一种风电机组变桨转矩调节系统的制作方法

1.本发明涉及风力发电机控制系统的技术领域，尤其涉及一种风电机组变桨转矩调节系统。


背景技术：

2.风电机组是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备，风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
3.变桨转矩调节系统是风电机组的重要传动系统，风电机组在变桨转矩调节系统的控制下，始终使风电机组的叶轮处于迎风状态，在风向稳定时风电机组能够始终对着来风方向发电，实现风电机组的最大功率捕获,传统的检测手段是依赖仪器检测，没有根据风速、环境温度、压强、发电机转速、实时功率等多参数，动态调节桨距，无法实现风电机组的最大功率捕获，随着风电场精细化运营要求的提高，对变桨转矩调节系统的在线诊断和纠正变桨转矩调节系统的研究逐渐成为研究热点。为此本发明提供一种风电机组变桨转矩调节系统。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有风电机组变桨转矩调节系统存在依赖仪器检测，无法实现风电机组的最大功率捕获的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种风电机组变桨转矩调节系统，其目的在于：。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种风电机组变桨转矩调节系统，包括，数据采集模块，包括采集单元、与采集单元电连接的分析单元，以及与分析单元电连接输出单元；变桨调节模块，包括与桨叶连接的控制电机，以及与输出单元电连接的角度控制器；以及，反馈模块，包括信息对比单元，以及与采集单元电连接的监控单元。
8.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：所述采集单元包括风速传感器、温度传感器、气压传感器和发电机转速传感器。
9.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：还包括，发电单元，包括齿轮箱、设置于齿轮箱上的桨叶轴；以及，散热单元，包括设置于所述齿轮箱外侧的润滑油箱，以及设置于所述润滑油箱上的散热组件；所述齿轮箱位于润滑油箱内部，且两者相通。
10.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：所述散热组件包括设置于润滑油箱顶端，且与所述润滑油箱内部相通的进风管、设置于所述进风管端部的集风罩，以及设置于所述润滑油箱侧壁的透风孔。
11.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：所述集风罩顶端设有过滤网，所述桨叶轴上设有清扫组件；所述清扫组件包括设置于所述桨叶轴上的安装盘、设置于所述安装盘上的清扫板，以及设置于所述清扫板上，且与所述过滤网相抵的刷毛。
12.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：还包括；清理单元，包括设置于所述润滑油箱内部的安装轴、设置于所述安装轴与所述桨叶轴之间的驱动组件，以及设置于所述安装轴上的水车架、设置于所述水车架外侧的盛油盘、设置于所述盛油盘上的多个盛油腔、设置于所述盛油腔底端的漏油口、设置于所述水车架上的安装环，以及设置于多个所述盛油腔底端与所述安装环之间的多个吸渣组件；所述驱动组件包括设置于所述桨叶轴上的第一锥齿、设置于所述安装轴上，且与所述第一锥齿啮合的第二锥齿；所述桨叶轴穿过齿轮箱，且位于所述润滑油箱中。
13.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：所述吸渣组件包括设置于所述安装环与所述盛油腔之间的滑柱、滑动设置于所述滑柱上的磁吸石、设置于所述磁吸石与所述安装环之间的弹性件、以及设置于所述盛油盘上端的除渣件。
14.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：所述除渣件包括设置于所述润滑油箱内部的支撑杆、设置于所述支撑杆上的集渣漏盒，以及设置于所述集渣漏盒侧边，且与所述磁吸石相抵的挤压架。
15.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：所述支撑杆侧边与盛油盘相抵，且位于集渣漏盒上方，所述支撑杆上设有引流槽，所述支撑杆上设有供磁吸石穿过的穿槽，所述引流槽与所述齿轮箱之间设有注油组件；所述注油组件包括设置于所述引流槽端部底端的注油槽、设置于所述注油槽端部的分配盒，以及设置于所述分配盒底端，且插入所述齿轮箱顶端的多个注油管。
16.作为本发明所述风电机组变桨转矩调节系统的一种优选方案，其中：所述集渣漏盒与所述盛油盘之间贴合，且与所述支撑杆之间设有封堵板，所述封堵板上设有与所述漏油口配合的排渣口。
17.本发明的有益效果：通过采集单元采集风速、环境温度、压强、发电机转速、实时功率等多参数，并结合经典的pid控制算法，动态调节桨距，使机组对风能的利用率时刻处于最优状态。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
19.图1为本发明风电机组变桨转矩调节系统的体统框架示意图。
20.图2为本发明风电机组变桨转矩调节系统的散热组件结构示意图。
21.图3为本发明风电机组变桨转矩调节系统的润滑油箱剖切结构示意图。
22.图4为本发明风电机组变桨转矩调节系统的驱动组件结构示意图。
23.图5为本发明风电机组变桨转矩调节系统的清理单元结构示意图。
24.图6为本发明风电机组变桨转矩调节系统的吸渣组件示意图。
25.图7为本发明风电机组变桨转矩调节系统的注油组件结构示意图。
具体实施方式
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
28.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
29.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
30.实施例1
31.参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种风电机组变桨转矩调节系统，此系统包括数据采集模块100，包括采集单元101、与采集单元101电连接的分析单元102，以及与分析单元102电连接输出单元103；变桨调节模块200，包括与桨叶连接的控制电机201，以及与输出单元103电连接的角度控制器202；以及，反馈模块300，包括信息对比单元301，以及与采集单元101电连接的监控单元302。
32.所述采集单元101包括风速传感器101a、温度传感器101b、气压传感器101c和发电机转速传感器101d，采集单元101对风速、环境温度、压强、发电机转速和实时功率进行监测，并传输给分析单元102，通过对对风速、环境温度、压强、发电机转速和实时功率的数值进行分析，并结合经典的pid控制算法，并通过输出单元103传输给角度控制器202，将需要要调节的角度传输给控制电机201，通过控制电机201动态调节桨距，使机组对风能的利用率时刻处于最优状态。
33.反馈模块300，中的信息对比单元301具有大范围内跟踪最佳cp曲线的能力，能够自动寻找到适合的最优变桨角度，通过监控单元302进行对采集单元101采集的数据进行监测，并根据最佳cp曲线寻找到适合的最优变桨角度，通过两个结合动态调节桨距，使机组对风能的利用率时刻处于最优状态。
34.根据环境条件动态切换和调整参数，变静态单一参数控制为动态多参数协调控制，有效地控制机组转速。对风的紊流特性、风与风轮叶片的动态作用与响应特性、机组传动系统的动态响应特性等方面进行优化控制，实现在保证发电机安全性和可靠性的前提下，使得机组的输出功率处于最优。
35.实施例2
36.参照图2-3，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：还包括，发电单元400，包括齿轮箱401、设置于齿轮箱401上的桨叶轴402，桨叶转动带动桨叶轴402转动，通过齿轮箱401内部零件，将机器能转换成电能储存；以及，散热单元500，包括设
置于所述齿轮箱401外侧的润滑油箱501，以及设置于所述润滑油箱501上的散热组件502；所述齿轮箱401位于润滑油箱501内部，且两者相通，齿轮箱401与润滑油箱501内部的润滑油流通，润滑油能对齿轮箱401内部的零件进行润滑和降温；
37.所述散热组件502包括设置于润滑油箱501顶端，且与所述润滑油箱501内部相通的进风管502a、设置于所述进风管502a端部的集风罩502b，以及设置于所述润滑油箱501侧壁的透风孔502c，集风罩502b位于整个机组外侧，通过将高空气流聚集，并传输至润滑油箱501中，进行降温，通过过滤网502d对杂物灰尘进行遮挡过滤。
38.所述集风罩502b顶端设有过滤网502d，所述桨叶轴402上设有清扫组件503，所述清扫组件503包括设置于所述桨叶轴402上的安装盘503a、设置于所述安装盘503a上的清扫板503b，以及设置于所述清扫板503b上，且与所述过滤网502d相抵的刷毛503c。
39.其余结构与实施例1的结构相同。
40.使用过程中，集风罩502b聚集高空气流，并通过进风管502a进入润滑油箱501中，对润滑油箱501中的润滑油进行降温，在桨叶随风转动发电时，会带动桨叶轴402转动，从而带动安装盘503a、清扫板503b转动，通过刷毛503c对过滤网502d进行清扫。
41.实施例3
42.参照图2-7，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：还包括；清理单元600，包括设置于所述润滑油箱501内部的安装轴601、设置于所述安装轴601与所述桨叶轴402之间的驱动组件602，以及设置于所述安装轴601上的水车架603、设置于所述水车架603外侧的盛油盘604、设置于所述盛油盘604上的多个盛油腔605、设置于所述盛油腔605底端的漏油口606、设置于所述水车架603上的安装环607，以及设置于多个所述盛油腔605底端与所述安装环607之间的多个吸渣组件608；所述驱动组件602包括设置于所述桨叶轴402上的第一锥齿602a、设置于所述安装轴601上，且与所述第一锥齿602a啮合的第二锥齿602b；所述桨叶轴402穿过齿轮箱401，且位于所述润滑油箱501中，桨叶轴402贯穿齿轮箱401，且端部位于润滑油箱501中；
43.其中在桨叶带动桨叶轴402转动时，通过第一锥齿602a、第二锥齿602b，带动安装轴601和水车架603转动，从而带动盛油盘604转动，将润滑油盛起，在倒入润滑油箱501中，通过吸渣组件608对盛起的润滑油中的铁粉进行吸收清理，铁粉是齿轮箱401在工作时因为摩擦产生。
44.所述吸渣组件608包括设置于所述安装环607与所述盛油腔605之间的滑柱608a、滑动设置于所述滑柱608a上的磁吸石608b、设置于所述磁吸石608b与所述安装环607之间的弹性件608c、以及设置于所述盛油盘604上端的除渣件608d，弹性件608c可以采用弹簧和金属弹片制成，优选的采用弹簧制成，弹簧套在滑柱608a外侧，磁吸石608b外侧包裹木块或金属铜，对磁力进行隔绝，只留有盛油腔605相抵的顶端不隔绝，通过磁吸石608b将盛油腔605内部盛起的润滑油中的铁粉吸附；
45.所述除渣件608d包括设置于所述润滑油箱501内部的支撑杆608d-1、设置于所述支撑杆608d-1上的集渣漏盒608d-2，以及设置于所述集渣漏盒608d-2侧边，且与所述磁吸石608b相抵的挤压架608d-3，磁吸石608b上设有与挤压架608d-3相抵接触的触发柱，挤压架608d-3顶端竖直，底端呈弧形，随着盛油盘604转动对润滑油盛起，同时磁吸石608b随着盛油盘604转动与挤压架608d-3接触，会压缩磁吸石608b，使其与盛油腔605分离，盛油腔
605内部的铁粉随润滑油从漏油口606排出，并落在集渣漏盒608d-2中，将铁粉过滤收集，集渣漏盒608d-2底端有过滤孔，在磁吸石608b与挤压架608d-3分离后，在弹性件608c的弹力下处盛油腔605底端相抵，对盛油腔605中来的及排出的铁粉进行重新吸附，当再次与挤压架608d-3接触时，再次进行排出收集。
46.使用过程中，桨叶带动桨叶轴402转动时，通过第一锥齿602a、第二锥齿602b，带动安装轴601和水车架603转动，从而带动盛油盘604转动，将润滑油盛起，同时磁吸石608b随着盛油盘604转动与挤压架608d-3接触，会压缩磁吸石608b，使其与盛油腔605分离，盛油腔605内部的铁粉随润滑油从漏油口606排出，并落在集渣漏盒608d-2中，将铁粉过滤收集。
47.实施例4
48.参照图2-7，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：所述支撑杆608d-1侧边与盛油盘604相抵，且位于集渣漏盒608d-2上方，所述支撑杆608d-1上设有引流槽608d-11，所述支撑杆608d-1上设有供磁吸石608b穿过的穿槽608d-12，所述引流槽608d-11与所述齿轮箱401之间设有注油组件609；所述注油组件609包括设置于所述引流槽608d-11端部底端的注油槽609a、设置于所述注油槽609a端部的分配盒609b，以及设置于所述分配盒609b底端，且插入所述齿轮箱401顶端的多个注油管609c；
49.其中，在桨叶带动桨叶轴402转动时，通过第一锥齿602a、第二锥齿602b，带动安装轴601和水车架603转动，从而带动盛油盘604转动，将润滑油盛起，在到达引流槽608d-11上方时，盛油腔605中的润滑油从排油口中排出，并落在引流槽608d-11中，通过注油槽609a、分配盒609b和注油管609c注入齿轮箱401中，对齿轮箱401内部的零件进行降温和充分润滑，同时对齿轮箱401和润滑油箱501中的润滑油进行流通；
50.所述集渣漏盒608d-2与所述盛油盘604之间贴合，且与所述支撑杆608d-1之间设有封堵板608e，所述封堵板608e上设有与所述漏油口606配合的排渣口608f。
51.在盛油腔605中的部分润滑油经过引流槽608d-11后，到达封堵板608e处，此时排油口被封堵板608e封堵，直至磁吸石608b与挤压块接触时，磁吸石608b被分离，同时排油口与排渣口608f重合，盛油腔605中剩余的润滑油带着铁粉从排渣口608f中排出落在集渣漏盒608d-2中。
52.其余结构与实施例3的结构相同。
53.使用过程中，桨叶带动桨叶轴402转动时，通过第一锥齿602a、第二锥齿602b，带动安装轴601和水车架603转动，从而带动盛油盘604转动，将润滑油盛起，在到达引流槽608d-11上方时，盛油腔605中的润滑油从排油口中排出，并落在引流槽608d-11中，通过注油槽609a、分配盒609b和注油管609c注入齿轮箱401中，对齿轮箱401内部的零件进行降温和充分润滑，同时磁吸石608b随着盛油盘604转动与挤压架608d-3接触，会压缩磁吸石608b，使其与盛油腔605分离，盛油腔605内部剩余的润滑油和铁粉随润滑油从排渣口608f排出，并落在集渣漏盒608d-2中，将铁粉过滤收集。
54.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：包括，数据采集模块(100)，包括采集单元(101)、与采集单元(101)电连接的分析单元(102)，以及与分析单元(102)电连接输出单元(103)；变桨调节模块(200)，包括与桨叶连接的控制电机(201)，以及与输出单元(103)电连接的角度控制器(202)；以及，反馈模块(300)，包括信息对比单元(301)，以及与采集单元(101)电连接的监控单元(302)。2.根据权利要求1所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：所述采集单元(101)包括风速传感器(101a)、温度传感器(101b)、气压传感器(101c)和发电机转速传感器(101d)。3.根据权利要求2所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：还包括，发电单元(400)，包括齿轮箱(401)、设置于齿轮箱(401)上的桨叶轴(402)；以及，散热单元(500)，包括设置于所述齿轮箱(401)外侧的润滑油箱(501)，以及设置于所述润滑油箱(501)上的散热组件(502)；所述齿轮箱(401)位于润滑油箱(501)内部，且两者相通。4.根据权利要求3所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：所述散热组件(502)包括设置于润滑油箱(501)顶端，且与所述润滑油箱(501)内部相通的进风管(502a)、设置于所述进风管(502a)端部的集风罩(502b)，以及设置于所述润滑油箱(501)侧壁的透风孔(502c)。5.根据权利要求4所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：所述集风罩(502b)顶端设有过滤网(502d)，所述桨叶轴(402)上设有清扫组件(503)；所述清扫组件(503)包括设置于所述桨叶轴(402)上的安装盘(503a)、设置于所述安装盘(503a)上的清扫板(503b)，以及设置于所述清扫板(503b)上，且与所述过滤网(502d)相抵的刷毛(503c)。6.根据权利要求3～5任一所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：还包括；清理单元(600)，包括设置于所述润滑油箱(501)内部的安装轴(601)、设置于所述安装轴(601)与所述桨叶轴(402)之间的驱动组件(602)，以及设置于所述安装轴(601)上的水车架(603)、设置于所述水车架(603)外侧的盛油盘(604)、设置于所述盛油盘(604)上的多个盛油腔(605)、设置于所述盛油腔(605)底端的漏油口(606)、设置于所述水车架(603)上的安装环(607)，以及设置于多个所述盛油腔(605)底端与所述安装环(607)之间的多个吸渣组件(608)；所述驱动组件(602)包括设置于所述桨叶轴(402)上的第一锥齿(602a)、设置于所述安装轴(601)上，且与所述第一锥齿(602a)啮合的第二锥齿(602b)；所述桨叶轴(402)穿过齿轮箱(401)，且位于所述润滑油箱(501)中。7.根据权利要求6所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：所述吸渣组件(608)包括设置于所述安装环(607)与所述盛油腔(605)之间的滑柱(608a)、滑动设置于所述滑柱(608a)上的磁吸石(608b)、设置于所述磁吸石(608b)与所述安装环(607)之间的弹性件(608c)、以及设置于所述盛油盘(604)上端的除渣件(608d)。8.根据权利要求7所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：所述除渣件(608d)
包括设置于所述润滑油箱(501)内部的支撑杆(608d-1)、设置于所述支撑杆(608d-1)上的集渣漏盒(608d-2)，以及设置于所述集渣漏盒(608d-2)侧边，且与所述磁吸石(608b)相抵的挤压架(608d-3)。9.根据权利要求8所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：所述支撑杆(608d-1)侧边与盛油盘(604)相抵，且位于集渣漏盒(608d-2)上方，所述支撑杆(608d-1)上设有引流槽(608d-11)，所述支撑杆(608d-1)上设有供磁吸石(608b)穿过的穿槽(608d-12)，所述引流槽(608d-11)与所述齿轮箱(401)之间设有注油组件(609)；所述注油组件(609)包括设置于所述引流槽(608d-11)端部底端的注油槽(609a)、设置于所述注油槽(609a)端部的分配盒(609b)，以及设置于所述分配盒(609b)底端，且插入所述齿轮箱(401)顶端的多个注油管(609c)。10.根据权利要求9所述的风电机组变桨转矩调节系统，其特征在于：所述集渣漏盒(608d-2)与所述盛油盘(604)之间贴合，且与所述支撑杆(608d-1)之间设有封堵板(608e)，所述封堵板(608e)上设有与所述漏油口(606)配合的排渣口(608f)。

技术总结
本发明公开了一种风电机组变桨转矩调节系统，包括，数据采集模块，包括采集单元、与采集单元电连接的分析单元，以及与分析单元电连接输出单元；变桨调节模块，包括与桨叶连接的控制电机，以及与输出单元电连接的角度控制器；以及，反馈模块，包括信息对比单元，以及与采集单元电连接的监控单元。该风电机组变桨转矩调节系统，通过采集单元采集风速、环境温度、压强、发电机转速、实时功率等多参数，并结合经典的PID控制算法，动态调节桨距，使机组对风能的利用率时刻处于最优状态。的利用率时刻处于最优状态。的利用率时刻处于最优状态。


技术研发人员：温旭东 岳华
受保护的技术使用者：华电（浙江）新能源有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/7