[发明专利]永磁变桨风力发电机组失电顺桨控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机技术，特别是涉及一种对中功率的永磁变桨风力发电机组实施断电保护的失电顺桨控制系统。

背景技术

近些年来，随着环境保护问题的重要性不断突出，世界各国相继开始发展新能源以替代逐渐枯竭且具有污染性的传统能源。风能作为一种清洁可再生能源，以其巨大的开发潜力成为了取得绿色能源的一个重要途径，因而风力发电机技术在近几年呈现出突飞猛进的态势。

目前市场上的水平轴风力发电机大多为多桨叶风轮系统，而具有实时变桨技术的多桨叶同步变桨风力发电机已逐步成为市场首选。在申请人之前提交的名称为“多桨叶单驱同步变桨装置”申请号为PCT/CN2011/079295国际专利申请的发明技术方案中，公开了一种多桨叶叶轮系统的同步变桨装置。在申请人随后提交的发明名称为“一种永磁变桨风力发电机组的控制系统”的第201210008977.9号中国发明专利申请的发明技术方案中又公开了一种对具有上述同步变桨装置的风力发电机实施同步变桨控制的控制系统，其控制系统包含自动变桨控制单元和智能控制单元。

具体地，上述的自动变桨控制单元包括一第一微型继电器，用于使变桨电机顺时针方向运行，从而通过同步变桨装置的丝杆传动机构和同步连杆机构带动浆叶按第一方向围绕桨叶回转轴转动；一第二微型继电器，用于使变桨电机逆时针方向运行，从而带动浆叶按第一方向的反向围绕桨叶回转轴转动。上述的智能控制单元被设置为根据直流电压检测单元和直流电流检测单元检测出的直流输出电压和电流计算出风机当前转速，从而根据预设的规则来确定桨叶需要调整的角度和方向，令上述自动变桨控制单元根据智能控制单元所确定的需要调整的角度和方向执行变桨，并通过上述技术方案使风力发电机组根据风速和实际运行的要求进行同步变桨，使风力发电机的输出功率可实时地调整，从而实现风力发电机输出功率的最大功率跟踪。

然而，在控制电源非正常断开后，常规的风力发电机组往往还继续运转而不受控制系统的控制，因而很容易造成负载损坏，同时也影响风力发电机组本身的使用寿命，并可能造成风轮飞车等重大事故。与市场上已有的风力发电机普遍存在的问题相同，上述发明申请中还尚未提出当风力发电机控制系统的电源突然中断时，对风力发电机组进行失电顺桨保护的技术方案。有鉴于此，确实亟待提出一种有效的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的永磁变桨风力发电机组控制系统，具有失电顺桨控制功能，能够在风力发电机组的控制系统的电源意外断开时，以直流控制电路对风力发电机组实施顺桨停机的控制方式，对风力发电机组进行有效的失电保护，从而避免造成系统和负载的损坏以及重大事故的发生。

为实现上述发明目的，本发明所提供的一种永磁变桨风力发电机组失电顺桨控制系统，其风力发电机组主要包括一风力发电机、一同步变桨装置、以及控制系统，其中所述同步变桨装置包括一同步变桨机构、一变桨电机以及一制动器；所述控制系统包括：

一整流单元，用于将风力发电机输出的交流电整流为直流电输出；

一市电电压检测单元，用于检测市电电压是否低于控制系统预设的电压阈值，并在测得系统失电时向控制系统发出断电信号；

一变桨保护单元，用于根据市电电压来控制同步变桨装置的操作；

一变桨驱动单元，包括一用于驱动变桨电机的变频器和一电连接于所述变桨保护单元的输出端的微型继电器，所述微型继电器的开关响应于市电断电信号而可操作地切换于与所述变频器连接或断开的位置；

一失电顺桨控制单元，包含一直流降压模块，其输入端连接于整流单元的直流输出端，其输出端连接至变桨电机的制动器电源输出端，可选择地还包含一市电电压检测模块；该直流降压模块响应于市电电压检测模块检测到的市电断电信号而向变桨电机的制动器提供降压的直流电使制动器保持释放状态；从而令所述变桨驱动单元的微型继电器在制动器保持释放的状态下，响应于市电断电信号而启动变频器驱动变桨电机令桨叶向迎风角90°方向转动。