專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機變槳系統(tǒng)葉片返回順槳位的減速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機的一種部件裝置，具體說是一種變槳系統(tǒng)在變槳驅(qū)動
系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，由備用直流電源驅(qū)動直流電機，使葉片回到順槳位的減速裝置。
技術(shù)背景對于風(fēng)力發(fā)電機變槳系統(tǒng)系統(tǒng)來講，系統(tǒng)的安全性是首先要考慮的，尤其是要考 慮各種故障情況下，如何能夠保證葉片可以順利的回到順槳位，從而保證風(fēng)機的安全。 現(xiàn)在的變槳系統(tǒng)的驅(qū)動，有直流驅(qū)動和交流驅(qū)動兩種方案，其中，交流驅(qū)動方案， 在變槳變頻器不發(fā)生故障時，系統(tǒng)的安全性是可以得到保證的，即使是在電網(wǎng)發(fā)生故障時， 也可以通過備用直流電源連到變槳變頻器中，為其供電，使葉片可以回到順將位。但是如果 在電網(wǎng)和變槳變頻器都發(fā)生故障的時候，那么葉片就無法順利的回到順槳位，從而導(dǎo)致安 全性的下降。 直流驅(qū)動因其能夠在電網(wǎng)和變槳變頻器都發(fā)生故障的情況下，可以通過開關(guān)把備 用直流電源連到直流變槳電機上，由備用直流電源供電使葉片順槳位。從而使直流方案相 比交流方案有了更高的可靠性。 因為直流方案是在故障時直接把備用直流電源連接的直流變槳電機上，為了避免 電機起動時的過流，都會串一個限流電阻。為了能夠保證風(fēng)機的安全，通常需要使葉片在盡 可能短的時間內(nèi)回到到順槳位，所以變槳電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，葉片向順槳位移動的速度通常 為6° /s，有的甚至到9。 /s。而變槳電機是通過減速齒輪箱來驅(qū)動葉片的，所以變槳電機 轉(zhuǎn)速通常都是幾百轉(zhuǎn)每分鐘，甚至到上千轉(zhuǎn)每分鐘。因為此時變槳電機是備用直流電源供 電，無法控制變槳電機的轉(zhuǎn)速，最終葉片將會以6° /s或更高的速度到達順槳位，到達順槳 位后變槳電機內(nèi)的剎車裝置會對抱死變槳電機的軸，從而使葉片停住。因葉片運動的速度 比較高，且慣性也比較大，因此常常會引起風(fēng)機劇烈的震動，對電機和風(fēng)機機械設(shè)備的壽命 都有很大的影響，有時甚至?xí)鹫`報其他故障。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在彌補現(xiàn)有在備用直流電源驅(qū)動直流變槳電機回到順槳位時，因速 度不可控從而導(dǎo)致葉片在較高的轉(zhuǎn)速下被緊急剎車，從而引起風(fēng)機振動，同時導(dǎo)致變槳電 機的使用壽命減少的不足。提出一種變槳系統(tǒng)在變槳驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，由備用直 流電源驅(qū)動直流電機，使葉片回到順槳位的減速裝置 本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)包括順槳位開關(guān)、接近順槳位開 關(guān)、備用直流電源、第一開關(guān)、限流電阻、第二開關(guān)、減速電阻和直流變槳電機；各部件的連 接狀態(tài)是在變槳系統(tǒng)的供電電源和變槳變頻器同時發(fā)生故障的時候，第一開關(guān)和第二開 關(guān)處于閉合狀態(tài)，限流電阻串入備用直流電源和直流變槳電機回路，此時備用直流電源為 直流變槳電機供電，減速電阻處于短路狀態(tài)；在葉片到達接近順槳位開關(guān)時，接近順槳位開 關(guān)被激活，第二開關(guān)斷開，減速電阻串聯(lián)在備用直流電源和直流變槳電機回路中；在到達順槳位時，順槳位開關(guān)被激活，此時直流變槳電機軸的剎車抱閘，使葉片被保持在順槳位，同 時第一開關(guān)斷開，切斷直流變槳電機的供電電源。所述的接近順槳位開關(guān)在變槳電機座內(nèi)， 位于葉片的離順槳位約5。 10°位置；所述的順槳位開關(guān)在順槳位。同時在地面設(shè)有備 用直流電源，備用直流電源通過開關(guān)串聯(lián)一個限流電阻和減速電阻后連接到直流變槳電機 上。 在風(fēng)機發(fā)生故障時，將備用直流電源通過開關(guān)串聯(lián)一個限流電阻后連接到直流變 槳電機上，驅(qū)動電機按照既定的方向開始運動。在葉片在離順槳位約5。 10°位置裝有 一個接近順槳位開關(guān)，在順槳位裝有一個順槳位開關(guān)。在葉片到達接近順槳位開關(guān)時，接近 順槳位開關(guān)被激活，隨后將另一個減速電阻通過開關(guān)串聯(lián)到備用直流電源和變槳電機的主 回路上，使流過變槳電機電流和變槳電機繞組兩端電壓降下來，從而使電機的轉(zhuǎn)速降下來。 本實用新型的優(yōu)點有以下幾個方面 1、減少了葉片在到達順槳位的時，由于變槳電機剎車在葉片高速運動時抱閘引起 的風(fēng)機振動和對風(fēng)機的沖擊。 2、能夠使葉片迅速的回到順槳位，保證風(fēng)機的安全。從工作位到離順槳位5。
10°的范圍是風(fēng)對葉片作用力較大的階段，因此沒有串入減速電阻，保證葉片可以快速的 移出這個角度范圍。而離順槳位5。 10°到順槳位的范圍內(nèi)，風(fēng)對葉片作用力比較小，風(fēng) 機已經(jīng)比較安全，雖然葉片回到順槳位的速度慢了，但是并不影響系統(tǒng)的安全，同時避免了 沖擊。 3、延長了變槳電機的使用壽命。變槳電機經(jīng)過減速齒輪箱驅(qū)動葉片運動。因此在
葉片高速運動時，變槳電機的轉(zhuǎn)速更高，甚至在一千轉(zhuǎn)以上。如果在此時剎車突然將變槳電
機抱閘，那么對變槳電機的軸和剎車片磨損都非常嚴(yán)重，且影響電機的使用壽命。 4、增加了風(fēng)機機械部件的壽命。葉片在高速運動時緊急抱閘，會引起輪轂、機艙、
塔架的劇烈振動，頻繁這樣的振動會增加機械部件的疲勞，減少使用壽命。

圖1為本實用新型的電氣原理示意圖； 圖2為本實用新型的開關(guān)布置示意圖； 圖中1、順槳位開關(guān)；2、接近順槳位開關(guān)；3、備用直流電源；4、開關(guān)A;5、限流電 阻；6、開關(guān)B ;7、減速電阻；8、直流變槳電機。
具體實施方式附圖給出了本實用新型的一種示意圖，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的 描述。 通過附圖可以看出本實用新型為一種風(fēng)電變槳系統(tǒng)用直流電機減速裝置。減速裝 置至少包括順槳位開關(guān)1、接近順槳位開關(guān)2、備用直流電源3、第一開關(guān)4、限流電阻5、第二 開關(guān)6、減速電阻7和直流變槳電機8。各部件的連接狀態(tài)是在變槳系統(tǒng)的供電電源和變 槳變頻器同時發(fā)生故障的時候，第一開關(guān)4和第二開關(guān)6處于閉合狀態(tài)，限流電阻5串入備 用直流電源3和直流變槳電機8回路，此時備用直流電源3為直流變槳電機8供電，減速電 阻7處于短路狀態(tài)；在葉片到達接近順槳位開關(guān)2時，接近順槳位開關(guān)2被激活，第二開關(guān)
46斷開，減速電阻7串聯(lián)在備用直流電源3和直流變槳電機8回路中；在到達順槳位時，順 槳位開關(guān)1被激活，此時直流變槳電機8軸的剎車抱閘，使葉片被保持在順槳位，同時第一 開關(guān)4斷開，切斷直流變槳電機8的供電電源。所述的風(fēng)電變槳系統(tǒng)用直流電機減速裝置 是在現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機變槳系統(tǒng)中，通過備用直流電源、檢測開關(guān)、主開關(guān)和電阻將葉片回 到順槳位的過程劃分為2個速度區(qū)間，在接近順將位時，通過在變槳電機的電源回路串入 電阻來降低變槳電機和葉片的速度，從而避免由于葉片和變槳電機在高速運動時剎車，對 風(fēng)機和部件的壽命造成影響。具體方式是在變槳電機座內(nèi)，位于葉片的離順槳位約5。
10°位置裝有一個接近順槳位開關(guān)，并在順槳位裝有一個順槳位開關(guān)。同時在地面設(shè)有備 用直流電源，備用直流電源通過開關(guān)串聯(lián)一個限流電阻后連接到直流變槳電機上。 在變槳系統(tǒng)的供電電源和變槳變頻器同時發(fā)生故障的時候，第一開關(guān)4和第二開 關(guān)6閉合，限流電阻5串入備用直流電源3和直流變槳電機8回路。此時備用直流電源3為 直流變槳電機8供電，使其向順槳位移動，因第二開關(guān)6閉合所以減速電阻7被短路。在葉 片到達接近順槳位開關(guān)2時，此時接近順槳位開關(guān)2被激活，接近順槳位開關(guān)2為電感式感 應(yīng)開關(guān)，做為來檢測葉片是否到達指定的位置。此時第二開關(guān)6斷開，將減速電阻7串到備 用直流電源3和直流變槳電機8回路，因減速電阻7的串入導(dǎo)致變槳直流電機8兩端的端 電壓下降、流過的電流減小，從而導(dǎo)致電機的速度降低。在到達順槳位時，順槳位開關(guān)1被 激活，此時直流變槳電機8軸的剎車抱閘，使葉片被保持在順槳位。同時第一開關(guān)4斷開， 切斷直流變槳電機8的供電電源。
權(quán)利要求一種風(fēng)力發(fā)電機變槳系統(tǒng)葉片返回順槳位的減速裝置，其特點在于包括順槳位開關(guān)、接近順槳位開關(guān)、備用直流電源、第一開關(guān)、限流電阻、第二開關(guān)、減速電阻和直流變槳電機；各部件的連接狀態(tài)是在變槳系統(tǒng)的供電電源和變槳變頻器同時發(fā)生故障的時候，第一開關(guān)和第二開關(guān)處于閉合狀態(tài)，限流電阻串入備用直流電源和直流變槳電機回路，此時備用直流電源為直流變槳電機供電，減速電阻處于短路狀態(tài)；在葉片到達接近順槳位開關(guān)時，接近順槳位開關(guān)被激活，第二開關(guān)斷開，減速電阻串聯(lián)在備用直流電源和直流變槳電機回路中；在到達順槳位時，順槳位開關(guān)被激活，此時直流變槳電機軸的剎車抱閘，使葉片被保持在順槳位，同時第一開關(guān)斷開，切斷直流變槳電機的供電電源。
2. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機變槳系統(tǒng)備用電源驅(qū)動葉片返回順槳位的減速裝 置，其特征在于接近順槳位開關(guān)為電感式感應(yīng)開關(guān)。
3. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機變槳系統(tǒng)備用電源驅(qū)動葉片返回順槳位的減速裝 置，其特征在于所述的接近順槳位開關(guān)在變槳電機座內(nèi)，位于葉片的離順槳位約5。
10°位置；所述的順槳位開關(guān)在順槳位；同時備用直流電源在地面，備用直流電源通過開 關(guān)串聯(lián)一個限流電阻和減速電阻后連接到直流變槳電機上。
4. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機變槳系統(tǒng)備用電源驅(qū)動葉片返回順槳位的減速裝 置，其特征在于接近順槳位開關(guān)為電感式感應(yīng)開關(guān)。
專利摘要風(fēng)力發(fā)電機變槳系統(tǒng)葉片返回順槳位的減速裝置，包括順槳位開關(guān)、接近順槳位開關(guān)、備用直流電源、第一開關(guān)、限流電阻、第二開關(guān)、減速電阻和直流變槳電機；在變槳系統(tǒng)的供電電源和變槳變頻器同時發(fā)生故障的時候，第一開關(guān)和第二開關(guān)閉合，限流電阻串入備用直流電源和直流變槳電機回路；在葉片到達接近順槳位開關(guān)時，接近順槳位開關(guān)被激活，第二開關(guān)斷開，將減速電阻串到備用直流電源和直流變槳電機回路，從而導(dǎo)致電機的速度降低；在到達順槳位時，順槳位開關(guān)被激活，此時直流變槳電機軸的剎車抱閘，使葉片被保持在順槳位；同時第一開關(guān)斷開，切斷直流變槳電機的供電電源。
文檔編號F03D7/00GK201461234SQ200920064739
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者宋建秀, 張元林, 郭知彼 申請人:南車株洲電力機車研究所有限公司