[发明专利]一种用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机

权利要求书

1.一种用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机，其包括驱动部分(1)和电机部分(2)，其特征在于：

所述驱动部分(1)骑跨在所述电机部分(2)之上，且驱动部分(1)与电机部分(2)之间以能拆卸的方式相互连接；所述驱动部分(1)集成有驱动电路(11)、开关电源(12)和控制电路(13)；所述电机部分(2)集成有永磁同步电机(21)、电机制动器(22)、用于记录桨叶的相对位置和变桨速度的位置/速度传感器(23)以及用于检测所述永磁同步电机(21)的运行温度的KTY温度传感器(24)，电机部分(2)中的永磁同步电机(21)的驱动电流输入端通过螺栓固定到驱动电路(11)的驱动电流输出端；电机制动器(22)、位置/速度传感器(23)、KTY温度传感器(24)分别通过接线端子连接到驱动部分(1)控制电路(13)相应的接口；

其中，所述控制电路(13)的驱动信号输出端连接到所述驱动电路(11)的驱动信号输入端，所述驱动电路(11)的驱动信号输出端连接到所述永磁同步电机(21)的驱动信号输入端，所述电机制动器(22)连接到所述控制电路(13)的制动器接口，所述位置/速度传感器(23)配置成连接到所述控制电路(13)的编码器接口，所述KTY温度传感器(24)配置成连接到所述控制电路(13)的温度传感器接口；

驱动电路(11)接收控制电路(13)的控制信号，驱动IGBT并反馈状态，提供电压隔离以及保护；

控制电路(13)建立IGBT模块损耗及结温的计算模型，利用IGBT热特性等效为RC电路来进行热损耗的动态解析，并配合IGBT模块内置测温热电阻的数据动态估算GBT模块工作结温；同时配合动态载频调整策略来限制IGBT模块最高结温，提高风电变桨系统的过载能力，满足变桨运行特定工况。

2.如权利要求1所述的用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机，其特征在于：

所述驱动部分(1)的所述控制电路(13)内置有控制逻辑，使得能够在通信中断或者安全链信号丢失时把变桨位置设置为安全位置，并通过所述驱动电路(11)驱动所述永磁同步电机(21)运行到所述安全位置后停止。

3.如权利要求2所述的用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机，其特征在于：所述安全位置为90度的顺桨位置。

4.如权利要求2所述的用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机，其特征在于：所述驱动部分(1)设置有加热电阻，用于进行预热以便在-40℃环境下运行所述用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机。

5.如权利要求1所述的用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机，其特征在于：

所述驱动部分(1)配置成同时借助有速度传感器矢量控制和无速度传感器矢量控制两种控制方式来调节所述永磁同步电机(21)输出电流和转矩，其中所述无速度传感器矢量控制作为所述有速度传感器矢量控制的热备份同时进行，当所述有速度传感器矢量控制失效时，所述驱动部分(1)自动切换到无速度传感器矢量控制模式下运行。

6.如权利要求1所述的用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机，其特征在于：

所述驱动部分(1)设置有分别连接在所述控制电路(13)上的DI接口(102)和DO接口(103)，所述DI接口(102)包括限位开关通道和安全链输入通道，所述DO接口(103)包括安全链反馈通道，所述限位开关通道、所述安全链输入通道和所述安全链反馈通道连接到所述控制电路(13)的安全继电器接口。

7.如权利要求1所述的用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机，其特征在于：

所述驱动部分(1)设置有连接在所述控制电路(13)上的CANopen/EtherCAT接口(104)、以太网接口(105)和RS-485接口(106)，所述CANopen/EtherCAT接口(104)用作与控制器通信的接口，所述以太网接口(105)用作所述驱动电机一体机的控制程序升级、故障诊断和远程维护接口，所述RS-485接口(106)用作所述驱动部分(1)底层程序升级接口。

8.如权利要求1所述的用于风力发电变桨系统的驱动电机一体机，其特征在于：

所述驱动部分(1)配置成能通过外部直流电源(101)供电，额定直流电压范围为150V～450V，所述驱动电路(11)的电源输入端和所述开关电源(12)的电源输入端分别连接到直流母线上，所述控制电路(13)的电源输入端与所述开关电源(12)的输出端相连。