DESCRIPCIÓN
SISTEMA DE INSTALACIÓN Y DEPURACIÓN DE PASO VARIABLE Y MÉTODO DE FUNCIONAMIENTO DEL MISMO
CAMPO DE LA TECNOLOGÍA
La presente divulgación se refiere al campo técnico de las turbinas eólicas, en particular a un sistema de instalación y depuración de cambio de paso y a un método de operación del mismo.
ANTECEDENTES
La energía eólica es una fuente de energía limpia y segura, que puede generarse constantemente y reponerse con regularidad en la naturaleza, por lo que los recursos de energía eólica tienen características y características evidentes, y tienen un gran potencial de desarrollo y utilización. La tecnología de velocidad variable y frecuencia constante empezó a despuntar en los años noventa. La velocidad de la rueda eólica del aerogenerador de frecuencia constante y velocidad variable cambia con el cambio de la velocidad del viento, lo que puede hacer un uso más eficaz de la energía eólica; y la energía eléctrica de frecuencia constante puede obtenerse a través de la tecnología de frecuencia constante y velocidad variable. Sin embargo, es difícil para la turbina eólica de velocidad variable y frecuencia constante reducir el impacto de la fluctuación de la velocidad del viento sólo ajustando el propio motor, la razón es que la velocidad del viento cambia rápidamente en la naturaleza, especialmente en las condiciones de trabajo por encima de la velocidad nominal del viento, la turbina eólica puede estar sujeta a un gran impacto estático o dinámico. Sin embargo, la turbina de paso variable está libre de estas situaciones. Por paso variable se entiende que el ángulo de paso de la pala instalada en el buje de un aerogenerador de gran escala se modifica mediante la tecnología de control y el sistema de potencia, cambiando así las características aerodinámicas de la pala, lo que mejora enormemente las condiciones de esfuerzo de la pala y de toda la máquina. En los últimos años, el sistema eléctrico de paso variable se ha aplicado cada vez más a los aerogeneradores. Un aerogenerador de accionamiento directo es un aerogenerador de paso variable, y la pala gira alrededor de su eje radial cuando la velocidad del viento cambia durante el funcionamiento. Por lo tanto, es posible tener un ángulo de paso casi óptimo y una velocidad de corte del viento más baja en todo el intervalo de velocidades del viento. A alta velocidad del viento, el ángulo de paso se modifica para reducir el ángulo de potencia, reduciendo así la fuerza aerodinámica sobre la pala. Por lo tanto, se garantiza que
la potencia de salida del impulsor no supere la potencia nominal del generador.
El mecanismo de paso variable se utiliza para ajustar el ángulo de paso en cualquier momento de acuerdo con el cambio de la velocidad del viento cuando la velocidad del viento es superior a la velocidad nominal del viento, con el fin de controlar la energía mecánica absorbida. Por un lado, se garantiza la obtención de la energía máxima (correspondiente a la potencia nominal) y, por otro, se reduce el impacto de la energía eólica en el aerogenerador. En el proceso de conexión a la red, el control de paso variable también puede realizar una conexión a la red rápida y sin impactos. El sistema de control de paso variable se combina con la tecnología de frecuencia constante de velocidad variable para mejorar la eficiencia de generación de energía y la calidad de la energía eléctrica de todo el sistema de generación de energía eólica.
El sistema eléctrico de paso variable es un sistema de tres palas equipado con un sistema eléctrico de paso variable independiente, que incluye principalmente un cojinete de giro, un dispositivo reductor y un servomotor y su controlador, etc. El sistema eléctrico de paso variable proporciona al aerogenerador una potencia de salida y una capacidad de frenado suficientes para evitar los daños por sobrecarga del aerogenerador.
La tarea de instalación y depuración del aerogenerador consiste en combinar orgánicamente todos los sistemas del aerogenerador y permitir que los sistemas se coordinen entre sí para garantizar el funcionamiento seguro, duradero, estable y eficiente del aerogenerador. La instalación y depuración del sistema de paso variable de la turbina eólica incluye el izado de las palas in situ, y el proceso de ajuste, configuración y una serie de pruebas para el equipo mediante el uso de una fuente de alimentación temporal o una fuente de alimentación de reserva de acuerdo con el diseño y los documentos técnicos del equipo cuando la línea de transmisión y la red eléctrica del equipo de generación de energía están desconectadas. La instalación y depuración de los parques eólicos debe atenerse al principio de seguridad ante todo y precaución ante todo. Las unidades de construcción de parques eólicos deben revisar estrictamente el esquema de depuración, las medidas de seguridad y las medidas organizativas de la unidad de depuración, y designar a la persona de seguridad de depuración a cargo de la coordinación, gestión y supervisión de los trabajos de depuración. La instalación y depuración del sistema de paso variable debe cumplir con los requisitos de seguridad de cada sistema, especialmente los requisitos de seguridad de toda la máquina, de lo contrario habrá riesgos de seguridad personal y riesgos de seguridad de los aerogeneradores. El personal de instalación y depuración debe conocer bien las funciones de los distintos sistemas
del aerogenerador, y debe ser personal cualificado, especialmente para la instalación y depuración in situ. Por lo tanto, la instalación y la depuración del sistema de paso variable dependen de la formación y la competencia del personal, y no se puede descartar el riesgo de accidentes de seguridad debidos a grandes factores humanos. Si el personal de instalación y depuración no está cualificado en la técnica, carece de capacidad de respuesta ante emergencias o comete errores debido a la interferencia de factores externos, se producirán grandes pérdidas humanas y materiales.
SUMARIO
Un objetivo de la presente divulgación es proporcionar un sistema de instalación y depuración de un sistema de paso variable y un método de operación del mismo, para resolver el problema en la técnica anterior de la instalación y depuración de un sistema de paso variable que se ve muy afectado por los factores humanos.
Para resolver los problemas técnicos anteriores, un sistema de instalación y depuración de paso variable incluye:
múltiples sensores de posición, donde cada uno de los sensores de posición está configurado para ser instalado en una unión de un sistema de paso variable y una pala, con el fin de detectar la posición de la pala;
múltiples subcontroladores, donde cada subcontrolador está configurado para realizar las siguientes acciones:
determinar, de acuerdo con la posición de la pala correspondiente al subcontrolador, si la pala se encuentra en una posición que permite el funcionamiento, y
enviar una señal de habilitación a un controlador maestro si la pala se encuentra en la posición de habilitación de funcionamiento; y
un controlador maestro, configurado para operar la pala de acuerdo con la señal de habilitación.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, los sensores de posición incluyen:
un primer sensor de posición, configurado para ser instalado en una unión del sistema de paso variable y una primera pala, donde el primer sensor de posición está configurado para detectar si un ángulo de paso de la primera pala está en una posición segura, y enviar una señal de posición segura a un primer subcontrolador si el ángulo de paso de la primera pala está en la posición segura;
un segundo sensor de posición, configurado para instalarse en una unión del sistema de paso variable y una segunda pala, donde el segundo sensor de posición está configurado para detectar si un ángulo de paso de la segunda pala está en una posición segura, y enviar una señal de posición segura a un segundo subcontrolador si el ángulo de paso de la segunda pala está en la posición segura; y
un tercer sensor de posición, configurado para ser instalado en una unión del sistema de paso variable y una tercera pala, donde el segundo sensor de posición está configurado para detectar si un ángulo de paso de la tercera pala está en una posición segura, y enviar una señal de posición segura a un tercer subcontrolador si el ángulo de paso de la tercera pala está en la posición segura.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable,
el primer subcontrolador envía una primera señal segura al controlador maestro tras recibir la señal de posición segura del primer sensor de posición;
el segundo subcontrolador envía una segunda señal segura al controlador maestro tras recibir la señal de posición segura del segundo sensor de posición;
el tercer subcontrolador envía una tercera señal segura al controlador maestro tras recibir la señal de posición segura del tercer sensor de posición.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el controlador maestro incluye un primer procesador, un segundo procesador y un tercer procesador.
El primer procesador, si recibe la primera señal segura, genera una primera señal de habilitación, y envía la primera señal de habilitación al segundo procesador y al tercer procesador, respectivamente.
El segundo procesador, si recibe la segunda señal segura, genera una segunda señal de habilitación, y envía la segunda señal de habilitación al primer procesador y al tercer procesador, respectivamente.
el tercer procesador, si recibe la tercera señal segura, genera una tercera señal de habilitación y envía la tercera señal de habilitación al primer procesador y al segundo procesador, respectivamente.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el controlador maestro incluye un primer controlador, un segundo controlador y un tercer controlador.
Si el primer procesador puede recibir simultáneamente la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el primer controlador puede izar y encender la primera pala, de lo contrario, el primer controlador tiene prohibido izar y encender la primera pala.
Si el segundo procesador puede recibir simultáneamente la primera señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el segundo controlador puede izar y encender la segunda pala, de lo contrario, el segundo controlador tiene prohibido izar y encender la segunda pala.
Si el tercer procesador puede recibir simultáneamente la primera señal de habilitación y la segunda señal de habilitación, el tercer controlador puede izar y encender la segunda pala, de lo contrario, el tercer controlador tiene prohibido izar y encender la tercera pala.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable,
cuando el primer controlador iza y enciende la primera pala, se envía una señal de prohibición de funcionamiento al segundo procesador y al tercer procesador;
cuando el segundo controlador iza y enciende la segunda pala, se envía una señal de prohibición de funcionamiento al primer procesador y al tercer procesador; y
cuando el tercer controlador iza y enciende la tercera pala, se envía una señal de prohibición de funcionamiento al primer procesador y al segundo procesador.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable,
cuando el primer procesador recibe la señal de prohibición de funcionamiento, se prohíbe al primer controlador izar y encender la primera pala;
cuando el segundo procesador recibe la señal de prohibición de funcionamiento, se prohíbe al segundo controlador izar y encender la segunda pala;
cuando el tercer procesador recibe la señal de prohibición de funcionamiento, se prohíbe al tercer controlador izar y encender la tercera pala; y
la prioridad de la señal de prohibición de funcionamiento es superior a la de la primera señal de habilitación, la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable,
el primer controlador, después de izar la primera pala, envía una señal de fin de izado al primer procesador, y después de que el primer procesador reciba la señal de fin de izado, el primer controlador puede encender la primera pala;
el segundo controlador, después de izar la segunda pala, envía una señal de fin de izado al segundo procesador, y después de que el segundo procesador reciba la señal de fin de izado, el segundo controlador enciende la segunda pala; y
el tercer controlador, después de izar la tercera pala, envía una señal de fin de izado al tercer procesador, y después de que el tercer procesador reciba la señal de fin de izado, el tercer controlador enciende la tercera pala.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el controlador maestro incluye además un procesador de vibración inducida por anti-vórtice, y un controlador de vibración inducida por anti-vórtice.
El primer controlador, después de encender la primera pala, envía una primera señal de fin de encendido al procesador de vibración inducida por antivórtice.
El segundo controlador, después de encender la segunda pala, envía una segunda señal de fin de encendido al procesador de vibración inducida por antivórtice.
El tercer controlador, después de encender la tercera pala, envía una tercera señal de fin de encendido al procesador de vibración inducida por antivórtice.
Si el procesador de vibración inducida por antivórtice recibe simultáneamente la primera señal de fin de encendido, la segunda señal de fin de encendido y la tercera señal de fin de encendido, el controlador de vibración inducida por antivórtice puede realizar una operación de posición de vibración inducida por antivórtice en la primera pala, la segunda pala y la tercera pala al mismo tiempo.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, la operación de izado comprende: izar la primera pala, la segunda pala o la tercera pala hasta que la posición esté a tope con el sistema de paso variable y, a continuación, conectar la primera pala, la segunda pala o la tercera pala al sistema de paso variable.
La operación de encendido incluye: encender el sistema de paso variable, luego accionar el sistema de paso variable para accionar la primera pala, la segunda pala o la tercera pala para que giren, a fin de ajustar un ángulo de paso de la primera pala, la segunda pala o la tercera pala.
La operación de posición de vibración inducida por antivórtice incluye: accionar el sistema de paso variable para hacer girar la primera pala, la segunda pala y la tercera pala, a fin de ajustar los ángulos de paso de la primera pala, la segunda pala y la tercera pala a la posición de vibración inducida por antivórtice.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, los sensores de posición incluyen:
un cuarto sensor de posición, configurado para instalarse en la unión del sistema de paso variable y la primera pala, a fin de detectar si el ángulo de paso de la primera pala se encuentra en una posición de vibración inducida por antivórtice, y
enviar una señal de vibración inducida por antivórtice al primer subcontrolador si el ángulo de inclinación de la primera pala se encuentra en la posición de vibración inducida por antivórtice;
un quinto sensor de posición, configurado para instalarse en la unión del sistema de paso variable y la segunda pala, a fin de detectar si el ángulo de paso de la segunda pala se
encuentra en una posición de vibración inducida por antivórtice , y
enviar una señal de vibración inducida por antivórtice al segundo subcontrolador si el ángulo de inclinación de la segunda pala se encuentra en la posición de vibración inducida por antivórtice; y
un sexto sensor de posición, configurado para instalarse en la unión del sistema de paso variable y la tercera pala, a fin de detectar si el ángulo de paso de la tercera pala se encuentra en una posición de vibración inducida por antivórtice, y
enviar una señal de vibración inducida por antivórtice al tercer subcontrolador si el ángulo de inclinación de la tercera pala se encuentra en la posición de vibración inducida por antivórtice.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable,
el primer subcontrolador, tras recibir la señal de posición de vibración inducida por antivórtice del cuarto sensor de posición, envía una primera señal de vibración inducida por antivórtice al procesador de vibración inducida por antivórtice;
el segundo subcontrolador, tras recibir la señal de posición de vibración inducida por antivórtice del quinto sensor de posición, envía una segunda señal de vibración inducida por antivórtice al procesador de vibración inducida por antivórtice;
el tercer subcontrolador, tras recibir la señal de posición de vibración inducida por antivórtice del sexto sensor de posición, envía una tercera señal de vibración inducida por antivórtice al procesador de vibración inducida por antivórtice.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, si el procesador de vibración inducida por antivórtice recibe simultáneamente la primera señal de vibración inducida por antivórtice, la segunda señal de vibración inducida por antivórtice y la tercera señal de vibración inducida por antivórtice, el procesador de vibración inducida por antivórtice genera una señal de fin de instalación y depuración.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el sistema incluye además un panel de operaciones. El panel de control incluye:
un primer dispositivo de visualización de señales, configurado para mostrar una primera señal de visualización cuando el primer procesador recibe la primera señal de seguridad, donde el primer procesador puede mostrar una segunda señal de visualización cuando recibe simultáneamente la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el primer procesador puede mostrar una tercera señal de visualización cuando recibe la señal de prohibición de funcionamiento, y el procesador de vibración inducida por antivórtice puede mostrar una cuarta señal de visualización cuando recibe la primera señal de vibración inducida por antivórtice;
un segundo dispositivo de visualización de señales, configurado para mostrar una primera señal de visualización cuando el segundo procesador recibe la segunda señal de seguridad, donde el segundo procesador puede mostrar una segunda señal de visualización cuando recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el segundo procesador puede mostrar una tercera señal de visualización cuando recibe la señal de prohibición de funcionamiento, y el procesador de vibración inducida por antivórtice puede mostrar una cuarta señal de visualización cuando recibe la segunda señal de vibración inducida por antivórtice; y
un tercer dispositivo de visualización de señales, configurado para mostrar una primera señal de visualización cuando el tercer procesador recibe la tercera señal de seguridad, en el que el tercer procesador puede mostrar una segunda señal de visualización cuando recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la segunda señal de habilitación, el tercer procesador puede mostrar una tercera señal de visualización cuando recibe la señal de prohibición de funcionamiento, y el procesador de vibración inducida por antivórtice puede mostrar una cuarta señal de visualización cuando recibe la tercera señal de vibración inducida por antivórtice.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el panel de operaciones incluye además una primera marcha, una segunda marcha, una tercera marcha, un botón de izado y un botón de encendido.
Cuando se pulsa el botón de izado o el botón de encendido, la primera pala se iza o se enciende.
Cuando se pulsa el botón de izado o el botón de encendido, la segunda pala se iza o se enciende.
Cuando se pulsa el botón de izado o el botón de encendido, la tercera pala se iza o se enciende.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el botón de izado se bloquea en condiciones convencionales.
Si el puntero está en la primera marcha y el primer procesador recibe simultáneamente la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el botón de izado se desbloquea y puede pulsarse.
Si el puntero está en la segunda marcha y el segundo procesador recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el botón de izado se desbloquea y puede pulsarse.
Si el puntero está en la tercera marcha y el tercer procesador recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la segunda señal de habilitación, el botón de izado se desbloquea y puede pulsarse.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el botón de encendido se bloquea en condiciones convencionales.
Si el puntero está en la primera marcha y el primer procesador recibe simultáneamente la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el botón de encendido se desbloquea y puede pulsarse.
Si el puntero está en la segunda marcha y el segundo procesador recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el botón de encendido se desbloquea y puede pulsarse.
Si el puntero está en la tercera marcha y el tercer procesador recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la segunda señal de habilitación, el botón de encendido se desbloquea y se puede pulsar.
Alternativamente, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el panel de operaciones incluye además un botón de vibración inducida por antivórtice .
El botón de vibración inducida por antivórtice está bloqueado en condiciones normales.
Si el procesador de vibración inducida por antivórtice recibe simultáneamente la primera señal de fin de encendido, la segunda señal de fin de encendido y la tercera señal de fin de encendido, el botón de vibración inducida por antivórtice se desbloquea y puede pulsarse.
El botón de vibración inducida por antivórtice genera una señal de operación de vibración inducida por antivórtice tras ser pulsado, y el controlador de vibración inducida por antivórtice realiza la operación de posición de vibración inducida por antivórtice en la primera pala, la segunda pala y la tercera pala al mismo tiempo.
Un método de operación de un sistema de instalación y depuración de paso variable incluye los siguientes pasos:
instalar cada uno de los múltiples sensores de posición en una unión de un sistema de paso variable y una pala;
detectar, mediante cada sensor de posición, la posición de la pala correspondiente;
enviar, por cada sensor de posición, un resultado de detección de posición de la pala correspondiente a un subcontrolador correspondiente a la pala;
determinar, mediante cada uno de una pluralidad de subcontroladores, si la pala se encuentra en una posición que permite el funcionamiento de acuerdo con el resultado de la detección de la posición de la pala correspondiente;
enviar una señal de habilitación a un controlador maestro si la pala se encuentra en la posición de habilitación de funcionamiento; y
accionar, mediante el controlador maestro, la pala de acuerdo con la señal de habilitación.
Alternativamente, el método de operación del sistema de instalación y depuración de paso variable incluye además:
ajustar, mediante el controlador maestro, los ángulos de paso correspondientes a al menos dos de las tres palas a una posición segura;
izar una pala y obtener un resultado de detección de posición a través de un sensor de posición durante el izado, a fin de garantizar que los ángulos de paso de las otras dos palas se encuentran en la posición de seguridad; y
después de completar el izado de una pala, encender la pala, y adquirir un resultado de detección de posición a través del sensor de posición durante el encendido, para asegurar que los ángulos de paso de las otras dos palas están en la posición segura.
Alternativamente, el método de operación del sistema de instalación y depuración de paso variable incluye, además:
completar el izado y el encendido de las tres palas por turno; y cuando una pala está izada o encendida, prohibir a las otras dos palas cualquier operación;
ajustar, mediante el controlador maestro, los ángulos de paso de las tres palas a una posición de vibración inducida por antivórtice a través del controlador maestro, y adquirir resultados de detección de posición a través del sensor de posición durante el izado, a fin de garantizar que los ángulos de paso de las tres palas se encuentran en la posición de vibración inducida por antivórtice; y
apagar las tres palas.
En el sistema de instalación y depuración de paso variable y el método de operación del mismo proporcionados por la presente divulgación, cada sensor de posición está configurado para detectar la posición de cada pala, cada subcontrolador está configurado para determinar si cada pala está en una posición de habilitación de operación; y un controlador maestro está configurado para operar la pala de acuerdo con la señal de habilitación si una cierta pala está en la posición de habilitación de operación. De acuerdo con la presente divulgación, es más seguro y fiable convertir un modo de funcionamiento de una pala mediante determinación manual de la técnica anterior en un conjunto de sistema de determinación inteligente de sensores, subcontroladores y el controlador maestro.
De acuerdo con la presente divulgación, el estado desordenado, paralelo y libre de errores del ajuste estático de las turbinas eólicas en la industria se convierte en un estado de seguridad en serie, ordenado y controlable mediante un bloqueo antierrores.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un sistema de instalación y depuración de paso variable de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
La FIG. 2 es un diagrama esquemático de la estructura de un panel de operación de un sistema de instalación y depuración de paso variable de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
En los dibujos: 100-controlador maestro; 201-primer subcontrolador; 202-segundo subcontrolador; 203-tercer subcontrolador; 301-primer sensor de posición; 302-segundo sensor de posición; 303-tercer sensor de posición; 304-cuarto sensor de posición; 305-quinto sensor de posición; 306-sexto sensor de posición.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES
La presente divulgación se divulga con más detalle a continuación en conjunción con realizaciones específicas y con referencia a los dibujos adjuntos. Debe tenerse en cuenta que los componentes de los distintos dibujos pueden estar exagerados con fines ilustrativos y no ser necesariamente proporcionalmente correctos. En los diversos dibujos, los componentes que son idénticos o funcionalmente idénticos se proporcionan con los mismos números de referencia.
En la presente divulgación, "dispuesto sobre", "dispuesto encima de" y "dispuesto por encima de" no excluyen la presencia de un intermediario entre ellos, a menos que se indique específicamente. Además, "dispuesto sobre o encima de..." sólo significa la relación de posición relativa entre dos partes, y en ciertos casos, tal como después de invertir la dirección del producto, también puede convertirse en "dispuestas debajo o debajo de...", viceversa.
En la presente divulgación, las realizaciones sólo pretenden ilustrar la solución de la presente divulgación y no deben interpretarse como limitativas.
En la presente divulgación, los cuantificadores "uno" y "una" no excluyen escenarios de una pluralidad de elementos a menos que se indique específicamente.
También debe tenerse en cuenta que, en las realizaciones de la presente divulgación, para
mayor claridad y simplicidad, sólo una parte de las partes o componentes pueden mostrarse, pero aquellos con conocimientos ordinarios en la técnica pueden entender que, bajo la enseñanza de la presente divulgación, las partes o componentes requeridos pueden añadirse de acuerdo con escenarios concretos. Además, las características de diferentes realizaciones de la presente divulgación pueden combinarse entre sí a menos que se indique lo contrario. Por ejemplo, una característica correspondiente o funcionalmente idéntica o similar de la primera realización puede sustituirse por una característica determinada de la segunda realización, y la realización resultante también entra dentro del alcance divulgado o del alcance descrito de la presente solicitud.
También debe tenerse en cuenta que, dentro del alcance de la presente divulgación, los términos "mismo", "igual", "igual a" y otros términos no significan que los dos valores sean absolutamente iguales, sino que permiten ciertos errores razonables, es decir, estos términos también abarcan los significados de "sustancialmente el mismo", "sustancialmente igual" y "sustancialmente igual a". Por analogía, los términos "perpendicular a", "paralelo a" y similares en la presente divulgación abarcan igualmente los significados de "sustancialmente perpendicular a", "sustancialmente paralelo a".
Además, los números de los pasos de los métodos de la presente divulgación no pretenden limitar el orden de ejecución de los pasos del método. A menos que se especifique lo contrario, los pasos del método pueden realizarse en un orden diferente.
Un sistema de instalación y depuración de paso variable y un método de funcionamiento del mismo proporcionado por la presente divulgación se describen más adelante con referencia a los dibujos adjuntos y realizaciones específicas.
Las ventajas y características de la presente divulgación se desprenderán fácilmente de la siguiente descripción y reivindicaciones. Debe tenerse en cuenta que los dibujos adjuntos están simplificados y emplean proporciones inexactas, que sólo se utilizan para facilitar e ilustrar claramente el objetivo de la realización de la presente divulgación.
Además, las características de diferentes realizaciones de la presente divulgación pueden combinarse entre sí a menos que se indique lo contrario. Por ejemplo, una característica correspondiente o funcionalmente idéntica o similar de la primera realización puede sustituirse por una característica determinada de la segunda realización, y la realización resultante también entra dentro del alcance divulgado o del alcance descrito de la presente solicitud.
La idea central de la presente divulgación es proporcionar un sistema de instalación y depuración de sistemas de paso variable y un método de operación del mismo, con el fin de resolver el problema de la técnica anterior de que la instalación y depuración de un sistema de paso variable se ve muy afectada por factores humanos.
Para lograr la idea anterior, se proporciona un sistema de instalación y depuración de paso variable, incluyendo múltiples sensores de posición, donde cada uno de los sensores de posición está configurado para ser instalado en una unión entre un sistema de paso variable y una pala, con el fin de detectar la posición de la pala, y enviar un resultado de detección de posición de la pala a un subcontrolador correspondiente a la pala; múltiples subcontroladores, donde cada subcontrolador está configurado para determinar, de acuerdo con el resultado de detección de posición de la pala correspondiente al subcontrolador, si la pala está en una posición de habilitación de operación y enviar una señal de habilitación a un controlador maestro si la pala está en la posición de habilitación de la operación; y un controlador maestro está configurado para operar la pala de acuerdo con la señal de habilitación.
Un sistema de instalación y depuración de paso variable proporcionado por una realización de la presente divulgación, como se muestra en la FIG. 1, incluye múltiples sensores (301 306) de posición , donde cada uno de los sensores de posición está configurado para ser instalado en una unión entre un sistema de paso variable y una pala, a fin de detectar la posición de la pala, y enviar un resultado de detección de posición de la pala a un subcontrolador (201-203) correspondiente a la pala; múltiples subcontroladores (201-203), donde cada subcontrolador (201-203) está configurado para determinar, de acuerdo con el resultado de detección de posición de la pala correspondiente al subcontrolador (201-203), si la pala está en una posición de habilitación de operación, y enviar una señal de habilitación a un controlador 100 maestro si la pala está en la posición de habilitación de operación; y un controlador 100 maestro, está configurado para operar la pala de acuerdo con la señal de habilitación.
Desde el punto de vista del fluido, cualquier objeto no aerodinámico, a un determinado caudal constante, producirá alternativamente vórtices en la superficie de la estructura a ambos lados del objeto, que constituyen el efecto de vibración inducida por vórtice. Durante la instalación de la torre del aerogenerador, ya que la pared exterior de la torre del aerogenerador es un cilindro liso, cada sección de la torre puede generar un fuerte efecto de vibración inducida por vórtice, que puede hacer que la sección de la torre se desplace o incluso se caiga, lo que provoca graves peligros ocultos durante la instalación de la torre. La simulación muestra que
la vida útil de una torre de 140 m consumida por la vibración inducida por vórtice en un minuto es equivalente a la consumida por el funcionamiento normal en cuatro días, es decir, el fallo por fatiga se producirá después de que se acumulen unas 30 horas de vibración inducida por vórtice. Si la velocidad del viento alcanza el intervalo crítico de velocidad del viento en el proceso de funcionamiento real, puede producirse un peligro. Cuando se iza una pala al sistema de paso variable y se conecta al sistema de paso variable para la depuración de encendido, si no se puede garantizar el ángulo de paso de la pala, se puede producir un efecto de vibración inducida por vórtice, que puede provocar accidentes. Especialmente, no se puede garantizar el ajuste del ángulo de paso, ya que la pala que se está izando no se ha conectado al sistema de control de paso variable; si las otras dos palas también se encuentran en una posición peligrosa en ese momento, es fácil que se produzca un efecto de vibración inducida por vórtice. En las circunstancias actuales, los accidentes suelen evitarse determinando manualmente el ángulo de paso de la pala, pero todo el proceso de instalación y depuración de la pala del aerogenerador es complicado y engorroso, es fácil que el personal no cualificado o poco atento realice varios procesos en paralelo o fuera de orden, o incluso ignore los riesgos.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el sensor de posición incluye: un primer sensor 301 de posición, configurado para ser instalado en una unión del sistema de paso variable y una primera pala, con el fin de detectar si un ángulo de paso de la primera pala está en una posición segura, y enviar una señal de posición segura a un primer subcontrolador 201 si el ángulo de paso de la primera pala está en la posición segura; un segundo sensor 302 de posición, configurado para ser instalado en una unión del sistema de paso variable y una segunda pala, para detectar si un ángulo de paso de la segunda pala está en una posición segura, y enviar una señal de posición segura a un segundo subcontrolador 202 si el ángulo de paso de la segunda pala está en la posición segura; y un tercer sensor 303 de posición, configurado para ser instalado en una unión del sistema de paso variable y una tercera pala, para detectar si un ángulo de paso de la tercera pala está en una posición segura, y enviar una señal de posición segura a un tercer subcontrolador 203 si el ángulo de paso de la tercera pala está en la posición segura. Se utilizan tres sensores para detectar si las tres palas están en posición segura, respectivamente.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el sensor de posición incluye: un primer subcontrolador 201, configurado para enviar una primera señal segura a un controlador 100 maestro tras recibir la señal de posición segura del primer sensor 301 de posición; un segundo subcontrolador 202, configurado para enviar una segunda señal segura al controlador 100 maestro tras recibir la señal de posición
segura del segundo sensor 302 de posición; y un tercer subcontrolador 203, configurado para enviar una tercera señal segura al controlador 100 maestro tras recibir la señal de posición segura del tercer sensor 303 de posición. Los tres subcontroladores corresponden a la detección de tres palas, respectivamente, que pueden distinguir bien los diferentes estados de las tres palas, y enviar las señales de posición segura respectivamente para la función de que las tres palas no pueden operarse al mismo tiempo.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el controlador 100 maestro incluye un primer procesador, un segundo procesador y un tercer procesador. El primer procesador, si recibe la primera señal segura, genera una primera señal de habilitación, y envía la primera señal de habilitación al segundo procesador y al tercer procesador, respectivamente. El segundo procesador, si recibe la segunda señal segura, genera una segunda señal de habilitación, y envía la segunda señal de habilitación al primer procesador y al tercer procesador, respectivamente. El tercer procesador, si recibe la tercera señal segura, genera una tercera señal de habilitación y envía la tercera señal de habilitación al primer procesador y al segundo procesador, respectivamente. Es decir, cuando se acciona una determinada pala, es necesario asegurarse de que las otras dos palas están en la posición segura, por lo que es necesario enviar la señal de habilitación a los otros dos procesadores.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el controlador 100 maestro incluye un primer controlador, un segundo controlador y un tercer controlador. Si el primer procesador puede recibir simultáneamente una segunda señal de habilitación y una tercera señal de habilitación, el primer controlador puede realizar la operación de izado y la operación de encendido en la primera pala, de lo contrario, la operación de izado y la operación de encendido en la primera pala están prohibidas; Si el segundo procesador puede recibir simultáneamente la primera señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el segundo controlador puede realizar la operación de izado y la operación de encendido en la segunda pala, de lo contrario, la operación de izado y la operación de encendido en la segunda pala están prohibidas; Si el tercer procesador puede recibir simultáneamente la primera señal de habilitación y la segunda señal de habilitación, el tercer controlador puede realizar la operación de izado y la operación de encendido en la tercera pala, de lo contrario, la operación de izado y la operación de encendido en la tercera pala están prohibidas. Es decir, es necesario asegurarse de que las otras dos palas están en la posición segura cuando se acciona una determinada pala.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, cuando el primer controlador iza y enciende la primera pala, se envía una señal de prohibición de funcionamiento al segundo procesador y al tercer procesador. Cuando el segundo controlador iza y enciende la segunda pala, se envía una señal de prohibición de funcionamiento al primer procesador y al tercer procesador. Cuando el tercer controlador iza y enciende la tercera pala, se envía una señal de prohibición de funcionamiento al primer procesador y al segundo procesador. En el sistema de instalación y depuración de paso variable, cuando el primer procesador recibe la señal de prohibición de funcionamiento, se prohíbe al primer controlador izar y encender la primera pala. Cuando el segundo procesador recibe la señal de prohibición de funcionamiento, el segundo controlador tiene prohibido izar y encender la segunda pala. Cuando el tercer procesador recibe la señal de prohibición de funcionamiento, se prohíbe al tercer controlador izar y encender la tercera pala. La prioridad de la señal de prohibición de funcionamiento es mayor que la de la primera señal de habilitación, la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación. Cuando se acciona una determinada pala, las otras dos palas están libres de cualquier operación, de lo contrario, se cambiará el estado en que las otras dos palas se encuentran en la posición de seguridad, provocando el efecto de vibración inducida por vórtice.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el primer controlador, después de izar la primera pala, envía una señal de fin de izado al primer procesador, y después de que el primer procesador reciba la señal de fin de izado, el primer controlador puede encender la primera pala. El segundo controlador, después de izar la segunda pala, envía una señal de fin de izado al segundo procesador, y después de que el segundo procesador reciba la señal de fin de izado, el segundo controlador puede encender la segunda pala. El tercer controlador, después de izar la tercera pala, envía una señal de fin de izado al tercer procesador, y después de que el tercer procesador reciba la señal de fin de izado, el tercer controlador puede encender la tercera pala. Es decir, una pala puede encenderse sólo después de que la izada se ha completado, todavía es necesario para asegurar que las otras dos palas están en la posición de seguridad, es decir, el primer procesador tiene que recibir continuamente la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, mientras que la recepción de la señal de fin de izado, y no recibe la señal de prohibición de funcionamiento. La primera pala sólo puede encenderse cuando se cumplen las condiciones anteriores. La operación de encendido también es exclusiva. Cuando se acciona una pala, las otras dos deben permanecer en su posición original de seguridad.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de
paso variable, el controlador 100 maestro incluye además un procesador de vibración inducida por antivórtice y un controlador de vibración inducida por antivórtice. El primer controlador, después de encender la primera pala, envía una primera señal de fin de encendido al procesador de vibración inducida por antivórtice. El segundo controlador, después de encender la segunda pala, envía una segunda señal de fin de encendido al procesador de vibración inducida por antivórtice. El tercer controlador, después de encender la tercera pala, envía una tercera señal de fin de encendido al procesador de vibración inducida por antivórtice. Si el procesador de vibración inducida por antivórtice recibe simultáneamente la primera señal de fin de encendido, la segunda señal de fin de encendido y la tercera señal de fin de encendido, el controlador de vibración inducida por antivórtice puede realizar una operación de posición de vibración inducida por antivórtice en la primera pala, la segunda pala y la tercera pala al mismo tiempo. Una vez finalizados el izado y el encendido de las tres palas, éstas se someten a la operación de vibración inducida por antivórtice con una sola llave, lo que resulta seguro, sencillo y fiable.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, la operación de izado incluye: izar la primera pala, la segunda pala o la tercera pala hasta que la posición esté en unión a tope con el sistema de paso variable y, a continuación, conectar la primera pala, la segunda pala o la tercera pala al sistema de paso variable. La operación de encendido incluye: encender el sistema de paso variable, luego accionar el sistema de paso variable para accionar la primera pala, la segunda pala o la tercera pala para que giren, a fin de ajustar un ángulo de paso de la primera pala, la segunda pala o la tercera pala. La operación de posición de vibración inducida por antivórtice incluye: accionar el sistema de paso variable para hacer girar la primera pala, la segunda pala y la tercera pala, a fin de ajustar los ángulos de paso de la primera pala, la segunda pala y la tercera pala a la posición de vibración inducida por antivórtice.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el sensor de posición incluye: un cuarto sensor 304 de posición, configurado para ser instalado en la unión del sistema de paso variable y la primera pala, con el fin de detectar si el ángulo de paso de la primera pala se encuentra en una posición de vibración inducida por antivórtice, y enviar una señal de vibración inducida por antivórtice al primer subcontrolador 201 si el ángulo de paso de la primera pala se encuentra en la posición de vibración inducida por antivórtice; un quinto sensor 305 de posición, configurado para ser instalado en la unión del sistema de paso variable y la segunda pala, a fin de detectar si el ángulo de paso de la segunda pala se encuentra en una posición de vibración inducida por
antivórtice, y enviar una señal de vibración inducida por antivórtice al segundo subcontrolador 202 si el ángulo de paso de la segunda pala se encuentra en la posición de vibración inducida por antivórtice; y un sexto sensor de posición, configurado para ser instalado en la unión del sistema de paso variable y la tercera pala, con el fin de detectar si el ángulo de paso de la tercera pala se encuentra en una posición de vibración inducida por antivórtice, y enviar una señal de vibración inducida por antivórtice al tercer subcontrolador 203 si el ángulo de paso de la tercera pala se encuentra en la posición de vibración inducida por antivórtice. Todos los sensores anteriores están configurados para detectar si los ángulos de paso de las tres palas están ajustados a la posición de vibración inducida por antivórtice para garantizar que el ajuste se ha realizado.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el primer subcontrolador 201 está configurado para enviar una primera señal de vibración inducida por antivórtice al procesador de vibración inducida por antivórtice después de recibir la señal de posición de vibración inducida por antivórtice del cuarto sensor 304 de posición. El segundo subcontrolador 202 está configurado para enviar una segunda señal de vibración inducida por antivórtice al procesador de vibración inducida por antivórtice después de recibir la señal de posición de vibración inducida por antivórtice del quinto sensor 305 de posición. El tercer subcontrolador 203 está configurado para enviar una tercera señal de vibración inducida por antivórtice al procesador de vibración inducida por antivórtice después de recibir la señal de posición de vibración inducida por antivórtice del sexto sensor 306 de posición. En, el sistema de instalación y depuración de paso variable, si el procesador de vibración inducida por antivórtice recibe simultáneamente la primera señal de vibración inducida por antivórtice, la segunda señal de vibración inducida por antivórtice y la tercera señal de vibración inducida por antivórtice, el procesador de vibración inducida por antivórtice genera una señal de fin de instalación y depuración. Hasta ahora, todo el trabajo de instalación y depuración está terminado, y el operador puede recibir la señal de un vistazo. Todo el proceso de instalación y depuración está entrelazado. Debido a la exclusión mutua de las señales de prohibición de funcionamiento entre las tres palas, así como a la secuencia unidireccional de señales como la señal de fin de izado y la señal de fin de encendido, no se puede lograr el funcionamiento en paralelo, lo que hace que el proceso sea más ordenado y fiable y tenga una función infalible, evitando así el riesgo de un funcionamiento manual erróneo.
Para simplificar el funcionamiento del sistema de instalación y depuración de paso variable, en una realización de la presente divulgación, el sistema de instalación y depuración de paso variable incluye además un panel de control. El panel de control incluye: un primer dispositivo
410 de visualización de señales , configurado para mostrar una primera señal de visualización cuando el primer procesador recibe la primera señal de seguridad, donde el primer procesador puede mostrar una segunda señal de visualización cuando recibe simultáneamente la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el primer procesador puede mostrar una tercera señal de visualización cuando recibe la señal de prohibición de funcionamiento, y el procesador de vibración inducida por antivórtice puede mostrar una cuarta señal de visualización cuando recibe la primera señal de vibración inducida por antivórtice; un segundo dispositivo de visualización de señales, configurado para visualizar una primera señal de visualización cuando el segundo procesador recibe la segunda señal de seguridad, donde el segundo procesador puede visualizar una segunda señal de visualización cuando recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el segundo procesador puede visualizar una tercera señal de visualización cuando recibe la señal de prohibición de funcionamiento, y el procesador de vibración inducida por antivórtice puede visualizar una cuarta señal de visualización cuando recibe la segunda señal de vibración inducida por antivórtice; y un tercer dispositivo de visualización de señales, configurado para visualizar una primera señal de visualización cuando el tercer procesador recibe la tercera señal de seguridad, donde el tercer procesador puede mostrar una segunda señal de visualización cuando recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la segunda señal de habilitación, el tercer procesador puede visualizar una tercera señal de visualización cuando recibe la señal de prohibición de funcionamiento, y el procesador de vibración inducida por vórtice puede mostrar una cuarta señal de visualización cuando recibe la tercera señal de vibración inducida por vórtice. Por ejemplo, se proporcionan tres luces LED, la primera señal de visualización es azul, la segunda señal de visualización es amarilla, la tercera señal de visualización es roja, la cuarta señal de visualización es verde, etc. De este modo, el operario sabe de un vistazo si la operación puede llevarse a cabo, y cómo operar en el siguiente paso.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el panel de operaciones tiene además una primera marcha 501, una segunda marcha 501, una tercera marcha 501, un botón de izado y un botón de encendido. Cuando se pulsa el botón de izado o el botón de encendido, la primera pala se iza o se enciende. Cuando se pulsa el botón de izado o el botón de encendido, la segunda pala se iza o se enciende. Cuando se pulsa el botón de izado o el botón de encendido, la tercera pala se iza o se enciende.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de
paso variable, el botón de izado está bloqueado en condiciones normales. Si el puntero está en la primera marcha y el primer procesador recibe simultáneamente la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el botón de izado se desbloquea y puede pulsarse. Si el puntero está en la segunda marcha y el segundo procesador recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el botón de izado se desbloquea y puede pulsarse. Si el puntero está en la tercera marcha y el tercer procesador recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la segunda señal de habilitación, el botón de izado se desbloquea y puede pulsarse.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el botón de encendido está bloqueado en condiciones normales. Si el puntero está en la primera marcha y el primer procesador recibe simultáneamente la segunda señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el botón de encendido se desbloquea y puede pulsarse. Si el puntero está en la segunda marcha y el segundo procesador recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la tercera señal de habilitación, el botón de encendido se desbloquea y puede pulsarse. Si el puntero está en la tercera marcha y el tercer procesador recibe simultáneamente la primera señal de habilitación y la segunda señal de habilitación, el botón de encendido se desbloquea y se puede pulsar.
En una realización de la presente divulgación, en el sistema de instalación y depuración de paso variable, el panel de operaciones incluye además un botón de vibración inducida por antivórtice. El botón de vibración inducida por antivórtice está bloqueado en condiciones normales. Si el procesador de vibración inducida por antivórtice recibe simultáneamente la primera señal de fin de encendido, la segunda señal de fin de encendido y la tercera señal de fin de encendido, el botón de vibración inducida por antivórtice se desbloquea y puede pulsarse. El botón de vibración inducida por antivórtice genera una señal de operación de vibración inducida por antivórtice tras ser pulsado, y el controlador de vibración inducida por antivórtice realiza la operación de posición de vibración inducida por antivórtice en la primera pala, la segunda pala y la tercera pala al mismo tiempo.
Se proporciona además un método de operación de un sistema de instalación y depuración de paso variable, que incluye los siguientes pasos: instalar cada uno de múltiples sensores de posición en una unión de un sistema de paso variable y una pala; detectar, por cada sensor de posición, la posición de la pala correspondiente; enviar, por cada sensor de posición, un resultado de detección de posición de la pala correspondiente a un subcontrolador correspondiente a la pala; determinar, por cada uno de múltiples subcontroladores, si la pala
está en una posición de habilitación de operación de acuerdo con el resultado de detección de posición de la pala correspondiente; enviar una señal de habilitación a un controlador 100 maestro si la pala está en la posición de habilitación de operación; y operar, por el controlador 100 maestro, la pala de acuerdo con la señal de habilitación.
En una realización de la presente divulgación, el método de operación del sistema de instalación y depuración de paso variable incluye además los siguientes pasos: ajustar, mediante el controlador 100 maestro, los ángulos de paso correspondientes a al menos dos de las tres palas a una posición segura; izar una pala, y adquirir un resultado de detección de posición a través de un sensor de posición durante el izado, a fin de garantizar que los ángulos de paso de las otras dos palas se encuentran en la posición segura; tras completar el izado de una pala, encender la pala, y adquirir un resultado de detección de posición a través del sensor de posición durante el encendido, a fin de garantizar que los ángulos de paso de las otras dos palas se encuentran en la posición segura.
En una realización de la presente divulgación, el método de operación del sistema de instalación y depuración de paso variable incluye además los siguientes pasos: completar el izado y el encendido de las tres palas por turnos; y cuando una pala está izada o encendida, prohibir a las otras dos palas cualquier operación; ajustar, mediante el controlador 100 maestro, los ángulos de paso de las tres palas a una posición de vibración inducida por antivórtice a través del controlador maestro, y adquirir resultados de detección de posición a través del sensor de posición durante el izado, para garantizar que los ángulos de paso de las tres palas están en la posición de vibración inducida por antivórtice; y apagar las tres palas.
En el sistema de instalación y depuración de paso variable y el método de operación del mismo proporcionados por la presente divulgación, cada sensor de posición está configurado para detectar la posición de cada pala, cada subcontrolador está configurado para determinar si cada pala está en una posición de habilitación de operación; y un controlador 100 maestro está configurado para operar la pala de acuerdo con la señal de habilitación si una cierta pala está en la posición de habilitación de operación. De acuerdo con la presente divulgación, es más seguro y fiable convertir un modo de funcionamiento de una pala mediante determinación manual de la técnica anterior en un conjunto de sistema de determinación inteligente de sensores, subcontroladores y el controlador 100 maestro.
De acuerdo con la presente divulgación, el estado desordenado, paralelo y libre de errores del ajuste estático de las turbinas eólicas en la industria se convierte en un estado de
seguridad en serie, ordenado y controlable mediante un bloqueo antierrores.
En el sistema de instalación y depuración de paso variable proporcionado por la presente divulgación, la relación de conexión entre el subcontrolador y el sistema de paso variable es la siguiente: tres juegos de baterías de almacenamiento, cajas de control de eje (para acomodar subcontroladores), servomotores y reductores se colocan en el centro, un juego para cada pala, y una caja de interruptores eléctricos principal se coloca en una unión entre el centro y el motor habitación.
El bus de comunicación y el cable de todo el sistema están conectados al controlador principal de una sala de máquinas mediante anillos deslizantes. El controlador maestro se comunica con las cajas de control de los ejes en el centro a través de buses de campo, a fin de lograr el propósito de controlar tres dispositivos independientes de paso variable. El sistema eléctrico de paso variable es un sistema con tres palas equipadas con un sistema eléctrico de paso variable independiente. Una parte mecánica incluye principalmente un rodamiento giratorio, un reductor, un conductor, etc. El reductor se fija al cubo, un anillo interior del anillo giratorio se instala en la pala, y un anillo exterior de un rodamiento de pala se fija al centro. Cuando se enciende el sistema eléctrico de paso variable, el servomotor acciona un piñón del eje de salida del reductor para que gire, y el piñón engrana con el anillo interior del anillo giratorio, accionando así el anillo interior del anillo giratorio para que gire junto con la pala, logrando así el propósito de cambiar el ángulo de paso.
Una vez finalizado todo el proceso de depuración, el controlador maestro envía un valor de comando al sistema eléctrico de paso variable de acuerdo con la velocidad del viento, la potencia del generador y la velocidad de rotación, y el sistema eléctrico de paso variable devuelve el valor real y un estado de funcionamiento al controlador maestro. El sistema eléctrico de paso variable debe cumplir los requisitos de respuesta rápida a la orden del controlador principal, sistema de paso variable independiente, mecanismo síncrono de alto rendimiento, seguridad y fiabilidad, etc. El sistema de control de paso variable hace que el ángulo de la pala cambie en un intervalo determinado (0-90 grados), con el fin de ajustar la potencia de salida, y el problema de que la generación de potencia del grupo electrógeno de paso fijo puede ser baja en verano y excesiva en invierno después de determinar el ángulo de ataque. En la sección de baja velocidad del viento, la potencia se optimiza para convertir mejor la energía eólica en energía eléctrica.
Además, el método de funcionamiento del sistema de instalación y depuración de paso
variable de la presente divulgación también puede utilizarse para proporcionar el paso manual y otras funciones de mantenimiento y revisión seguras cuando la turbina eólica se encuentra en estado de mantenimiento. Cuando la tensión de red baja, se utiliza una fuente de alimentación de reserva para proporcionar una tensión de trabajo al sistema eléctrico, lo que completa principalmente la función de emplumado. Un modo de ajuste de paso variable de una cabina de ejes debe dividirse en dos modos, tal como un modo automático y un modo manual. El ajuste del modo automático/manual se consigue mediante un interruptor de dos posiciones, y el ajuste de avance y retroceso y el ajuste de parada del modo manual se pueden conseguir mediante un interruptor de tres posiciones. Cuando el aerogenerador está en estado de mantenimiento y el ajuste de paso variable está en modo manual, se puede conseguir un paso variable independiente de cada pala. Sin embargo, sólo una cabina de ejes puede ajustar el ángulo de paso girando un motor de paso variable en las direcciones de avance y retroceso a través del interruptor de control correspondiente; y los ángulos de paso de las otras dos palas deben estar en la posición de 90°, de lo contrario la función de cambio manual de paso variable fallará.
Debe colocarse un interruptor de control en la cabina de ejes. Cuando el aerogenerador se encuentra en estado de mantenimiento, y el personal necesita entrar en el centro para mantener y revisar el sistema de paso variable, el interruptor de control debe estar apagado, un freno del motor de paso variable debe estar bloqueado, y una fuente de alimentación de control del inversor está apagada para asegurar que el ángulo de paso se mantiene en una posición fija. El ángulo de inclinación sólo puede modificarse después de conectar el interruptor de control. Además, el interruptor de control debe estar siempre encendido. Las señales del ángulo de paso recogidas por dos codificadores (ENCODER) configurados para cada pala se comparan y, cuando la desviación del ángulo es inferior a 2°, se permite que el PLC (controlador lógico programable) ajuste el ángulo de paso de la pala cuando sea necesario. En caso contrario, mientras el ángulo de paso de la pala sea inferior a 90°, la pala se emplumará hacia 90° a una velocidad de 7° por segundo, y el emplumado de las demás palas se completará mediante control por software. Todas las palas están equipadas con un interruptor de límite en la posición de 91°, pero no en la dirección de 0°.
Si el ángulo de paso actual de la pala es inferior a 0° se determina mediante la conversión de los resultados de medición de dos sensores ENCODER. El modo de ajuste de paso variable de la cabina de ejes está en posición automática. Cuando se produce alguna de las siguientes condiciones, un sistema de herrajes de la cabina de ejes defectuosos debe garantizar que la pala correspondiente se emplume hacia una dirección de 90° a una velocidad
de 7° por segundo. En el caso de la cabina de ejes no afectados, el emplumado de la pala se realiza mediante control por software.
Si falla un bus de comunicación entre una estación esclava DP y una estación maestra PLC en cualquier cabina de ejes, se desconecta una cadena de seguridad del aerogenerador compuesta por el exceso de velocidad del impulsor, un interruptor de vibración, un botón de parada de emergencia TOPBOX, un botón de parada de emergencia de la cabina de convertidores y un interruptor de límite de guiñada en serie y dos señales de bloqueo del impulsor conectadas en serie con la cadena de seguridad (señal de 24 V DC). Independientemente de que falle cualquier ENCODER o de que la desviación entre dos resultados de medición ENCODER de la misma pala supere el umbral especificado, el ángulo de paso de cualquier pala es inferior a -2° en el proceso de paso variable. Falla el sistema de hardware de la cadena de seguridad y un bucle de liberación. Para un motor asíncrono de paso variable de corriente alterna trifásica, su circuito de control del convertidor debe proporcionar dos modos de regulación de la velocidad: control de frecuencia en bucle abierto U/F, y control vectorial espacial en bucle cerrado. El ajuste por defecto es el control vectorial espacial en lazo cerrado. Cuando se daña un sensor de velocidad, el circuito de control del inversor debe cambiar inmediatamente el modo de regulación de velocidad al modo U/F de control de frecuencia de bucle abierto, y hacer que la pala correspondiente se emplume hacia una dirección de 90° a una velocidad de 7° por segundo, y el emplumado del resto de las palas se controla por software. En el proceso de paso variable del aerogenerador, tres motores de paso variable deben arrancarse sucesivamente para evitar que se sobrecargue un anillo colector cuando los tres motores de paso variable arrancan al mismo tiempo. El arranque y la parada de todos los ventiladores de refrigeración de la cabina de ejes deben controlarse mediante software. Tanto si falla el voltaje de la red eléctrica como si no, debe preferirse un método de determinación directa, seguido del método de determinación a través del voltaje de la fuente de alimentación de reserva. La cabina del eje debe proporcionar una interfaz de control para facilitar la prueba de funcionamiento de la fuente de alimentación de reserva, principalmente en referencia a la prueba de funcionamiento bajo la condición de fallo de alimentación del voltaje de red. La cabina de ejes debe proporcionar una interfaz de control para facilitar la conmutación de un modo de regulación de la velocidad del inversor en la cabina de ejes.
El sensor de posición puede ser un codificador rotatorio, y un codificador rotatorio incremental obtiene que el desplazamiento angular de su disco de código angular aumenta (en dirección de avance) o disminuye (dirección de retroceso) convirtiendo la secuencia temporal y la
relación de fase de su disco de código angular a través de dos tubos receptores fotosensibles internos. Después de conectar un circuito digital, especialmente un microordenador de un solo chip, el codificador rotatorio incremental es más barato y ventajoso que un codificador rotatorio absoluto en la medición de ángulos y la medición de la velocidad angular.
Dos codificadores configurados para cada pala deben garantizar que la precisión de medición del ángulo de paso de la pala alcance 0,01. Un módulo correspondiente está dispuesto en la cabina de ejes para mostrar el ángulo de paso actual de la pala, con el fin de garantizar que el ángulo de paso no pueda superar la posición del interruptor de límite a 91° en el modo de paso variable manual. Cuando el modo de ajuste de paso variable de la cabina de ejes está en modo automático, si el ángulo de paso del aerogenerador supera la posición del interruptor de fin de carrera en 91° en el proceso de emplumado, el aerogenerador puede pasar en ese momento a un estado de mantenimiento, y el ángulo de paso puede volver a ajustarse a la posición de 90° mediante el modo de ajuste de paso variable de la cabina de ejes. El modo de ajuste de paso variable de la cabina del eje está en el modo automático para evitar que el ángulo de paso supere el interruptor de límite en 91°. Cuando el ángulo de paso alcanza el interruptor de límite, el freno del motor de paso variable se bloquea, una señal de liberación del inversor de la cabina de ejes y un comando de velocidad de paso variable no son válidos, lo que también hará que el motor de paso variable sea estacionario.
En resumen, las realizaciones antes mencionadas han descrito en detalle las diferentes configuraciones del sistema de instalación y depuración de paso variable y un método de operación del mismo. Ciertamente, la presente divulgación incluye, pero no se limita a, las configuraciones enumeradas en las realizaciones antes mencionadas, y cualquier cosa que se transforme sobre la base de las configuraciones proporcionadas en las realizaciones antes mencionadas pertenece al alcance de protección de la presente divulgación. Los expertos en la técnica pueden inferir conclusiones a partir de las realizaciones anteriores.
Las realizaciones de esta especificación se describen de forma progresiva, cada realización se centra en las diferencias con otras realizaciones, y las partes iguales y similares entre las realizaciones pueden referirse entre sí. Puesto que el sistema divulgado en las realizaciones corresponde al método divulgado por las realizaciones, la descripción del mismo es relativamente simple, y para los asuntos pertinentes se pueden hacer referencias a la descripción del método.
La descripción anterior es sólo una descripción de la realización preferida de la presente
divulgación, en lugar de limitar el alcance de la presente divulgación. Todos los cambios y modificaciones realizados por los expertos en la técnica de acuerdo con la divulgación anterior entran dentro del alcance de protección de las reivindicaciones.