[发明专利]变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组

说明书

本发明的实施例提供了一种变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组，涉及风力发电技术领域。变桨传动链预消隙的控制方法包括：在平均风速小于机组的额定风速的条件下，采集变桨电机的实时转矩Tn；当Tn＝0时，开始计时，并根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t₁；当计时到t₀时，控制变桨电机主动反向运动，消除齿隙，其中，t₀＝t₁‑t₂，t₂为变桨传动链消齿隙所需最大时间。该控制方法能够快速消除齿隙，防止Mz载荷换向时变桨轴承齿面和减速箱齿轮产生齿面磨损和碰撞，大大提高了变桨轴承和减速机的使用寿命。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组。

背景技术

在现有的风力发电机组中，风机在小于额定风速运行时，为保持最大捕获风能，三个叶片的桨距角保持最优桨角状态，不需要执行变桨动作，变桨电机的速度为零。此时，由于风载和叶片重力共同作用在叶片根部，随着风机的转动，三个叶片根部Mz载荷也会随之出现周期性的变化。通过螺栓直接连接在叶片上的变桨轴承的Mz载荷方向也会发生周期性变化。但由于无需产生变桨动作，变桨电机的输出力矩始终和Mz载荷保持一个方向，又因为变桨减速机存在齿隙，当载荷换向时，变桨减速机前端的叶片与叶片轴承会产生滑动，而变桨减速机尾端安装的变桨电机则维持速度为零，这样就会导致变桨轴承齿面和减速机齿面产生碰撞和磨损，增大了变桨轴承和减速机齿面的疲劳载荷，降低了变桨轴承的使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的包括提供一种变桨传动链预消隙的控制方法和风力发电机组，能够解决叶片根部Mz载荷换向时变桨轴承齿面和变桨减速机齿面产生的碰撞和磨损问题。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种变桨传动链预消隙的控制方法，控制方法包括：

在平均风速小于机组的额定风速的条件下，采集变桨电机的实时转矩Tn；

当Tn=0时，开始计时，并根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t₁；

当计时到t₀时，控制变桨电机主动反向运动，消除齿隙，其中，t₀=t₁-t₂，t₂为变桨传动链消齿隙所需最大时间。

在可选的实施方式中，根据轮毂转速n，计算下次Mz载荷的换向时间t₁的步骤包括：

根据n，计算出Mz载荷变化周期T；

根据T，计算出t₁。

在可选的实施方式中，Mz载荷变化周期T的计算公式为：T=（1/n）×60。

在可选的实施方式中，下次Mz载荷的换向时间t₁的计算公式为：t₁=（1/2）×T。

在可选的实施方式中，控制变桨电机主动反向运动，消除齿隙的步骤包括：

在变桨电机反向运动的设定时间内，若出现Tn≥Ts的时刻，则消除齿隙完成，其中，Ts为设定的限制值；

在变桨电机反向运动的设定时间内，若未出现Tn≥Ts的时刻，则循环控制方法。

在可选的实施方式中，在变桨电机反向运动的设定时间内，若出现Tn≥Ts的时刻，则消除齿隙完成的步骤之后，控制方法包括：

采集当前的平均风速；

在当前的平均风速小于机组的额定风速的条件下，重新计算下次Mz载荷的换向时间t₁。