[实用新型]风力发电机变桨系统叶片返回顺桨位的减速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机的一种部件装置，具体说是一种变桨系统在变桨驱动系统发生故障的时候，由备用直流电源驱动直流电机，使叶片回到顺桨位的减速装置。

技术背景

对于风力发电机变桨系统系统来讲，系统的安全性是首先要考虑的，尤其是要考虑各种故障情况下，如何能够保证叶片可以顺利的回到顺桨位，从而保证风机的安全。

现在的变桨系统的驱动，有直流驱动和交流驱动两种方案，其中，交流驱动方案，在变桨变频器不发生故障时，系统的安全性是可以得到保证的，即使是在电网发生故障时，也可以通过备用直流电源连到变桨变频器中，为其供电，使叶片可以回到顺将位。但是如果在电网和变桨变频器都发生故障的时候，那么叶片就无法顺利的回到顺桨位，从而导致安全性的下降。

直流驱动因其能够在电网和变桨变频器都发生故障的情况下，可以通过开关把备用直流电源连到直流变桨电机上，由备用直流电源供电使叶片顺桨位。从而使直流方案相比交流方案有了更高的可靠性。

因为直流方案是在故障时直接把备用直流电源连接的直流变桨电机上，为了避免电机起动时的过流，都会串一个限流电阻。为了能够保证风机的安全，通常需要使叶片在尽可能短的时间内回到到顺桨位，所以变桨电机转速稳定后，叶片向顺桨位移动的速度通常为6°/s，有的甚至到9°/s。而变桨电机是通过减速齿轮箱来驱动叶片的，所以变桨电机转速通常都是几百转每分钟，甚至到上千转每分钟。因为此时变桨电机是备用直流电源供电，无法控制变桨电机的转速，最终叶片将会以6°/s或更高的速度到达顺桨位，到达顺桨位后变桨电机内的刹车装置会对抱死变桨电机的轴，从而使叶片停住。因叶片运动的速度比较高，且惯性也比较大，因此常常会引起风机剧烈的震动，对电机和风机机械设备的寿命都有很大的影响，有时甚至会引起误报其他故障。

实用新型内容

本实用新型旨在弥补现有在备用直流电源驱动直流变桨电机回到顺桨位时，因速度不可控从而导致叶片在较高的转速下被紧急刹车，从而引起风机振动，同时导致变桨电机的使用寿命减少的不足。提出一种变桨系统在变桨驱动系统发生故障的时候，由备用直流电源驱动直流电机，使叶片回到顺桨位的减速装置

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：包括顺桨位开关、接近顺桨位开关、备用直流电源、第一开关、限流电阻、第二开关、减速电阻和直流变桨电机；各部件的连接状态是：在变桨系统的供电电源和变桨变频器同时发生故障的时候，第一开关和第二开关处于闭合状态，限流电阻串入备用直流电源和直流变桨电机回路，此时备用直流电源为直流变桨电机供电，减速电阻处于短路状态；在叶片到达接近顺桨位开关时，接近顺桨位开关被激活，第二开关断开，减速电阻串联在备用直流电源和直流变桨电机回路中；在到达顺桨位时，顺桨位开关被激活，此时直流变桨电机轴的刹车抱闸，使叶片被保持在顺桨位，同时第一开关断开，切断直流变桨电机的供电电源.所述的接近顺桨位开关在变桨电机座内，位于叶片的离顺桨位约5°～10°位置；所述的顺桨位开关在顺桨位.同时在地面设有备用直流电源，备用直流电源通过开关串联一个限流电阻和减速电阻后连接到直流变桨电机上.

在风机发生故障时，将备用直流电源通过开关串联一个限流电阻后连接到直流变桨电机上，驱动电机按照既定的方向开始运动。在叶片在离顺桨位约5°～10°位置装有一个接近顺桨位开关，在顺桨位装有一个顺桨位开关。在叶片到达接近顺桨位开关时，接近顺桨位开关被激活，随后将另一个减速电阻通过开关串联到备用直流电源和变桨电机的主回路上，使流过变桨电机电流和变桨电机绕组两端电压降下来，从而使电机的转速降下来。

本实用新型的优点有以下几个方面：

1、减少了叶片在到达顺桨位的时，由于变桨电机刹车在叶片高速运动时抱闸引起的风机振动和对风机的冲击。

2、能够使叶片迅速的回到顺桨位，保证风机的安全。从工作位到离顺桨位5°～10°的范围是风对叶片作用力较大的阶段，因此没有串入减速电阻，保证叶片可以快速的移出这个角度范围。而离顺桨位5°～10°到顺桨位的范围内，风对叶片作用力比较小，风机已经比较安全，虽然叶片回到顺桨位的速度慢了，但是并不影响系统的安全，同时避免了冲击。

3、延长了变桨电机的使用寿命。变桨电机经过减速齿轮箱驱动叶片运动。因此在叶片高速运动时，变桨电机的转速更高，甚至在一千转以上。如果在此时刹车突然将变桨电机抱闸，那么对变桨电机的轴和刹车片磨损都非常严重，且影响电机的使用寿命。