風力發電機組變槳距控制系統測試裝置制造方法及圖紙

一種風力發電機組變槳距控制系統測試裝置，其負載電機(M′)通過聯軸器(C)及轉矩測量儀(T)與被測的變槳電機(M)機械連接，并與被測的變槳電機(M)一同固定在電機底座(B)上。被測的變槳電機(M)與風力發電機組變槳距控制系統(P)電氣連接，負載電機(M′)與負載模擬伺服驅動控制系統(S)電氣連接。負載模擬伺服驅動控制系統(S)通過以太網接收監控及功能操作PC的轉矩加載信號，控制負載電機(M′)運行，并為被測的變槳距系統提供滑環電源及控制信號，監控及功能操作PC控制被測的變槳距系統運行。監控及功能操作PC(PC)與風力發電機組變槳距控制系統(P)的控制器及負載模擬伺服驅動控制系統中的控制模塊通訊連接。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種風力發電機組變槳距控制系統測試裝置。
技術介紹
變槳距系統是風力發電機的重要組成部分，變槳距系統的所有部件都安裝在風力機輪轂中，風機正常運行時所有部件都隨輪轂以一定的速度旋轉，現場調試維修十分困難。因此，變槳距系統的調試及其可靠性測試必須在風力機安裝之前完成，從而需要構建測試平臺，完成地面測試。本技術由電機平臺、負載模擬伺服驅動控制系統及配電系統組成。通過負載模擬伺服驅動控制系統控制負載電機模擬實際風況，測試變槳距控制系統性倉泛。現有測試裝置由上位機和模擬風對槳葉根部轉矩的加載系統構成。該裝置的加載 系統采用油壓加載的方式，響應速度慢且加載轉矩小，不能滿足大功率變槳距控制系統滿載測試的要求。現有測試裝置只能提供靜態轉矩，不能動態模擬實際風況，且不能提供變槳距控制系統與風力發電機組連接的滑環信號，不具備綜合性測試功能。
技術實現思路
本技術的目的是克服現有技術的缺點，提出一種新的風力發電機組變槳距控制系統測試裝置。本技術應用于風力發電機變槳距系統的地面調試及測試過程，可用于驗證變槳距系統靜態性能、動態性能，并能進行安全保護測試及低電壓穿越測試。本技術模擬變槳距系統的實際工作狀態及接線方式，對系統的可靠性進行驗證，并為與風力發電控制系統聯調提供連接接口。本技術由負載電機、聯軸器、轉矩測量儀、電機底座、負載模擬伺服驅動控制系統、監控及功能操作PC組成。所述的負載電機通過聯軸器及轉矩測量儀與被測的變槳電機機械連接，并與被測的變槳電機一同固定在電機底座上。被測的變槳電機與變槳距控制系統電氣連接，負載電機與負載模擬伺服驅動控制系統電氣連接。監控及功能操作PC與風力發電機組變槳距控制系統的控制器和負載模擬伺服驅動控制系統的控制模塊通訊連接。負載模擬伺服驅動控制系統通過以太網接收監控及功能操作PC的轉矩加載信號，控制負載電機運行，并為被測的變槳距系統提供滑環電源及控制信號。監控及功能操作PC通過通訊線纜與被測變槳距系統連接，控制被測的變槳距系統運行。所述的監控及功能操作PC中包含模擬風力發電機組控制系統的上位機界面，與所述的風力發電機組變槳距控制系統的控制器進行通訊，所述的監控及功能操作PC中還包含負載模擬伺服驅動控制系統的上位機界面，與所述的負載模擬伺服驅動控制系統中的控制模塊進行通訊。本技術采用負載模擬伺服驅動控制系統控制負載電機。所述的負載模擬伺服驅動控制系統將運動控制與驅動器功能集成在一起，使得系統具有極快的響應速度。所述的負載模擬伺服驅動控制系統主要由控制模塊、電源模塊、功率模塊、通訊線纜、運行軟件和驅動軟件組成。負載模擬伺服驅動控制系統使用驅動軟件完成運動控制、邏輯控制與工藝控制的工程開發，以及負載模擬伺服驅動控制系統的組態與調試；使用運行軟件開發控制界面，用于試驗操作。本技術可用于驗證變槳距系統靜態性能、動態性能并能進行安全保護測試及低電壓穿越測試等綜合測試，具體內容如下I)驗證變槳系統靜態性能 當本技術模擬槳葉節距角保持不變時，變槳電機需輸出扭矩Tl來克服負載電機的扭矩T2，且有T1=T2，兩者方向相反。當本技術模擬槳葉節距角發生變化時，變槳電機需輸出扭矩Tl來克服負載電機的扭矩Τ2和轉動所需的扭矩Τ，此時有Τ1ΧΓ2。測試時，負載電機驅動系統工作于轉矩閉環狀態，通過控制負載電機的電流給定來改變負載電機的轉矩大小，進而模擬變槳電機的負載變化。本技術通過負載模擬伺服驅動控制系統改變負載電機給定轉矩的大小，從而實現對變槳電機負載變化的模擬。采用上述方案的變槳距系統測試平臺可以長時間工作在相同的轉矩條件下。使用本平臺可進行變槳電機驅動器長期帶載工作試驗、變槳電機的溫升試驗、槳距系統的恒定負載測試，并可驗證變槳距系統在額定負載、短時過載情況下的可靠性等。2)驗證變槳系統動態性能使用本技術完成變槳距系統的動態負載測試，驗證變槳距系統在模擬實際風況下的可靠性。根據預設的風速曲線，通過負載模擬伺服驅動控制系統實時改變負載電機給定轉矩的大小，從而實現對實際風況下變槳電機負載變化的模擬。3)進行安全保護試驗安全保護試驗即變槳距系統后備電源供電能力測試和觸發順槳功能測試。變槳距系統后備電源是在外部主電源出現故障的情況下保證風機正常順槳的唯一能量來源，后備電源容量的選擇是否可靠，直接關系到整個風機的安全。本測試裝置可以測試后備電源的順槳能力，測試各種負載條件寫的順槳次數，為變槳距系統安全提供保障。本技術模擬順槳故障觸發條件，觀察變槳距系統動作情況，驗證變槳系統安全保護功能。4)進行低電壓穿越測試使用本技術完成變槳距系統低電壓穿越功能的測試。根據低電壓穿越功能的要求，在風電場并網點電壓發生跌落后2s內能夠恢復到額定電壓的90%，變槳距系統可以正常運行。綜合考慮試驗的可操作性和變槳距系統的性能，進行更嚴苛的試驗。測試方法是切斷外部電源供電，使電壓跌落至0V，利用時間繼電器，使外部電源供電在2s后恢復，觀察變槳距系統是否正常工作。其中，時間繼電器的延時時間可調節，即電壓跌落的時間可調。本技術具有以下特征I)滿足大功率變槳距控制系統的測試要求本測試工裝提供的負載轉矩，滿足6.5MW以下變槳距系統負載轉矩要求。可進行6. 5MW以下變槳距系統額定負載測試，及短時過載測試；2)提供變槳距系統與滑環連接接口 模擬變槳距系統重載連接方式，由平臺提供滑環信號。接口靈活，為不同滑環接口定義的機組提供信號，并可擴展；3)采用負載模擬伺服驅動控制系統控制負載電機負載模擬伺服驅動控制系統將運動控制與驅動器功能集成在一起，使得系統具有極快的響應速度；4)完成變槳距系統綜合測試本測試工作可驗證變槳距系統靜態性能、動態性能并能進行安全保護測試及低電壓穿越測試。附圖說明圖I是本技術的構成示意圖。其中M :變槳電機；W :負載電機；C :聯軸器； T :轉矩測量儀；B:電機底座；P :變槳距控制系統；S :負載模擬伺服驅動控制系統；PC :監控及功能操作PC ；圖2是負載模擬伺服驅動控制系統框圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。如圖I所示，本技術包括負載電機M'、聯軸器C、轉矩測量儀T、電機底座B、負載模擬伺服驅動控制系統S、監控及功能操作PC。本技術的測試對象為風力發電機組變槳距控制系統P和變槳電機M。負載電機M'和被測的變槳電機M通過聯軸器C和轉矩測量儀T固定在電機底座B上。負載模擬伺服驅動控制系統S為被測的變槳距控制系統P提供電源及滑環信號，同時為負載電機M'提供動力電源，并接收負載電機M'的轉速及溫度信號。監控及功能操作PC中包變槳距控制系統P的上位機界面，與變槳距控制系統P進行通訊，同時還包含負載模擬伺服驅動控制系統S的上位機界面，與負載模擬伺服驅動控制系統S的控制模塊進行通τΗ ο如圖2所示，負載模擬伺服驅動控制系統S包含控制模塊D435、接口模塊6SL3300-7TE32、電源模塊6SL3330-7TE32、功率模塊6SL3120-1TE31。負載模擬伺服驅動控制系統S的運行軟件和驅動軟件集成在監控及功能操作PC中，通過通訊線纜與負載模擬伺服驅動控制系統S連接，對負載模擬伺服驅動控制系統進行組態、調試及功能操作。控制模塊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風力發電機組變槳距控制系統測試裝置，其特征是，所述的測試裝置由負載電機（M′）、聯軸器（C）、轉矩測量儀(T)、電機底座(B)、負載模擬伺服驅動控制系統(S)、監控及功能操作PC（PC）組成；所述的負載電機（M′）通過聯軸器（C）及轉矩測量儀(T)與被測的變槳電機（M）機械連接，并與被測的變槳電機（M）一同固定在電機底座(B)上；被測的變槳電機（M）與變槳距控制系統（P）電氣連接，負載電機（M′）與負載模擬伺服驅動控制系統（S）電氣連接；監控及功能操作PC(PC)與風力發電機組變槳距控制系統（P）的控制器和負載模擬伺服驅動控制系統（S）的控制模塊通訊連接；負載模擬伺服驅動控制系統(S)通過以太網接收所述的監控及功能操作PC的轉矩加載信號，控制負載電機（M′）運行，并為被測的變槳距系統提供滑環電源及控制信號，監控及功能操作PC通過通訊線纜與被測的變槳距系統連接，控制被測的變槳距系統運行；所述的監控及功能操作PC中包含模擬風力發電機組控制系統的上位機界面，與所述的風力發電機組變槳距控制系統（P）的控制器進行通訊，所述的監控及功能操作PC中還包含負載模擬伺服驅動控制系統的上位機界面，與所述的負載模擬伺服驅動控制系統中的控制模塊進行通訊。...

【技術特征摘要】
1.一種風力發電機組變槳距控制系統測試裝置，其特征是，所述的測試裝置由負載電機(M')、聯軸器(C)、轉矩測量儀(T)、電機底座(B)、負載模擬伺服驅動控制系統(S)、監控及功能操作PC (PC)組成；所述的負載電機(M')通過聯軸器(C)及轉矩測量儀(T)與被測的變槳電機(M)機械連接，并與被測的變槳電機(M)—同固定在電機底座(B)上；被測的變槳電機(M)與變槳距控制系統(P)電氣連接，負載電機(M')與負載模擬伺服驅動控制系統(S)電氣連接；監控及功能操作PC(PC)與風力發電機組變槳距控制系統(P)的控制器和負載模擬伺服驅動控制系統(S)的控制模塊通訊連接；負載模擬伺服驅動控制系統(S)通過以太網接收所述的監控及功能操作PC的轉矩加載信號，控制負載電機(M')運行，并為被測的變槳距系統提供滑環電源及控制信號，監控及功能操作PC通過通訊線纜與被測的變槳距系統連接，控制被測的變槳距系統運行；所述的監控及功能操作PC中包含模擬風力發電機組控制系統...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣玲，郭金東，邵桂萍，王永超，
申請(專利權)人：北京科諾偉業科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：