一種手動變槳控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于風力發電技術領域，尤其涉及一種控制風力發電機葉片變槳的系統。
【背景技術】
[0002]在風力發電技術領域，風力發電機葉片變槳是十分重要的技術要求，在兆瓦級大型風機變槳系統維護中手動變槳控制必不可少的環節。
[0003]授權公告號為CN202031775U，授權公告日為2011年11月9日的中國實用新型專利公開了一種兆瓦級風力發電機組變槳控制裝置，解決了現有技術存在的影響機組的運行壽命和安全運行等問題，包括機艙控制器及變槳控制系統，其技術要點是:變槳控制系統中以包含通過信號電纜連接的變槳控制器和獨立監測裝置的變槳主控柜作為變槳主控單元，并由變槳電池柜、伺服控制柜、變槳電機組成三個槳葉的變槳執行單元；機艙控制器將統一的槳角給定值發送到變槳控制器；變槳主控柜與三個槳葉的變槳執行單元連接，并發送獨立變槳信號給相應的伺服控制柜。其結構設計合理，變槳控制準確，實時監測槳距角調節，消除風電機組風輪運行的軸向振動，增加機組安全鏈的保護環節，有效地提升風電機組超速保護能力，使風電機組的運行更加可靠、穩定。
[0004]現有的手動變槳控制是依賴手動變槳操作盒進行手動變槳的，這種變槳方式需要維護人員將手動變槳操作盒放到風機塔頂的輪轂上，再將手動變槳操作盒的插頭插在變槳控制柜的相關位置上才能控制變槳。這種變槳控制方式給維護人員帶來了很多不便之處，變槳效率低，勞動強度大，而且在不斷運送和插拔可能造成變槳操作盒損壞，提高了維護成本。
【發明內容】
[0005]為了克服上述采用手動變槳操作盒進行變槳存在的變槳效率低，勞動強度大的缺陷，本發明提供了一種手動變槳控制系統，通過該變槳控制系統就不需要維護人員將手動變槳操作盒放到風機塔頂的輪轂上，提高了變槳效率，減輕了維護人員的勞動強度。
[0006]為了達到上述技術目的，本發明采用的技術方案是:
一種手動變槳控制系統，其特征在于:包括硬件部分和軟件部分；所述硬件部分包括電源模塊、伺服驅動器、旋鈕開關、按鈕開關和指示燈，所述電源模塊能夠將交流電轉為直流電，所述旋鈕開關和按鈕開關的輸入端連接在電源模塊的輸出端上，所述旋鈕開關和按鈕開關的輸出端連接在伺服驅動器的輸入端上，所述指示燈連接在伺服驅動器的輸出端上；所述軟件部分包括手動變槳模塊、手動開槳模塊、手動收槳模塊、槳葉角度校零模塊、槳葉角度為0°位置指示模塊和槳葉角度為92°位置指示模塊，所述手動變槳模塊用于控制變槳系統進入手動變槳模式，所述手動開槳模塊用于控制槳葉開槳，所述手動收槳模塊用于控制槳葉收槳，所述槳葉角度校零模塊用于槳葉角度校零，所述槳葉角度為0°位置指示模塊用于指示槳葉角度到達0°位置，所述槳葉角度為92°位置指示模塊用于指示槳葉角度到達92°位置。
[0007]所述按鈕開關有三個，分別為SB1、SB2和SB3 ;所述指示燈有兩個，分別為HL1和HL2 ;所述伺服驅動器上設置有DI1、DI2、DI3、DI4和D1-GND五個輸入端，U、V、W、D01、D02和D0-GND六個輸出端以及反饋信號采集端；所述電源模塊的正極連接在SB1、SB2和SB3的輸入端上，所述電源模塊的負極連接在伺服驅動器的輸入端D1-GND上，所述SB1、SB2和SB3的輸出端分別連接在伺服驅動器的輸入端DI2、DI3和DI4上，所述伺服驅動器的輸出端U、V和W連接在變槳電機上，所述變槳電機還與伺服驅動器的反饋信號采集端相連，所述伺服驅動器的輸出端D01和D02分別連接在HL1和HL2的輸入端上，所述HL1和HL2的輸出端連接在伺服驅動器的輸出端D0-GND上。
[0008]所述手動變槳模塊具體控制流程為:
步驟1:開啟旋鈕開關；
步驟2:判斷DI1信號是否等于1，如果為1則為高電平，進入步驟3，如果不為1則進入步驟4 ；
步驟3:切換變槳模式為手動變槳模式，手動變槳模式為最高級別控制模式，其他任何情況下不會使變槳系統運行，其他控制模式無效；
步驟4:變槳模式轉換結束。
[0009]所述手動開槳模塊具體控制流程為:
步驟1:開啟旋鈕開關；
步驟2:判斷DI1信號是否等于1，如果為1則為高電平，進入步驟3，如果不為1則進入步驟7 ；
步驟3:切換變槳模式為手動變槳模式，手動變槳模式為最高級別控制模式，其他任何情況下不會使變槳系統運行，其他控制模式無效；
步驟4:按下按鈕開關SB1 ;
步驟5:判斷DI2信號是否等于1，如果為1則為高電平，進入步驟6，如果不為1則進入步驟3 ；
步驟6:伺服驅動器控制變槳電機控制槳葉朝著開槳方向運行；
步驟7:開槳動作結束。
[0010]所述手動收槳模塊具體控制流程為:
步驟1:開啟旋鈕開關；
步驟2:判斷DI1信號是否等于1，如果為1則為高電平，進入步驟3，如果不為1則進入步驟7 ；
步驟3:切換變槳模式為手動變槳模式，手動變槳模式為最高級別控制模式，其他任何情況下不會使變槳系統運行，其他控制模式無效；
步驟4:按下按鈕開關SB2 ;
步驟5:判斷DI3信號是否等于1，如果為1則為高電平，進入步驟6，如果不為1則進入步驟3 ；
步驟6:伺服驅動器控制變槳電機控制槳葉朝著收槳方向運行；
步驟7:收槳動作結束。
[0011]所述槳葉角度校零模塊具體控制流程為:
步驟1:開啟旋鈕開關； 步驟2:判斷DI1信號是否等于1，如果為1則為高電平，進入步驟3，如果不為1則進入步驟7 ；
步驟3:切換變槳模式為手動變槳模式，手動變槳模式為最高級別控制模式，其他任何情況下不會使變槳系統運行，其他控制模式無效；
步驟4:按下按鈕開關SB3 ;
步驟5:判斷DI4信號是否等于1，如果為1則為高電平，進入步驟6，如果不為1則進入步驟3 ；
步驟6:伺服驅動器將槳葉角度設置為0°，并控制D01輸出24V電壓；
步驟7:槳葉角度校零動作結束。
[0012]所述槳葉角度為0°位置指示模塊具體控制流程為:
步驟1:檢測槳葉角度是否為0°，為0°則進入步驟2，不為0°則進入步驟3;
步驟2:伺服驅動器控制D01輸出電壓，點亮HL1 ；
步驟3:結束。
[0013]所述槳葉角度為92°位置指示模塊具體控制流程為:
步驟1:檢測槳葉角度是否為92°，為92°則進入步驟2，不為92°則進入步驟3 ; 步驟2:伺服驅動器控制D02輸出電壓，點亮HL2 ；
步驟3:結束。
[0014]開槳方向是將風機葉片的角度從92度安全位置向0度對風位置調整，0度受風力面積最大。收槳方向是將風機葉片的角度從0度對風位置向92度安全位置調整。開槳就是把槳葉打開，收槳就是把槳葉收起的意思。變槳就是改變槳葉角度。在停機時和遇到極限大風時需把槳葉收起來，是為了安全，減小受力面積，防止大風把風機吹倒。
[0015]槳葉零度校準是為了校準最大受風面，槳葉角度92°是最小受風面。所以在指示出最大最小受風面設置即可，其它位置不需要特別指示。
[0016]變槳電機和槳葉是通過齒輪箱連一起的，所以轉動變槳電機就相當于調整了槳葉角度。
[0017]
伺服驅動器是驅動變槳電機的裝置，而伺服驅動器本身可接收外部指令或信號，完成驅動變槳電機這一動作，變槳電機和槳葉是連在一起的，所以能控制槳葉角度的變化。伺服驅動器能收到手動變槳、快轉、慢轉等指令，所有不需要獨立的控制盒了。
[0018]伺服驅動器具有數字量(24V)輸入接口，伺服驅動器自身具有檢查DI1、DI2、DI3和DI4信號是否等于1的功能；通過變槳電機后面的編碼器反饋信號可以檢測槳葉角度，這個角度反饋值是通過反饋線實時傳遞給伺服驅動器的，一般是SSI絕對值編碼器信號。從而可以判斷槳葉角度是否為0°和92°。
[0019]本發明具有以下優點:
本發明提供的控制系統的硬件部分只有電源模塊、旋鈕開關、按鈕開關、指示燈與伺服驅動器整個結構簡單，造價低，易于連接和操作。通過本發明控制變槳不需要維護人員將電腦或手動變槳盒運送至風機塔頂上，減輕了維護人員的勞動量，相應的也就提高了變槳效率。整個系統控制簡單方便。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明硬件部分連接結構示意圖；
圖2為本發明手動變槳模塊具體控制流程圖；
圖3為本發明手動開槳模塊具體控制流程圖；
圖4為本發明手動收槳模塊具體控制流程圖；
圖5為本發明槳葉角度校零模塊具體控制流程圖；
圖6為本發明槳葉角度為0°位置指示模塊具體控制流程圖；
圖7為本發明槳葉角度為92°位置指示模塊具體控制流程。
【具體實施方式】
[0021]本發明公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0022]本發明包括硬件部分和軟件部分；
硬件部分如圖1所示，其包括電源模塊G1、伺服驅動器、旋鈕開關S1、按鈕開關和指示燈，所述電源模塊能夠將交流電轉為直流電，所述旋鈕開關和按鈕開關的輸入端連接在電源模塊的輸出端上，所述旋鈕開關和按鈕開關的輸出端連接在伺服驅動器的輸入端上，所述指示燈連接在伺服驅動器的輸出端上。電源模塊G1為將230VAC轉化為24VDC的電源模塊，電源模塊G1為手動變槳裝置提供24VDC激勵信號源，電源模塊G1與風電變槳控制柜內230VAC信號連接。電源模塊為控制柜內24V電源，一般變槳系統都具有這一電源模塊，不需特別提供。
[0023]所述按鈕開關有三個，分別為SB1、SB2和SB3 ;所述指示燈有兩個，分別為HL1和HL2 ;所述