本實用新型專利技術提供了一種風力發電機葉輪方位角測量裝置，包括：與葉輪輪轂連接的轉動軸表面固定設置的多個磁鐵塊，多個所述磁鐵塊在垂直所述轉動軸的中軸線且以交點為圓心的一個平面圓上等間距排列；與所述磁鐵塊對應設置的舌簧觸點元件和與所述舌簧觸點元件連接的角度識別單元。采用本實用新型專利技術的實施例，可實現高精度、低成本的測量風力發電機葉輪方位角。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及風電
，特別涉及一種風力發電機葉輪方位角測量裝置。
技術介紹
近年來，風力發電機的葉輪大都采用三槳葉式葉輪，三個槳葉通過可轉動的推力軸承或專門為變槳距機構設計的回轉支撐裝置聯結于輪轂上。這種葉輪可根據風速的變化，通過驅動變槳距機構調整風對槳葉的攻角，當風速超過額定風速后，輸出功率可穩定地保持在額定功率附近；在大風或機組發生故障的情況下，可調節風力發電機處于順槳狀態，使槳葉和整機的受力狀況大為改善。目前，國內外風電變槳距系統的控制方法主要有兩種，即統一變槳距控制和獨立變槳距控制。統一變槳距控制是基于多葉片協調變換的標量控制方法，采用三套獨立變槳距閉環控制回路，由主控系統對三個葉片的角度進行統一控制，三個葉片角度始終一致。這種控制方法忽略了各信號之間的耦合作用。風力發電機組在自然風條件下運行時，由于作用在風電機組葉片上的空氣動力、慣性力和彈性力等交變載荷，會使彈性振動體葉片和塔架產生耦合振動，其振動形式主要有兩種：風輪葉片擺振與塔架側向彎曲耦合振動，風輪葉片揮舞與塔架前后彎曲耦合振動。當葉輪的旋轉頻率接近耦合的固有頻率時就會出現共振現象，產生較大的動應力，導致機組結構的疲勞破壞，縮短整機的使用壽命，直接影響風力發電機組的性能和穩定性。隨著兆瓦級風力發電機組單機容量不斷提升、葉片長度不斷增大，風剪切效應、塔影效應和湍流等因素對機組造成的載荷不對稱影響加劇，機組葉片載荷、輪轂載荷、塔筒載荷增加明顯。因此，用于降低機組載荷的獨立變槳控制技術不斷受到重視。獨立變槳距可以充分利用風能在各個槳葉上分布的不同，對各槳葉的槳距角進行有效的調節，在保證輸出功率穩定的情況下降低了作用在槳葉上的載荷，減輕輸出力矩的波動，減小槳葉拍打振動，提高了風力機的工作效率。獨立變槳距控制的實現方式主要是基于方位角權系數分配，即額定風速以下使用統一變槳；在額定風速以上時，分別計算出三個葉片的方位角，根據方位角，由權系數重新分配每個葉片的槳距角變化量，從而實現獨立變槳控制。綜上所述，要進行獨立變槳控制，需要測量風力發電機組葉輪的方位角，進而計算出三個葉片的方位角。目前，對風力發電機組葉輪方位角的測量常采用以下方式：方式一，設置接近開關，即在風力發電機組與輪轂直接連接的轉動軸(對于雙饋風力發電機則為發電機低速軸)上安裝金屬轉盤，在金屬轉盤邊緣處的圓周上，等間隔開孔，使用接近開關進行位置檢測。當開孔轉到接近開關的位置時，接近開關信號狀態為0，當開孔處轉過接近開關時，接近開關的信號狀態為1，根據接近開關的狀態變化進行計數，由此來計算葉輪的方位角。這種方法的缺點是精度不高；其次，要保證接近開關可以正常響應觸發，金屬轉盤的直徑需要做得很大，在低速軸上安裝質量較大金屬轉盤，需要改變風力發電機組低速軸結構，增加低速軸結構的復雜度，增加低速軸載荷，且不方便對現有機組的改造。方式二，使用磁通元件測量磁場強度大小來進行方位角測量，雖然實現了無接觸測量，但容易受到地球磁場的干擾，且校準后的精度，會隨著東西、南北朝向的變化而變化。方式三，使用磁柵尺及磁編碼器進行角度測量，磁柵尺和磁編碼器需要離得很近，不適合檢測轉速較快的低速軸，且由于采用了磁編碼器，所以成本較高。
技術實現思路
本技術的實施例提供一種風力發電機葉輪方位角測量裝置，可實現高精度、低成本的測量風力發電機葉輪方位角。本技術的實施例提供一種風力發電機葉輪方位角測量裝置，包括：與葉輪輪轂連接的轉動軸表面固定設置的多個磁鐵塊，多個所述磁鐵塊在垂直所述轉動軸的中軸線且以交點為圓心的一個平面圓上等間距排列；與所述磁鐵塊對應設置的舌簧觸點元件和與所述舌簧觸點元件連接的角度識別單元。如上所述的測量裝置中，還包括：圍繞所述轉動軸外表面且與所述轉動軸固定設置的磁鐵塊支架，所述磁鐵塊設置在所述磁鐵塊支架上。如上所述的測量裝置中，所述磁鐵塊支架包括兩個圍繞在所述轉動軸表面的半圓環形支架，設置在所述半圓環形支架端部的連接架以及將對應的兩個所述連接架緊固連接的緊固螺栓。如上所述的測量裝置中，所述半圓環形支架的內圈設置有波紋結構，用于與所述轉動軸的外表面實現摩擦緊固。如上所述的測量裝置中，所述磁鐵塊支架上依次間隔設置有多個第一安裝槽及多個第二安裝槽，所述磁鐵塊設置于所述第一安裝槽內。如上所述的測量裝置中，還包括：安裝槽蓋板，所述安裝槽蓋板罩設在所述第一安裝槽上。如上所述的測量裝置中，所述角度識別單元包括：開關電路和控制電路；所述開關電路的輸入端與所述舌簧觸點元件連接，輸出端與所述控制電路連接；所述控制電路用于根據所述開關電路輸出的脈沖電壓信號進行計數，并根據計數值計算葉輪方位角。如上所述的測量裝置中，所述開關電路為包括依次連接的第一電阻、第二電阻、初級放大三極管和二級放大三極管的二級放大電路，所述舌簧觸點元件與所述第一電阻串聯后連接在外接電源之間，且所述舌簧觸點元件靠近所述外接電源的高壓側；所述舌簧觸點元件與所述第一電阻的連接節點通過所述第二電阻與所述初級放大三極管的基極連接；所述初級放大三極管的發射極連接所述外接電源的低壓側；所述二級放大電路的輸出端與所述控制電路連接。如上所述的測量裝置中，所述初級放大三極管為NPN管，所述二級放大三極管為PNP管。如上所述的測量裝置中，所述開關電路還包括：連接在所述初級放大三極管的集電極與所述外接電源的高壓端之間的第三電阻；以及連接在所述二級放大三極管的基極與所述初級放大三極管的集電極之間的第四電阻；所述二級放大三極管的發射極與所述外接電源的高壓端連接，集電極作為所述二級放大電路的輸出端與所述控制電路連接。本技術實施例提供的風力發電機葉輪方位角測量裝置，利用舌簧觸點元件感知設置在與葉輪輪轂連接的轉動軸表面的多個等間距設置的磁鐵塊，來間接識別葉輪輪轂的轉動角度，計算葉輪的方位角度。本方案可以實現如下技術效果：1.精確檢測獨立變槳系統的葉輪方位角；2.電路結構簡單，易于實現；3.成本低，安裝方便，不改變風力發電機組低速軸結構；4.響應快，測量精度高；5.采用了非接觸式測量結構，可延長測量裝置使用壽命。附圖說明圖1為本技術實施例提供的風力發電機葉輪方位角測量裝置沿轉動軸徑向的一結構示意圖；圖2為本技術實施例提供的風力發電機葉輪方位角測量裝置沿轉動軸徑向的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種風力發電機葉輪方位角測量裝置，其特征在于，包括：與葉輪輪轂連接的轉動軸(101)表面固定設置的多個磁鐵塊(102)，多個所述磁鐵塊(102)在垂直所述轉動軸(101)的中軸線且以交點為圓心的一個平面圓上等間距排列；與所述磁鐵塊(102)對應設置的舌簧觸點元件(103)和與所述舌簧觸點元件(103)連接的角度識別單元(104)。
【技術特征摘要】
1.一種風力發電機葉輪方位角測量裝置，其特征在于，包括：與葉
輪輪轂連接的轉動軸(101)表面固定設置的多個磁鐵塊(102)，多個
所述磁鐵塊(102)在垂直所述轉動軸(101)的中軸線且以交點為圓心
的一個平面圓上等間距排列；與所述磁鐵塊(102)對應設置的舌簧觸點
元件(103)和與所述舌簧觸點元件(103)連接的角度識別單元(104)。
2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還
包括：圍繞所述轉動軸(101)外表面且與所述轉動軸(101)固定設置
的磁鐵塊支架(105)，所述磁鐵塊(102)設置在所述磁鐵塊支架(105)
上。
3.根據權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述磁鐵塊支架
(105)包括兩個圍繞在所述轉動軸(101)表面的半圓環形支架，設置
在所述半圓環形支架端部的連接架(106)以及將對應的兩個所述連接架
(106)緊固連接的緊固螺栓(107)。
4.根據權利要求3所述的測量裝置，其特征在于，所述半圓環形支
架的內圈設置有波紋結構，用于與所述轉動軸(101)的外表面實現摩擦
緊固。
5.根據權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述磁鐵塊支架
(105)上依次間隔設置有多個第一安裝槽(108)及多個第二安裝槽
(108’)，所述磁鐵塊(102)設置于所述第一安裝槽(108)內。
6.根據權利要求5所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還
包括：安裝槽蓋板(109)，所述安裝槽蓋板(109)罩設在所述第一安
裝槽(108)上。
7.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述角度識別單
元(104)包括：開...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬磊，李慶江，
申請(專利權)人：北京天誠同創電氣有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11
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