[发明专利]一种基于运动控制器的风力发电偏航伺服控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机的偏航控制领域，特别涉及一种基于运动控制器的风力发电偏航伺服控制系统。

背景技术

能源是人类生存的基本要素，国民经济的主要物资基础。由于化石能源的日益枯竭和人类对全球环境恶化的加倍关注，风能作为取之不尽、用之不竭的绿色能源已经深受全世界的重视。风力发电在解决能源和环境问题上的积极意义，正在世界范围内得到快速发展，成为当今世界增长速度最快的能源。

经过多年的发展，风力发电从最初的定桨距到现在的变桨距，从恒速恒频到如今的变频恒速，风力发电技术已经较为成熟。但是现有的风力机的偏航系统，其大多采用电液伺服控制，电液伺服输出轴上安装的主动齿轮与偏航齿盘啮合；偏航制动装置的锁紧部件安装在直驱式电液伺服输出轴上；电液伺服的变频电机与双向定量泵连接，双向定量泵通过液压锁连接，补油阀连接在双向定量泵与低速大扭矩液压马达之间的两条油路上。

现有的风力发电机偏航驱动装置的驱动机构复杂，而且偏航制动装置的可靠性低、偏航驱动的阻力大，使得偏航控制不灵活。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种基于运动控制器的风力发电偏航伺服控制系统，采用运动控制器对偏航装置进行控制，具有控制方式灵活，结构简单，可靠性高的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于运动控制器的风力发电偏航伺服控制系统，包括传感器模块1，传感器模块1的模拟量输出部分与运动控制器2的模拟量输入部分相连，伺服电机的驱动电路3的逆变模块的输入控制端与运动控制器2的输出控制端相连，伺服电机组4的三相输入接于驱动电路3的整流模块输出端，伺服电机组4的编码器与驱动电路3的逆变模块的输出控制端相连，机舱轴5的齿轮再与伺服电机组4所带动的齿轮相齿合，伺服电机组4的转速及机舱轴5的运行状况再通过传感器模块1反馈给运动控制器2，运动控制器2的控制输入端再与风力发电控制系统6的模拟量输出端相连接。

所述的风力发电控制系统6包括一个微控制器PLC7，微控制器PLC7的模拟量输入端连接有传感器模块1，微控制器PLC7的控制输出端连接有运动控制器2，数字量输出端连接控制台8。

运动控制器2根据风力发电控制系统6的指令和伺服电机的转速、角度反馈信号，来控制电机，调节桨叶的迎风面，使其对准风向，从而获得最大风能利用，具有控制方式灵活，结构简单，可靠性高的特点。

附图说明

图1为本发明的结构原理框图。

图2为本发明的风力发电控制系统连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参照图1，一种基于运动控制器的风力发电偏航伺服控制系统，包括传感器模块1，传感器模块1的模拟量输出部分与运动控制器2的模拟量输入部分相连，伺服电机的驱动电路3的逆变模块的输入控制端与运动控制器2的输出控制端相连，伺服电机组4的三相输入接于驱动电路3的整流模块输出端，伺服电机组4的编码器与驱动电路3的逆变模块的输出控制端相连，机舱轴5的齿轮与伺服电机组4所带动的齿轮相齿合，从而来带动机舱转动。伺服电机组4的转速及机舱轴5的运行状况再通过传感器模块1反馈给运动控制器2，实现闭环控制。运动控制器2的控制输入端再与风力发电控制系统6的模拟量输出端相连接，通过风力发电控制系统的监控画面监测运行状况。

其中传感器模块1所采集的数据分为两部分，一部分为风速和风向的数据，主要来自机舱外部的风速仪，这部分数据送往风力发电控制系统6，风力发电控制系统6根据这些参数向运动控制器2发送偏航指令；另一部分为伺服电机的转速和旋转角度，数据主要来自于电机的编码器和角度传感器，这部分数据同时送往运动控制器2和风力发电控制系统6，运动控制器2根据这些数据来校正电机的转速和旋转角度，同时风力发电控制系统6将数据处理后显示在控制台上，以便对其进行监控。运动控制器2根据风力发电控制系统6的指令和伺服电机的转速、角度反馈信号，来控制电机，调节桨叶的迎风面，使其对准风向，从而获得最大风能利用。