一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构的制作方法

1.本实用新型涉及风电机组变桨系统的技术领域，尤其是指一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构。


背景技术：

2.目前市面上针对风力发电机组变桨系统开发的专用驱动器一般都只针对大型风电机组，而小型风力发电机组由于需要控制整个机组的成本，变桨系统只能选用市面上通用伺服驱动器作为变桨驱动器，该驱动器功率一般为2kw以下。
3.变桨系统运行模式主要有正常运行模式、手动模式、故障模式等几种模式，其中手动模式主要用于变桨系统维护，由于变桨系统维护过程中需要有人员在轮毂内部以及附近进行操作，因而安全性尤为重要。手动模式下最要要的一点是桨叶只能按照维护人员给出的指令进行动作，而不能有出乎现场人员意料之外的动作，否则当桨叶轴承或叶片附近有人员操作而变桨系统出现维护人员指令之外的动作时极易造成维护人员伤亡事故。
4.针对风电机组专门开发的变桨驱动器具有手动运行这一专有模式，当系统进入手动模式时，变桨驱动器只响应现场运维人员手中的手操盒发出的指令，对诸如故障顺桨或是主控发出的开桨指令等均不起作用。而小型风力发电机组所采用的通用伺服驱动器则没有专门的手动模式，变桨驱动器通过检测现场运维人员手中的手操盒正反转输入电平进行正转/反转运行，当手操盒正反转旋钮处于释放状态下，驱动器仍然会响应故障顺桨或主控发出的运行指令，给现场运维人员带来极大的安全隐患。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，对小型风电机组的变桨驱动器增设通用的模式切换拓扑结构，能够实现根据运维需求切换自动模式或手动模式，同时设置手动模式为最高优先级，从而保护运维人员的安全。
6.为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，包括变桨驱动器和手操盒；所述手操盒包括第一继电器、第二继电器、第四继电器、第五继电器、手动开关和正反转自复位开关；所述手动开关的一端与低电平端电连接，所述手动开关的另一端分别与第四继电器和第五继电器的一端电连接，所述第四继电器和第五继电器的另一端均与高电平端电连接，所述正反转自复位开关与手动开关电连接，所述第一继电器的一端与低电平端电连接，所述第一继电器的另一端与正反转自复位开关的常开触点电连接；所述第一继电器的第一触点的一端与变桨驱动器的正转di端电连接，所述第一继电器的第一触点的另一端通过第四继电器的第二触点与高电平端电连接，所述第一继电器的第二触点的一端与变桨驱动器的正转di端电连接，所述第一继电器的第二触点的另一端通过第五继电器的第一触点与变桨驱动器的使能di端电连接；所述第二继电器的一端与低电平端电连接，所述第二继电器的另一端与正反转自复位开关的常开
触点电连接，所述第二继电器的第一触点的一端与变桨驱动器的反转di端电连接，所述第二继电器的第一触点的另一端通过第四继电器的第二触点与高电平端电连接，所述第二继电器的第二触点的一端与变桨驱动器的反转di端电连接，所述第二继电器的第二触点的另一端通过第五继电器的第一触点与变桨驱动器的使能di端电连接。
7.进一步，还包括第三继电器和限位开关；所述变桨驱动器的使能di端通过限位开关和第四继电器的第一触点与高电平端电连接，所述第三继电器的一端与变桨驱动器的起机旁通do端电连接，所述第三继电器的另一端与低电平端电连接，所述第三继电器的第一触点的一端与变桨驱动器的使能di端电连接，所述第三继电器的第一触点的另一端分别与第四继电器的第一触点以及与变桨驱动器的起机旁通do端电连接。
8.进一步，所述限位开关为91度限位开关。
9.进一步，所述变桨驱动器的起机旁通do端通讯连接有小型风电机组的主控器。
10.进一步，所述变桨驱动器为通用伺服驱动器。
11.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
12.本实用新型采用小型风电机组的通用伺服驱动器作为变桨系统驱动即可实现变桨系统专用驱动器的手动自动功能，一方面可以保证现场运维人员的安全，另一方面针对小功率风电机组变桨系统采用通用伺服驱动器替代专用的风电机组变桨系统驱动器，有利于降低系统成本。
附图说明
13.图1为本实用新型的拓扑图。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
15.参见图1所示，为本实施例所提供的小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，包括变桨驱动器、手操盒、第三继电器k3和限位开关ls1；
16.其中，所述限位开关ls1为91度限位开关，所述变桨驱动器为通用伺服驱动器，所述变桨驱动器的起机旁通do端通讯连接有小型风电机组的主控器；所述手操盒包括第一继电器k1、第二继电器k2、第四继电器k4、第五继电器k5、手动开关s2和正反转自复位开关s1；所述手动开关s2的一端与低电平端0v电连接，所述手动开关s2的另一端分别与第四继电器k4和第五继电器k5的一端电连接，所述第四继电器k4和第五继电器k5的另一端均与高电平端24v电连接，所述正反转自复位开关s1与手动开关s2电连接，手动开关s2的闭合能够启动正反转自复位开关s1，所述第一继电器k1的一端与低电平端0v电连接，所述第一继电器k1的另一端与正反转自复位开关s1的常开触点电连接；所述第一继电器k1的第一触点k11的一端与变桨驱动器的正转di端电连接，所述第一继电器k1的第一触点k11的另一端通过第四继电器k4的第二触点k42与高电平端24v电连接，所述第一继电器k1的第二触点k12的一端与变桨驱动器的正转di端电连接，所述第一继电器k1的第二触点k12的另一端通过第五继电器k5的第一触点k51与变桨驱动器的使能di端电连接；所述第二继电器k2的一端与低电平端0v电连接，所述第二继电器k2的另一端与正反转自复位开关s1的常开触点电连接，所述第二继电器k2的第一触点k21的一端与变桨驱动器的反转di端电连接，所述第二继电
器k2的第一触点k21的另一端通过第四继电器k4的第二触点k42与高电平端24v电连接，所述第二继电器k2的第二触点k22的一端与变桨驱动器的反转di端电连接，所述第二继电器k2的第二触点k22的另一端通过第五继电器k5的第一触点k51与变桨驱动器的使能di端电连接；所述变桨驱动器的使能di端通过限位开关ls1和第四继电器k4的第一触点k41与高电平端24v电连接，所述第三继电器k3的一端与变桨驱动器的起机旁通do端电连接，所述第三继电器k3的另一端与低电平端0v电连接，所述第三继电器k3的第一触点k31的一端与变桨驱动器的使能di端电连接，所述第三继电器k3的第一触点k31的另一端分别与第四继电器k4的第一触点k41以及与变桨驱动器的起机旁通do端电连接。
17.本实施例所提供的小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构的工作过程如下：
18.小型风电机组正常运行时不接手操盒，第四继电器k4线圈失电，第四继电器的第一触点k41闭合，此时91度限位开关使能以及主控起机旁通回路均接到高电平端，即24v电源，当触发efc后变桨驱动器以速度模式顺桨，直到91度限位开关ls1触发，此时91度限位开关ls1常闭触点断开，变桨驱动器去使能，抱闸停机。
19.起机：在91度限位开关ls1触发状态下起机，主控器给变桨驱动器一旁通信号，变桨驱动器对应的do触点闭合，第三继电器k3线圈得电，第三继电器的第一触点k31触点闭合，变桨驱动器通过k31接入使能信号，小型风电机组桨叶开始开桨，当91度限位开关ls1释放后其常闭触点闭合，此时变桨驱动器使能端通过91度限位开关ls1常闭触点接到高电平端24v，主控器取消旁通信号，第三继电器k3线圈失点，第三继电器的第一触点k31触点断开。
20.手动操作：打开柜门板，插上手操盒，按下手操盒的手动开关s2，第四继电器k4、第五继电器k5线圈得电，其常闭触点第四继电器的第一触点k41断开，此时三个轴的91度限位开关使能回路以及主控起机旁路回路均与24v电源断开。在这种情况下即使91度限位开关ls1释放(常闭触点闭合)以及主控误给出旁通信号，变桨驱动器也无法使能，避免手动操作过程中手动自复位按钮释放后突然顺桨以及主控突然起机的风险第四继电器k4、第五继电器k5的作用是防止现场维护人员不按下s2按钮直接手动，此时如果不按下s2按钮是无法手动转桨叶的。
21.当需要正转时，手操盒的正反转自复位开关s1拨到正转，此时继电器线圈k1得电，其触点k11、k12吸合，此时变桨驱动器的正转di端接入24v同时变桨驱动器的使能di也接入24v，变桨驱动器使能并正转，当松开正反转自复位开关s1后，变桨驱动器使能以及正转di均变为低电平，变桨驱动器去使能，桨叶定位在手动运行的位置。此时即使efc断开或主控器误给出位置指令，桨叶也不会动作，反转过程与上述相同，只是将正反转自复位开关s1拨到反转位置，第二继电器k2得电。
22.实测当变桨驱动器正(反转)di有高电平时，即使变桨驱动器efc断开或主控器给出位置指令也不会响应，即变桨驱动器手动正反转优先级高于顺桨以及主控位置模式。
23.以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，其特征在于：包括变桨驱动器和手操盒；所述手操盒包括第一继电器、第二继电器、第四继电器、第五继电器、手动开关和正反转自复位开关；所述手动开关的一端与低电平端电连接，所述手动开关的另一端分别与第四继电器和第五继电器的一端电连接，所述第四继电器和第五继电器的另一端均与高电平端电连接，所述正反转自复位开关与手动开关电连接，所述第一继电器的一端与低电平端电连接，所述第一继电器的另一端与正反转自复位开关的常开触点电连接；所述第一继电器的第一触点的一端与变桨驱动器的正转di端电连接，所述第一继电器的第一触点的另一端通过第四继电器的第二触点与高电平端电连接，所述第一继电器的第二触点的一端与变桨驱动器的正转di端电连接，所述第一继电器的第二触点的另一端通过第五继电器的第一触点与变桨驱动器的使能di端电连接；所述第二继电器的一端与低电平端电连接，所述第二继电器的另一端与正反转自复位开关的常开触点电连接，所述第二继电器的第一触点的一端与变桨驱动器的反转di端电连接，所述第二继电器的第一触点的另一端通过第四继电器的第二触点与高电平端电连接，所述第二继电器的第二触点的一端与变桨驱动器的反转di端电连接，所述第二继电器的第二触点的另一端通过第五继电器的第一触点与变桨驱动器的使能di端电连接。2.根据权利要求1所述的一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，其特征在于：还包括第三继电器和限位开关；所述变桨驱动器的使能di端通过限位开关和第四继电器的第一触点与高电平端电连接，所述第三继电器的一端与变桨驱动器的起机旁通do端电连接，所述第三继电器的另一端与低电平端电连接，所述第三继电器的第一触点的一端与变桨驱动器的使能di端电连接，所述第三继电器的第一触点的另一端分别与第四继电器的第一触点以及与变桨驱动器的起机旁通do端电连接。3.根据权利要求2所述的一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，其特征在于：所述限位开关为91度限位开关。4.根据权利要求1所述的一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，其特征在于：所述变桨驱动器的起机旁通do端通讯连接有小型风电机组的主控器。5.根据权利要求1所述的一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，其特征在于：所述变桨驱动器为通用伺服驱动器。

技术总结
本实用新型公开了一种小型风电机组变桨系统模式切换拓扑结构，包括变桨驱动器和手操盒；所述手操盒包括第一继电器、第二继电器、第四继电器、第五继电器、手动开关和正反转自复位开关，手操盒的手动开关闭合时，第四继电器、第五继电器得电，第四继电器的第一触点断开，此时限位开关使能回路以及主控起机旁路回路均与高电平端断开，即使限位开关释放以及主控误给出旁通信号，变桨驱动器也无法使能，避免手动操作过程中手动自复位按钮释放后突然顺桨以及主控突然起机的风险；本实用新型采用小型风电机组的通用伺服驱动器作为变桨系统驱动即可实现变桨系统专用驱动器的手动自动功能，一方面可以保证现场运维人员的安全，另一方面降低系统成本。方面降低系统成本。方面降低系统成本。


技术研发人员：管晓文 王宇
受保护的技术使用者：明阳智慧能源集团股份公司
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/5/24