[发明专利]一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置及方法

说明书

本申请公开了一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置及方法，所述装置包括变桨电机、三向加速度传感器和变桨驱动器；变桨电机与变桨驱动器连接；三向加速度传感器集成于变桨驱动器内部，用于向变桨驱动器实时反馈三向加速度信号，变桨驱动器内置变桨系统控制程序。本申请通过三向加速度传感器判断对应叶片所处位置，以统一的速比保证所测试电机具备相同的测试基准和测试精度，通过依次输出正向与反向转矩，进行变桨电机制动扭矩的检验。本申请可实现对变桨电机制动扭矩进行在线检测，尽可能地避免叶片自重等相关因素的干扰，较精确地检验变桨电机制动扭矩是否合格，为变桨电机制动器是否需要更换提出预警，为风电机组整机的安全做出保证。

技术领域

本发明属于风电技术领域，涉及风电机组变桨电机制动扭矩检测技术，尤其涉及一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置及方法。

背景技术

风力发电技术现今已取得了长足的进步，变桨系统作为风电机组的重要控制与保护装置，其可操作性和维护性逐渐被人们所重视。目前，国内风电机组以2.XMW～3.XMW机型为主，机组额定功率、叶片长度正面临不断提升，相应的，变桨系统扭矩负载能力也在同步提升。

风电机组在停机阶段，需要依靠变桨电机所提供的制动扭矩来克服风力，使风机叶片维持在特定角度，而变桨电机制动扭矩将随着服役时间的加长产生衰减。变桨电机制动扭矩在整个设计寿命中是否满足真实工况的需求，将直接影响整个风电机组的安全。因此，如何在风机服役后，检测和确认变桨电机制动扭矩是否满足设计需求显得尤为重要。

目前，变桨电机制动扭矩检测多使用人工和机械的检测手段，或只在电机出厂测试时进行检验。然而在实际风机服役后，变桨电机已与轮毂减速机组装为一体，同时受到叶片重力以及风力的影响，制动扭矩的检验将十分困难。因此，需要设计一种装置及方法，使风电机组在停机或小风情况下，能够定期检测变桨电机制动扭矩是否符合设计需求，从而保证整个风电机组的安全。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置及方法，对服役阶段的风电机组定期进行变桨电机制动扭矩的在线检测。

为了实现上述目标，本申请的第一件发明采用如下技术方案：

一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置，包括变桨电机、三向加速度传感器和变桨驱动器；

所述变桨电机与变桨驱动器连接；

所述变桨电机包括电机本体、电机制动器和旋转变压器，其中旋转变压器用于反馈变桨电机转速并计算得到桨叶角度；

所述三向加速度传感器集成于变桨驱动器内部，用于向变桨驱动器实时反馈XYZ三个方向的加速度信号；

所述变桨驱动器内置变桨系统控制程序，所述变桨驱动器具有位置运行模式和制动器检验模式；

接收到风机主控发送的变桨电机制动扭矩检验使能信号时，变桨驱动器切换至制动器检验模式，执行变桨电机制动扭矩检验逻辑；否则变桨驱动器处于位置运行模式，不执行变桨电机制动扭矩检验逻辑；

所述位置运行模式为：变桨系统接收风机主控指令或根据自身故障和维护需求的工作状态；

所述制动器检验模式为：仅执行电机制动器检验功能，不接收风机主控角度或速度指令，且整个过程中电机制动器处于闭合状态；

所述变桨驱动器处于位置运行模式时，以变桨系统接收风机主控指令或根据自身故障和维护需求的齿轮比进行运行；当切换至制动器检验模式时，以制动器检验模式设定的齿轮比运行。

本申请还公开了另一件发明，即一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测方法，包括基于上述的一种风电机组变桨电机制动扭矩在线检测装置，所述方法包括以下步骤：

步骤1：风机主控发送变桨电机制动扭矩检验使能信号；