风力发电机的偏航机构、偏航控制系统及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101963131A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101963131A(43)申请公布日2011.02.02(21)申请号201010296092.4(22)申请日2010.09.26(71)申请人张舜德地址315043浙江省宁波市江东区百丈东路819弄华侨城27号10E(72)发明人张舜德高文元孙涛(74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人徐雪波(51)Int.Cl.F03D7/00(2006.01)H02K7/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称风力发电机的偏航机构、偏航控制系统及控制方法(57)摘要本发明涉及一种风力发电机的偏航机构及采用该偏航机构的偏航控制系统及该偏航系统的控制方法，该风力发电机的偏航机构；该偏航机构包括与发电机总成相连的底座，底座的外侧壁上具有三个向外凸起设置的侧板；每个侧板下方固定有预紧压力调节装置；所述偏航电机的另一端与减速器固定，减速器的输出轴与摩擦轮相连；四点接触球轴承，所述底座底部端面与该四点接触球轴承的内圈固定，该四点接触球轴承的外圈与塔架顶部相连，并且所述摩擦轮与四点接触球轴承的外圈相接触。与现有技术相比，本发明的优点在于：相对于偏航机构常用的齿轮传动形式，由于采用摩擦轮传动形式，其结构形状简单，加工方便，同时具有工作过程平稳、冲击小的特点。CN10963ACCNN110196313101963132A权利要求书1/1页1.一种风力发电机的偏航机构，其特征在于：包括与发电机总成相连的底座，底座的外侧壁上具有三个向外凸起设置的侧板；每个侧板下方固定有预紧压力调节装置；所述预紧压力调节装置包括一对相互配合的具有燕尾形状的凸凹块，其中燕尾凸块和偏航电机一端连接固定，燕尾凹块与挡板连接固定，燕尾凸块与挡板之间具有间隔空间；双头螺柱一头和燕尾凸块螺纹固定连接，另一头穿过所述挡板，并且穿出挡板外的双头螺柱上设置有调节螺母；穿设在燕尾凸块和挡板间的所述双头螺柱外套设有一弹簧；所述偏航电机的另一端与减速器固定，减速器的输出轴与摩擦轮相连；四点接触球轴承，所述底座底部端面与该四点接触球轴承的内圈固定，该四点接触球轴承的外圈与塔架顶部相连，并且所述摩擦轮与四点接触球轴承的外圈相接触。2.根据权利要求1所述的风力发电机的偏航机构，其特征在于：所述底座为半球形，所述三个侧板按照120度间隔均匀分布在底座的外侧壁上。3.一种采用如权利要求1所述偏航机构的偏航控制系统，其特征在于：包括一采用如权利要求1所述偏航机构；一用于测量风向信号的检测元件；一用于计算风向与风力机的风轮轴线方向偏差值的计算元件，所述检测元件的信号输出端与该计算元件的一信号输入端相连，所述风力机用于输出风轮轴线方向的信号输出端与该计算元件的另一信号输入端相连；一PLC控制器；所述计算元件的输出端与该PLC控制器的一输入端相连，该PLC控制器输出端通过一软启动器与所述偏航机构的偏航电机相连；一偏航计数器，用于计算所述偏航机构的偏航次数，其信号输入端与所述偏航机构相连；其信号输出端与所述PLC控制器的另一输入端相连。4.一种如3所述偏航控制系统的控制方法，其特征在于：当所述计算单元计算出风向与风力机的风轮轴线方向偏差值的绝对值大于零时，该偏航控制系统开始工作，当风向与风力机的风轮轴线方向偏差值的绝对值大于等于一预先设定值时，所述偏航控制系统的PLC控制器采用模糊控制方法对所述偏航机构的偏航电机进行控制，当风向与风力机的风轮轴线方向偏差值的绝对值小于所述预先设定值时，所述偏航控制系统的PLC控制器采用PID控制方法对所述偏航机构的偏航电机进行控制，当风向与风力机的风轮轴线方向偏差值等于零时，PLC控制器输出控制信号使偏航电机停止工作。2CCNN110196313101963132A说明书1/4页风力发电机的偏航机构、偏航控制系统及控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种风力发电机的偏航机构及采用该偏航机构的偏航控制系统及该偏航系统的控制方法。背景技术[0002]目前，风力发电机组中常用的偏航机构有电机驱动和液压驱动两种方式。对于电机驱动的偏航机构，其结构简单、可靠，可充分利用有限空间，实现分散布置，常采用三个电机分别驱动三个主动齿轮，把四点接触球轴承的内圆或外圆制成齿轮，通过主动齿轮和四点接触球轴承上的齿轮啮合传动完成偏航动作。其缺点是由于四点接触球轴承外形尺寸较大，其齿廓加工困难，同时齿轮啮合传动时冲击较大，若制造或安装不良，轮齿局部受载过大时，轮齿会产生局部折断等现象。液压驱动方式变距力大，但存在液压传动系统复杂，非线性、泄漏等现象。同时目前偏航系统的控制方式常采用PID控制，由于风力发电系统的复杂性，系统模型的建立非常困难，不能准确的对