[实用新型]一种潮流能发电机组变桨控制装置

说明书

一种潮流能发电机组变桨控制装置，其包括至少两个并联的变桨控制单元。每一个变桨控制单元相互独立地控制对应的永磁同步电机和与永磁同步电机相连的桨叶的变桨动作。变桨控制单元中设置有电抗器、变桨控制驱动器和超级电容组，电抗器的出线与变桨控制驱动器的电源端相连，超级电容组与变桨控制驱动器的电容端口相连。变桨控制单元以能通信的方式连接到潮流能发电机组的以太网络。该变桨控制装置结构上高度集成紧凑，无需升出水面即可进行远程维护，能够控制实现0°～90°和180°～270°的大范围变桨动作，使得潮流能发电机组在涨潮和落潮时均可进行发电，各个变桨控制单元各自独立地控制对应桨叶的变桨动作，能够减少塔影效应的影响。

技术领域

本发明属于海洋潮流能发电技术领域，具体涉及一种潮流能发电机组变桨控制装置。

背景技术

海洋潮流能资源是可再生清洁能源之一，我国沿岸海岛附近蕴藏丰富。潮流能的主要利用方式是发电。水平轴式的潮流能发电系统具有明显的优势且技术日渐成熟，正在朝产业化的方向迈进。然而，水平轴式潮流能发电机组的发电功率通常较小，且为定桨距系统。随着潮流能发电机组的装机容量从小到大，小桨叶向大桨叶逐渐发展，定桨距系统已经很难满足潮流能发电机组的控制要求。

此外，潮流能发电机组平时在水下运行，水平轴机组不能偏航。由于其特殊性，若发生不可复位故障，需要将发电机组升出水面拆开密封盖后进行维修、维护，维护完后对端盖进行密封后才能再次下水。

目前，潮流能发电机组轮毂空间较小，应用于水平轴潮流能发电机组的变桨机构仅有液压型变桨系统，存在以下问题：(1)液压油的管路容易发生泄漏；(2)不能远程进行维护；(3) 液压系统由于受液压油黏温特性的影响，对环境温度的要求比较高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种可靠性高、体积小且可以通过远程进行简易维护的潮流能发电机组变桨控制装置。

所述潮流能发电机组变桨控制装置包括至少两个并联的变桨控制单元。每一个所述变桨控制单元相互独立地控制对应的永磁同步电机和与所述永磁同步电机相连的桨叶的变桨动作。其中，每个所述变桨控制单元中设置有电抗器、变桨控制驱动器和超级电容组，所述电抗器的出线与所述变桨控制驱动器的电源端相连，所述超级电容组与所述变桨控制驱动器的电容端口相连。其中一个所述变桨控制单元中设置有以太网交换机，其他的所述变桨控制单元以能通信的方式连接到所述以太网交换机。

优选地，所述变桨控制驱动器包括功率模块和控制模块，所述功率模块的驱动输出端口与所述永磁同步电机相连，所述控制模块集成有驱动控制器和PLC控制器。所述控制模块设有用于连接所述潮流能发电机组的主控装置的CANopen接口和用于连接所述潮流能发电机组的以太网络的以太网接口。

优选地，所述变桨控制单元的所述电抗器的进线用于与所述潮流能发电机组上滑环的 400V电源通道相连，所述电抗器的出线与所述变桨控制驱动器的所述功率模块的电源端相连。所述超级电容组与所述变桨控制驱动器的所述功率模块的电容端口相连。

优选地，其中一个所述变桨控制单元的所述CANopen接口用于经由所述潮流能发电机组的滑环上的CANopen信号通道连接到所述潮流能发电机组的主控装置，其他的所述变桨控制单元的所述CANopen接口并联在CANopen总线上。

优选地，所述永磁同步电机通过减速器与所述桨叶相连，所述永磁同步电机包括用于记录所述桨叶的位置的旋转变压器和用于在必要时限制所述永磁同步电机旋转的制动器，所述旋转变压器和所述制动器均以可通信的方式连接到所述控制模块。

优选地，在每个所述变桨控制单元外部设置用于测量桨叶轴承处泄漏压力的压力传感器，所述压力传感器连接到所述PLC控制器的AI端口。

优选地，还设置有与所述滑环的400V电源通道相连的电源防浪涌保护器，所述电源防浪涌保护器与所述电抗器并联。