋转变压器转角位置检测电路包括旋转变压器正余弦励磁电压产生电路和基于FPGA的旋转变压器解码电路；所述旋转变压器正余弦励磁电压产生电路：对FPGA产生的方波信号进行放大，经整形滤波后，输出标准正弦电压信号；正弦电压信号经功率放大后输出；所述基于FPGA的旋转变压器解码电路：上述电路输出信号输入到旋转变压器中，旋转变压器输出信号经模数转换后，将数据输送到FPGA中进行解码，再经异步串行模块将转子位置角发送到DSP模块。4.根据权利要求书1中所述的一种风电变桨系统位置测量装置，其特征在于：所述风电变桨系统连接外部的供电电源，供电电源包括断电时备用的锂电池和超级电容混合电源。5.根据权利要求书1中所述的一种风电变桨系统位置测量装置，其特征在于：所述风力发电机为水平轴风力发电机组。6.一种基于权利要求1所述的一种风电变桨系统位置测量装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述FPGA产生的方波信号（1）经运算放大器（2）放大后，通过多个整形滤波电路（3）滤波产生一个标准正弦电压信号，所述标准正弦电压信号再经功率放大电路（4）进行功率放大，输出作为旋转变压器励磁电压信号，旋转变压器经转角位置检测后输出模拟电压信号；通过FPGA采样中断程序，将旋转变压器输出的模拟电压信号进行模数转换，模拟电压信号转换为数字信号，将数字信号经FPGA采样、CORDIC解算得到变桨电机转角位置和速度；将计算所得的变桨电机转角位置、速度值发送到DSP，DSP控制变桨驱动器，变桨驱动器控制变桨电机动作，变桨电机调节桨距角。2CN103424565A说明书1/3页一种风电变桨系统位置测量装置和方法技术领域[0001]本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电变桨系统位置测量装置和方法。背景技术[0002]随着能源危机和环境危机的日益加剧，可再生能源开发和利用受到人们越来越广泛的关注。风电在可再生能源中占据主导地位，风电技术的发展日趋成熟，与我国提倡的可持续发展的经济目标是一致的。[0003]为了提高风能利用率，变桨距技术在风力发电上得到应用，变桨装置重要程度日益增加，风电变桨系统对控制精度的要求逐步提高，这就需要更加精密的监测装置来监控变桨电机的速度与位置。现有的风电变桨系统位置测量装置大多采用测速发电机加编码器或者单纯的旋转变压器，测速发电机的输出模拟信号抗干扰能力强，适应性好，但是测量精度差，且体积较大。旋转变压器其抗干扰能力强，可靠性好，耐冲击震动以及高温，但