[实用新型]一种风电机组的变桨系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电用设备领域，特别是风电机组机舱内的的变桨系统。

背景技术

目前我国风电发电事业不断发展，分布地域越来越广泛，风机应用环境越来越恶劣，如沙漠、海边、高温或低温，甚至会遭受雷电的破坏，所以对风力发电机上的配件及安装提出更高的要求。

风力发电要求有较强的环境适应能力，而变桨系统则是风力发电的核心部什之一。目前，风力发电机组的变桨系统从执行硬件角度可以分为电动变桨系统和液压变桨系统两大类，其中，电动变桨系统实质上是一种位置跟踪的传动系统。变桨系统的作用主要有两点：第一、当风速大于额定风速，桨叶转速无法通过发电机电磁转矩控制时，通过变桨系统维持风机的功率输出恒定；第二、当风机发生安全链故障时，变桨系统需要立即顺桨来保证风机安全。顺桨是指不论桨矩角处丁什么位置，都将桨叶以固定的速度转动至某一固定顺桨位置，根据桨叶的不同气动特性，顺桨位置将略有差异。

当外部安全链发生故障时，风力发电机组的控制装置发出顺桨命令以实现风机的顺桨。而当内部安全链发生故障时，变桨系统需要立即顺桨以实现风机的停机。

目前，变桨系统所需的能量来自两个方而，第一是由外部电源提供的主电，第二是备电。由于风机运行环境恶劣，时有主电断电情况发生。现一般将超级电容作为备电，可以保证桨叶在内部安全链发生故障等主电丢失突发事故中能短时间工作，使桨叶受力最小，尽快进入顺桨位置，保证桨叶的安全。

但同时，超级电容使用时间短，成为机舱内需要经常检修的部件，增加风机运行成本。

鉴于以上诸多原因，迫切需要一种联动的风电机组变桨系统，可以在发生故障时快速反应，并且需要此系统安全、低故障率和低成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上产品的诉求，提供一种风电机组的变桨系统，可以实现机舱、桨叶、机座和控制基站间的联动，在主电丢失情况发生时，快速反应实现顺桨，并且优化了信号滑环和超级电容，保证备电的无故障切换和持续使用，系统安全、故障率低、成本低。

为了达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种风电机组的变桨系统，包括发电机组轮毂中的变桨驱动器、变桨电机变桨减速器，以及风机机舱中的信号滑环、发电机定子和超级电容，信号滑环将电能和信号传递给变桨驱动器，变桨驱动器通过变桨电机连接变桨减速器，最终将桨叶转动到顺桨位置，还具有转换开关，转换开关将来自超级电容和外部电源的供电进行切换，然后连接信号滑环；

超级电容还具有充电器，所述充电器包括功率因子变换电路单元、DC/DC开关电路单元和超级电容电池均压保护单元；

所述外部电源和转换开关之间还具有预警设备；

超级电容的充电器和风机控制基站具有接收设备，接收预警设备传来的信号。

所述转换开关在外部电源断电时切换到超级电容供电模式，在外部电源通电时切换回外部电源供电模式。

充电器中，所述功率因子变换电路单元的功率校正电路直流主回路输出端与DC/DC开关电路单元的输入端连接，所述DC/DC开关电路单元输出端与超级电容电池均压保护单元中的超级电容电池的输入端连接；

所述功率因子变换电路单元中，功率校正电路控制回路单元控制功率校正电路直流主回路单元；

所述DC/DC开关电路单元中，DC/DC变换控制回路单元控制DC/DC变换直流主回路单元；

所述超级电容电池均压保护单元中具有超级电容电池以及均压保护电路。

超级电容电池均压保护单元内部实现对单个超级电容充电过压保护，使单个超级电容工作于正常电压范围之内。

所述信号滑环卡接有测速装置，所述测速装置由沿转子转动轴线套设在固定定子刷架上的测速码盘以及固定于信号滑环转子一侧的接近开关传感器组成, 测速码盘和接近开关传感器相互配合用于测速。

滑环，也称做旋转电气接口、电气旋转关节，可用于任一要求无限制连续旋转时从固定结构到旋转结构传输电源和数据信号的电力系统中。滑环常常被使用在要求无限制、连续或者间断旋转，传输电源和数据信号的机电系统中，能简化和改进系统性能，并且不损坏导线，是实现对旋转动态实现信号和功率传输的主要电器装置。

滑环主要由环体和电刷以接触的方式、并做相对旋转运动实现对旋转体上进行信号和功率的传输，他的主要构造是由导电轴(含引线)、电刷(含电刷引线)、滑环支架、轴承、轴承端盖组合而成，导电轴与旋转物体机械连接，导线和需要提供功率和信号的接口一一对应连接，滑环支架固定在静止物体上，把电刷引线接入需要输入的信号和功率端口，这样导电轴和电刷之间接触式相对旋转，实现信号和功率的传输。