[发明专利]一种风力发电变桨系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电变桨系统，尤其涉及风力发电变桨系统的I/O端口和A/D端口。

背景技术

新能源发电行业的发展前景十分广阔，大力发展风电是我国新能源战略的重点。风力发电发展到目前阶段，如何使其性价比形成与煤电、水电的竞争优势是风电行业追逐的目标。在不断提高可靠性的同时，降低成本是所有风力发电设备的发展方向。风力发电变桨系统作为风力发电的核心部件之一，提高可靠性、降低成本亦是其技术革新的重点。

风电变桨系统一般包括一个主控单元和三个执行单元。主控单元的核心部件是PLC模块组。PLC模块组一般由主CPU、编码器模块、I/O模块、A/D模块和通讯模块组成。三个执行单元的核心部件是变桨驱动器。

如图1所示，在以往的风力变桨系统中，整个变桨系统的工作都由PLC模块组来控制，PLC模块组通过I/O端口信号和模拟量信号来控制变桨驱动器的工作。变桨驱动器根据PLC的I/O信号和模拟量信号来驱动变桨电机运行，改变三个桨叶的角度，保证风力发电机输出在额定功率以内。变桨系统需要大量的I/O端口和A/D端口来监视和控制整个变桨系统的运行。PLC模块组的I/O模块一般需要80个以上的输入输出点，A/D模块一般需要20个以上的模拟采样口，所占成本较高，且没有备份，可靠性并不是很高。同时，PLC需要处理或运算大量的I/O信号和A/D信号，运行效率无法提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种可靠性高，成本低的风力发电变桨系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种风力发电变桨系统，包括，至少一个桨叶；和所述桨叶一一对应的连接，调节对应桨叶角度的变桨电机；和所述变桨电机一一对应的连接，控制变桨电机动作的变桨驱动器单元；连接并控制所述各个变桨驱动器单元的主控单元；监控风力发电变桨系统运行的多个系统I/O端口和多个系统A/D端口；所述系统I/O端口和系统A/D端口位于各个变桨驱动器单元中。

优选的，所述主控单元由PLC模块，编码器模块和通讯模块组成。

优选的，所述桨叶的数量为3个。

优选的，所述变桨驱动器单元包括变桨驱动器、I/O端口扩展模块和A/D端口扩展模块，所述变桨驱动器具有驱动器I/O端口和驱动器A/D端口，所述I/O扩展模块连接驱动器I/O端口，所述系统I/O端口位于I/O端口扩展模块上；A/D端口扩展模块连接驱动器A/D端口和驱动器A/D端口，所述系统A/D端口位于A/D端口扩展模块上。

优选的，所述I/O端口扩展模块包括至少一个串并转换扩展子模块和至少一个并串转换扩展子模块，所述串并转换扩展子模块和并串转换扩展子模块均连接3个驱动器I/O端口，均具有16个系统I/O端口。

优选的，所述A/D端口扩展模块包括至少一个差分通道模拟开关集成电路，所述差分通道模拟开关集成电路连接2个驱动器I/O端口和2个驱动器A/D端口，具有8个系统I/O端口。

优选的，所述主控单元和变桨驱动器单元上分别具有CAN通讯接口，所述主控单元的CAN通讯接口和变桨驱动器单元的CAN通讯接口使用CAN总线相连接。

优选的，所述CAN总线的长度小于40米。

优选的，所述变桨驱动器单元上设有确定变桨驱动器地址的2个输入端子。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将系统I/O端口和系统A/D端口设置在桨驱动器单元中，充分利用变桨驱动器单元的闲置能力，取消了主控单元的I/O端口和A/D端口，从而提高了系统运行效率，降低了系统成本。

本发明的进一步的有益效果是：通过对变桨驱动器的驱动器I/O端口和驱动器A/D端口进行扩展，增加了系统I/O端口和系统A/D端口的数量；利用驱动器和PLC单元已有的CAN通讯接口，建立CAN总线，变桨驱动器单元和主控单元通过CAN通讯来交换整个变桨系统的输入输出信号和模拟采样信号，保证主控单元控制整个系统。

同时，风力发电变桨系统有三台变桨驱动器，每台驱动器只需要扩展1/3需求的I/O端口和A/D端口，重要信号可通过三台驱动器进行相互备份和容错处理，提高了可靠性；部分信号可直接由三台变桨驱动器来处理或运算，改变了以前风力发电变桨系统所有I/O信号和A/D信号都要由主控单元来处理或运算的运行模式，提高了主控单元运行的效率，增强了风力发电变桨系统运行的时效性。

附图说明

图1是现有技术的风力发电变桨系统模块图。

图2是本发明的具体实施方式的风力发电变桨系统模块图。

图3是本发明的具体实施方式的串并转换电路电路图。