(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112253382 A(43)申请公布日 2021.01.22
(21)申请号 202010891780.9(22)申请日 2020.08.28
(71)申请人 盐城工学院
地址 224051 江苏省盐城市希望大道1号(72)发明人 陈健 段小汇 杨伯平 张兰红 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限
公司 32200
代理人 徐澍(51)Int.Cl.
F03D 7/00(2006.01)F03D 17/00(2016.01)
权利要求书1页 说明书3页
(54)发明名称
一种风力发电机刹车控制方法(57)摘要
本发明公开了一种风力发电机刹车控制方法，包括：步骤1：风速传感器产生风速信号发送至处理器；步骤2：当风速信号大于风力发电机额定设计风速时，处理器产生控制低速刹车装置启停的第一PWM控制信号以及控制高速刹车装置启停的第二PWM控制信号；步骤3：处理器根据风速信号与风力发电机额定设计风速的差值调整PWM控制信号的PWM频率和占空比，直至风力发电机刹车完成。本发明的风力发电机刹车控制方法，根据当前风速情况结合PWM控制波的方式对刹车装置的启停进行控制，避免急停带来惯性冲击对齿轮箱的破坏。CN 112253382 ACN 112253382 A
权 利 要 求 书
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1.一种风力发电机刹车控制方法，包括运行风力发电机刹车控制方法的控制系统，所述风力发电机刹车控制系统包括：风速传感器、低速轴刹车装置、高速轴刹车装置、处理器；
所述风速传感器采集当前风速，产生风速信号；所述低速刹车装置设置于低速轴上；所述高速刹车装置设置于高速轴上；所述处理器与所述风速传感器、低速刹车装置、高速刹车装置连接；其特征在于，所述风力发电机刹车控制方法包括如下步骤：步骤1：风速传感器产生风速信号发送至处理器；步骤2：当风速信号大于风力发电机额定设计风速时，处理器产生控制低速刹车装置启停的第一PWM控制信号以及控制高速刹车装置启停的第二PWM控制信号；
步骤3：处理器根据风速信号与风力发电机额定设计风速的差值调整PWM控制信号的PWM频率和占空比，直至风力发电机刹车完成。
2.如权利要求1所述的风力发电机刹车控制方法，其特征在于，所述步骤3中，处理器根据风速信号与风力发电机额定设计风速的差值调整PWM控制信号的PWM频率和占空比方法具体包括：
当风速信号与风力发电机额定设计风速的差值小于预设差值时，差值越小PWM占空比越大，PWM频率不变；
当风速信号与风力发电机额定设计风速的差值大于预设差值时，差值越大PWM频率越大，PWM占空比不变。
3.如权利要求1所述的风力发电机刹车控制方法，其特征在于，所述风力发电机刹车控制系统还包括：第一转速传感器、第二转速传感器；
所述第一转速传感器用于采集低速轴转速，产生低速转速信号；所述第二转速传感器用于采集高速轴转速，产生高速转速信号；所述步骤1中还包括第一转速传感器产生低速转速信号；第二转速传感器产生高速转速信号；
所述步骤3中还包括处理器根据低速转速信号与高速转速信号的差值调整PWM控制信号的PWM频率和占空比。
4.如权利要求3所述的风力发电机刹车控制方法，其特征在于，所述步骤3中处理器根据低速转速信号与高速转速信号的差值调整PWM控制信号的PWM频率和占空比的方法具体包括：
当低速转速信号与高速转速信号的差值小于零时，减小第一PWM控制信号的PWM占空比；
当低速转速信号与高速转速信号的差值大于零时，增大第一PWM控制信号的PWM占空比。
5.如权利要求3或4所述的风力发电机刹车控制方法，其特征在于，所述步骤3中，当低速转速信号与高速转速信号的差值小于零且小于预设低差速值时，减小第一PWM控制信号的PWM占空比，增加第二PWM控制信号的PWM占空比；
当低速转速信号与高速转速信号的差值大于零且大于预设高差速值时，增大第一PWM控制信号的PWM占空比，减小第二PWM控制信号的PWM占空比。
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CN 112253382 A
说 明 书
一种风力发电机刹车控制方法
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技术领域
[0001]本发明涉及风力发电机技术领域，具体涉及一种风力发电机运维系统的运维方法。
背景技术
[0002]现如今，风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，风力发电已经成为主要发电模式中的一种。[0003]风力发电机一般设置在空旷的常年多风的地方。风力发电机所在地的风力大小是无法控制的，而风力发电机会因为设计型号的限制，会存在额定设计风速，如果一味的选择额定风速越高的风力发电机，那么额定功率输出的效果就越差，反之风力发电机会因为风轮直径、电机相对要增大，整机造价相应过高。
[0004]所以风力发电机会根据所处地理位置的常年风速情况选择适中的额定设计风速，当风速过大时，风力发电机中现有的机械刹车装置会启动进行刹车，使得风力发电机停止转动。但现有的刹车装置会对齿轮箱造成很大的惯性冲击，损坏齿轮箱。发明内容
[0005]本发明提供了一种风力发电机刹车控制方法，以解决现有技术中会对齿轮箱造成很大的惯性冲击，损坏齿轮箱的问题。
[0006]本发明提供了一种风力发电机刹车控制方法，包括运行风力发电机刹车控制方法的控制系统，所述风力发电机刹车控制系统包括：风速传感器、低速轴刹车装置、高速轴刹车装置、处理器；
[0007]所述风速传感器采集当前风速，产生风速信号；[0008]所述低速刹车装置设置于低速轴上；所述高速刹车装置设置于高速轴上；[0009]所述处理器与所述风速传感器、低速刹车装置、高速刹车装置连接；[0010]所述风力发电机刹车控制方法包括如下步骤：[0011]步骤1：风速传感器产生风速信号发送至处理器；[0012]步骤2：当风速信号大于风力发电机额定设计风速时，处理器产生控制低速刹车装置启停的第一PWM控制信号以及控制高速刹车装置启停的第二PWM控制信号；[0013]步骤3：处理器根据风速信号与风力发电机额定设计风速的差值调整PWM 控制信号的PWM频率和占空比，直至风力发电机刹车完成。[0014]进一步地，所述步骤3中，处理器根据风速信号与风力发电机额定设计风速的差值调整PWM控制信号的PWM频率和占空比方法具体包括：
[0015]当风速信号与风力发电机额定设计风速的差值小于预设差值时，差值越小 PWM占空比越大，PWM频率不变；
[0016]当风速信号与风力发电机额定设计风速的差值大于预设差值时，差值越大 PWM频率越大，PWM占空比不变。
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CN 112253382 A[0017]
说 明 书
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进一步地，所述风力发电机刹车控制系统还包括：第一转速传感器、第二转速传感
器；
所述第一转速传感器用于采集低速轴转速，产生低速转速信号；
[0019]所述第二转速传感器用于采集高速轴转速，产生高速转速信号；[0020]所述步骤1中还包括第一转速传感器产生低速转速信号；第二转速传感器产生高速转速信号；
[0021]所述步骤3中还包括处理器根据低速转速信号与高速转速信号的差值调整 PWM控制信号的PWM频率和占空比。[0022]进一步地，所述步骤3中处理器根据低速转速信号与高速转速信号的差值调整PWM控制信号的PWM频率和占空比的方法具体包括：
[0023]当低速转速信号与高速转速信号的差值小于零时，减小第一PWM控制信号的PWM占空比；
[0024]当低速转速信号与高速转速信号的差值大于零时，增大第一PWM控制信号的PWM占空比。
[0025]进一步地，所述步骤3中，
[0026]当低速转速信号与高速转速信号的差值小于零且小于预设低差速值时，减小第一PWM控制信号的PWM占空比，增加第二PWM控制信号的PWM占空比；
[0027]当低速转速信号与高速转速信号的差值大于零且大于预设高差速值时，增大第一PWM控制信号的PWM占空比，减小第二PWM控制信号的PWM占空比。[0028]本发明的有益效果：
[0029]本发明的风力发电机刹车控制方法，根据当前风速情况结合PWM控制波的方式对刹车装置的启停进行控制，避免急停带来惯性冲击对齿轮箱的破坏。根据风速和额定设计风速的差值实时控制PWM控制信号的频率和占空比，可以根据当前风速合理控制刹车过程，风速明显大于额定设计风速时，提高刹车频率来缓冲惯性冲击，风速略高于额定设计风速时，惯性冲击不大，可以提高单次刹车时间。同时本发明同时对低速轴刹车装置和高速轴刹车装置进行刹车，可以有效降低惯性冲击的产生。本发明同时采集低速轴和高速轴的转速，根据两者的转速差来改变对两者的刹车力度，避免差速过大带来的惯性冲击。具体实施方式
[0030]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0031]本发明实施例提供一种风力发电机刹车控制方法，包括运行风力发电机刹车控制方法的控制系统，所述风力发电机刹车控制系统包括：风速传感器、第一转速传感器、第二转速传感器、低速轴刹车装置、高速轴刹车装置、处理器；[0032]所述风速传感器采集当前风速，产生风速信号；[0033]所述第一转速传感器用于采集低速轴转速，产生低速转速信号；[0034]所述第二转速传感器用于采集高速轴转速，产生高速转速信号；
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[0018]
CN 112253382 A[0035]
说 明 书
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所述低速刹车装置设置于低速轴上；所述高速刹车装置设置于高速轴上；
[0036]所述处理器与所述风速传感器、低速刹车装置、高速刹车装置连接；[0037]所述风力发电机刹车控制方法包括如下步骤：[0038]步骤1：风速传感器产生风速信号发送至处理器；[0039]第一转速传感器产生低速转速信号；[0040]第二转速传感器产生高速转速信号；[0041]步骤2：当风速信号大于风力发电机额定设计风速时，处理器产生控制低速刹车装置启停的第一PWM控制信号以及控制高速刹车装置启停的第二PWM控制信号；[0042]步骤3：处理器根据风速信号与风力发电机额定设计风速的差值以及低速转速信号与高速转速信号的差值，调整PWM控制信号的PWM频率和占空比，直至风力发电机刹车完成，具体为：
[0043]当风速信号与风力发电机额定设计风速的差值小于预设差值时，此时说明当前风速只是略大于额定设计风速，刹车并不属于过于紧急的情况，差值越小 PWM占空比越大，PWM频率不变，以此来增加单次刹车是时间平缓减速刹车；
[0044]当风速信号与风力发电机额定设计风速的差值大于预设差值时，此时说明当前风速远大于额定设计风速，刹车属于紧急情况，差值越大PWM频率越大， PWM占空比不变，以此来增加刹车频率，在急刹的情况下缓解惯性冲击；
[0045]当低速转速信号与高速转速信号的差值小于零时，减小第一PWM控制信号的PWM占空比；
[0046]当低速转速信号与高速转速信号的差值大于零时，增大第一PWM控制信号的PWM占空比；
[0047]两轴差速不大时，可以适当调整低速轴的单次刹车时间，只调整低速轴比只调整高速轴有助于降低惯性冲击的发生；
[0048]当低速转速信号与高速转速信号的差值小于零且小于预设低差速值时，减小第一PWM控制信号的PWM占空比，增加第二PWM控制信号的PWM占空比；
[0049]当低速转速信号与高速转速信号的差值大于零且大于预设高差速值时，增大第一PWM控制信号的PWM占空比，减小第二PWM控制信号的PWM占空比；[0050]此时两轴的差速较大需要加速缓解两轴的差速，需同时对两轴的单次刹车时间进行调整。
[0051]虽然描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
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