一種基于mems傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于自動(dòng)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題的日益突出，風(fēng)能作為一種可再生、無(wú)污染的綠色能源越來(lái)越受到人們的關(guān)注；風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能的主要形式之一，風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)機(jī)的核心部件，是風(fēng)機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的重要組成部分，葉片在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)葉片由上方轉(zhuǎn)到下方時(shí)，受力改變并且交替變化，以及風(fēng)的不穩(wěn)定性，這些都會(huì)引起風(fēng)機(jī)的振動(dòng)；風(fēng)機(jī)葉片的劇烈振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，如果振動(dòng)沒(méi)有有效地控制，有可能造成整個(gè)葉片的斷裂失效，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失；因此，葉片的振動(dòng)控制問(wèn)題是阻礙風(fēng)電技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的重要阻礙之
O
[0003]本實(shí)用新型是通過(guò)控制風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部質(zhì)量塊的位置，改變風(fēng)機(jī)葉片的質(zhì)量分布，從而改變風(fēng)機(jī)葉片的頻率，使風(fēng)機(jī)葉片平衡，達(dá)到減輕振動(dòng)的效果。采用本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)，有效避免葉片振動(dòng)，避免引起風(fēng)機(jī)失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置，由MEMS傳感器(1)、控制器(2)、步進(jìn)電機(jī)(3)、質(zhì)量塊(4)、滑道(5)、絲杠(6)組成；本實(shí)用新型是控制風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部質(zhì)量塊的位置，改變風(fēng)機(jī)葉片的質(zhì)量分布，從而改變風(fēng)機(jī)葉片的頻率，使風(fēng)機(jī)葉片平衡，達(dá)到減輕振動(dòng)的效果；采用本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)控制裝置，有效避免葉片顫振，避免引起風(fēng)機(jī)失效。
[0005]所述的控制器接收MEMS傳感器信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)調(diào)整質(zhì)量塊在葉片中的相對(duì)位置。
[0006]所述的MEMS傳感器放置在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部，連接到控制器，測(cè)量風(fēng)機(jī)葉片的加速度及振動(dòng)頻率，實(shí)時(shí)將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送到控制器。
[0007]所述的步進(jìn)電機(jī)放置在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)腔，與絲杠連接，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，改變質(zhì)量塊在葉片上的位置。
[0008]所述的滑道固定在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)，使得質(zhì)量塊在其內(nèi)部滑動(dòng)。
[0009]所述的絲杠放置在滑道內(nèi)部，一端與滑道的頂端相連，另一端連接到步進(jìn)電機(jī)上，絲杠穿過(guò)質(zhì)量塊中心，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的角度控制絲杠的旋轉(zhuǎn)，從而使質(zhì)量塊在滑道內(nèi)上下平行移動(dòng)，改變質(zhì)量塊在葉片中的位置。
[0010]所述的質(zhì)量塊可以是任意金屬或非金屬。
[0011]所述的裝置是控制器接收MEMS傳感器的加速度和振動(dòng)幅度信號(hào)，當(dāng)振動(dòng)幅度信號(hào)接近風(fēng)機(jī)固有頻率時(shí)，通過(guò)PID算法控制步進(jìn)電機(jī)，改變質(zhì)量塊在風(fēng)機(jī)葉片的位置，即改變了風(fēng)機(jī)葉片的質(zhì)量分布，從而可以改變風(fēng)機(jī)葉片的振動(dòng)頻率。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果包括如下幾點(diǎn)。
[0013]1.風(fēng)機(jī)葉片在復(fù)雜環(huán)境下，有效避免葉片顫振，避免引起風(fēng)機(jī)失效。
[0014]2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，控制精準(zhǔn)。
[0015]3.成本低，性?xún)r(jià)比高。
[0016]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型所提供的一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置，由MEMS傳感器(1)、控制器(2)、步進(jìn)電機(jī)(3)、質(zhì)量塊(4)、滑道(5)、絲杠(6)組成。本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)控制裝置，有效避免葉片振動(dòng)，避免引起風(fēng)機(jī)失效。
[0019]本實(shí)用新型一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置是控制器(2)接收MEMS傳感器(I)的加速度和振動(dòng)幅度信號(hào)，當(dāng)振動(dòng)幅度信號(hào)接近風(fēng)機(jī)固有頻率時(shí)，通過(guò)PID算法控制步進(jìn)電機(jī)(3)，改變質(zhì)量塊(4)在風(fēng)機(jī)葉片中的位置，同時(shí)改變了風(fēng)機(jī)葉片的質(zhì)量分布，從而可以改變風(fēng)機(jī)葉片的振動(dòng)頻率。
[0020]風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，控制器(2)接收來(lái)自MEMS傳感器(I)傳來(lái)的加速度及振動(dòng)幅度信號(hào)，控制器(2)根據(jù)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的速度以及振幅的大小控制步進(jìn)電機(jī)(3)，改變質(zhì)量塊(4)在葉片內(nèi)的位置，這時(shí)控制器(2)繼續(xù)接收MEMS傳感器(I)信號(hào)，計(jì)算葉片的頻率，如果還是接近固有頻率，控制器(2)會(huì)繼續(xù)控制步進(jìn)電機(jī)(3)上下調(diào)整質(zhì)量塊(4)的位置，進(jìn)而再次改變?nèi)~片的頻率，直至葉片頻率偏離其固有頻率。
[0021]綜上所述，本實(shí)用新型所提供的一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置是簡(jiǎn)易可行的。
[0022]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置其特征在于:所述的一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置由MEMS傳感器(1)、控制器(2)、步進(jìn)電機(jī)(3)、質(zhì)量塊(4)、滑道(5)、絲杠(6)組成；所述的控制器接收MEMS傳感器信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)調(diào)整質(zhì)量塊在葉片中的相對(duì)位置；所述的MEMS傳感器放置在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部，連接到控制器，測(cè)量風(fēng)機(jī)葉片的加速度及振動(dòng)頻率，實(shí)時(shí)將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送到控制器；所述的步進(jìn)電機(jī)放置在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)腔，與絲杠連接，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，改變質(zhì)量塊在葉片上的位置；所述的滑道固定在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)，使得質(zhì)量塊在其內(nèi)部滑動(dòng)；所述的絲杠放置在滑道內(nèi)部，一端與滑道的頂端相連，另一端連接到步進(jìn)電機(jī)上，絲杠穿過(guò)質(zhì)量塊中心，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的角度控制絲杠的旋轉(zhuǎn)，從而使質(zhì)量塊在滑道內(nèi)上下平行移動(dòng)，改變質(zhì)量塊在葉片中的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置，其特征在于:所述的質(zhì)量塊可以是任意金屬或非金屬。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置，其特征在于:所述的裝置是控制器接收MEMS傳感器的加速度和振動(dòng)幅度信號(hào)，當(dāng)振動(dòng)幅度信號(hào)接近風(fēng)機(jī)固有頻率時(shí)，通過(guò)PID算法控制步進(jìn)電機(jī)，改變質(zhì)量塊在風(fēng)機(jī)葉片的位置，即改變了風(fēng)機(jī)葉片的質(zhì)量分布，從而可以改變風(fēng)機(jī)葉片的振動(dòng)頻率。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于MEMS傳感器的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)檢測(cè)與控制裝置，由MEMS傳感器（1）、控制器（2）、步進(jìn)電機(jī)（3）、質(zhì)量塊（4）、滑道（5）、絲杠（6）組成。本實(shí)用新型是通過(guò)控制質(zhì)量塊在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)的質(zhì)量分布，從而改變風(fēng)機(jī)葉片的頻率，使風(fēng)機(jī)葉片平衡，達(dá)到減輕振動(dòng)的效果。采用本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)，有效避免葉片顫振，避免引起風(fēng)機(jī)失效。
【IPC分類(lèi)】G05D19/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204719556
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520427979
【發(fā)明人】劉姝, 蔣洪亮, 王存旭, 趙琰, 曹福毅, 王寶石, 王曉文, 陳琳
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月21日