具体实施方式

为清晰地说明本发明的具体实施方式，现结合附图对本发明示例性实施例做详细的描述。

如图1和2所示，本发明实施例的风力发电机组偏航系统包括多个偏航电机及其位置反馈传感器、偏航驱动柜、风机控制系统和液压系统，每个偏航电机上对应设置有位置反馈传感器，其中：

偏航驱动柜连接至所述风机控制系统，根据所述风机控制系统发出的控制指令确定风机偏航的方向、启动或停止所述偏航电机，基于风力大小设置每个偏航电机的初始驱动力大小及方向，所述偏航电机和所述每个偏航电机的位置反馈传感器连接至所述偏航驱动柜，位置反馈传感器实时监测每一个偏航电机实际输出的驱动力大小及电机速度，并将其反馈至所述风机偏航驱动柜，风机偏航驱动柜基于该反馈信号，实时动态调整偏航运行过程及偏航停止过程中每个偏航电机驱动力的大小及方向。偏航驱动柜包括供电开关、开关电源、运动控制器和伺服驱动器；其中，所述供电开关和所述伺服驱动器连接，为所述伺服驱动器提供动力电源；所述开关电源和所述运动控制器及所述伺服驱动器连接，为所述运动控制器及所述伺服驱动器提供工作电源；所述运动控制器和所述伺服驱动器连接，根据所述运动控制器指令实时动态调整所述伺服驱动器驱动力大小及方向；所述伺服驱动器和所述偏航电机连接，驱动偏航电机。

位置反馈传感器包括旋转变压器或编码器，旋转变压器或编码器与伺服驱动器连接，为伺服驱动器提供位置反馈。

风机控制系统包括可编程控制器、配电开关、通讯模块和I/O模块；其中，所述可编程控制器控制风机偏航系统的启动、停止及系统的保护；所述配电开关和所述偏航驱动柜连接，为所述偏航驱动柜提供动力电源；所述通讯模块和所述偏航驱动柜连接，实现所述风机控制系统和所述偏航驱动柜之间的信号交互；所述I/O模块和所述液压系统、偏航电机电气刹车系统连接，实现所述液压系统和偏航电机电气刹车系统的控制。通过将实时监测的每一个偏航电机的驱动力大小，当达到预设的驱动力极限阈值时，偏航系统开启主动保护，停止系统，不会报故障停机，等极限负载过去时，再重新启动偏航过程，继续对风。

液压系统连接至风机控制系统，用于所有偏航电机停止后的系统制动。每个偏航电机上均设置有电气刹车系统、连接至所述风机控制系统。

本发明实施例的风力发电机组的偏航方法，包括以下步骤：

偏航启动前，风机控制系统控制液压系统的刹车保持投入，控制偏航电机电气刹车松开。

偏航启动中，偏航驱动柜的运动控制器根据风机控制系统提供的启动指令启动偏航电机，运动控制器根据风机控制系统提供的风速大小和每个偏航电机的位置传感器反馈的偏航电机实际驱动力大小及偏航电机速度，采用齿隙补偿算法控制每个偏航电机驱动力大小及方向，通过偏航电机提供的力矩保持风力发电机组机头位置保持不动，风机控制系统控制液压系统的刹车松开。

偏航运行时，偏航驱动柜的运动控制器根据每个偏航电的位置传感器反馈的偏航电机实际驱动力大小及偏航电机速度，实时动态调整偏航运行过程中每个偏航电机驱动力大小及方向，通过偏航电机提供的力矩阻尼实现匀速偏航，同时在偏航过程中实时监测每个偏航电机实际驱动力大小，当力矩超过极限值时运动控制器主动停止偏航电机，同时通过风机控制器控制液压系统刹车和偏航电机电气刹车投入，待极限风况过去后，风机控制器再次启动偏航系统。

偏航结束时，偏航驱动柜的运动控制器根据每个偏航电机的位置传感器反馈的电机实际驱动力大小及电机速度，实时动态调整偏航停止过程中每个偏航电机驱动力大小及方向，通过偏航电机提供的力矩保持风力发电机组机头位置保持不动，风机控制系统控制液压系统刹车和偏航电机电气刹车同时投入。

本发明的偏航过程不需要液压系统提供偏航阻尼，实时动态调整偏航电机的驱动力大小和方向，将其设置为正转提供驱动力的偏航电机即驱动电机和反转提供阻尼的偏航电机即阻尼电机，驱动电机和阻尼电机的个数是根据偏航载荷实时调整。偏航启动过程，首先松开偏航电机电气刹车，偏航驱动电机和阻尼电机共同作用，实现偏航齿面的软接触，使风力发电机组机头静止，之后松开偏航液压刹车。偏航运行过程，根据实际偏航负载大小，实时调整偏航过程中驱动电机和阻尼电机个数及电机力矩大小，实现偏航运行过程零残压、零噪音、零磨损的完全软偏航驱动。偏航停止过程，通过偏航驱动电机和阻尼电机共同作用实现风力发电机组机头位置保持不动之后投入偏航液压和偏航电机电气刹车。

同时，本发明在偏航过程中实时监测风力发电机组偏航负载，当实际负载超过设计极限值时主动停止偏航过程，有效保护偏航传动机械部件，同时避免了被动过载开关跳闸后需要人到风机本地进行维修，提高了机组的发电效率。

以上所述是针对示例性实施例的本发明具体实施方法，并非以此限制本发明的实施范围，除上述提及的与示例性实施例相比可更改的实施方法，此发明还适用于在不同工况下的、不同等级的风力发电机组，包括陆上风力发电机组和海上风力发电机组。凭借本发明，均能实现风力发电机完全软偏航。因此根据本发明的拓扑结构、原理等所做变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。