一種風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，包括設(shè)置在風(fēng)電機組內(nèi)的傳感器系模塊和數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊，以及設(shè)置在塔架底部的控制箱，以及固定在塔架底部的塔架監(jiān)測終端。本實用新型能夠通過設(shè)置在風(fēng)電機組主軸上的盤狀凸起上的位置傳感器和加速度傳感器監(jiān)測主軸是否相對于主軸外殼產(chǎn)生了振動，以及主軸外殼是否相對于整個風(fēng)電機組發(fā)生了振動。這樣相比較現(xiàn)有技術(shù)中只是監(jiān)測主軸外殼的監(jiān)測系統(tǒng)，可以降低誤報率，提高監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。同時還可以監(jiān)測塔架底部的環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送到設(shè)置于塔架底部的控制箱。
【專利說明】一種風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)前社會對能源的消耗，導(dǎo)致不可再生能源日益枯竭，因此可再生能源的利用一直是當(dāng)前人類社會技術(shù)發(fā)展的重點。在清潔能源中，尤其以風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電最為收到關(guān)注。據(jù)估計，地球上可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍；而目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量只有風(fēng)力所能夠提供能量的三分之一。尤其在我國西部的一些地廣人稀、風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，非常適合進行風(fēng)力發(fā)電。
[0003]現(xiàn)有的風(fēng)電機組是通過安裝在塔架頂部的風(fēng)輪、主軸、齒輪箱、發(fā)電機完成了風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化。風(fēng)電機組產(chǎn)生的載荷由輪轂、主軸、主軸軸承座、底架到塔架實現(xiàn)傳遞。當(dāng)非穩(wěn)態(tài)風(fēng)作用于風(fēng)電機組時，將會在機組上產(chǎn)生不同的載荷作用。風(fēng)輪葉片在風(fēng)的作用下產(chǎn)生軸向推力和周向剪力，隨著風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的增加將產(chǎn)生扭矩和離心力；同時伴隨葉片重力的交變作用，使得整個風(fēng)輪形成了扭轉(zhuǎn)、傾覆和偏轉(zhuǎn)運動。扭轉(zhuǎn)的主軸(低速軸)將會傳遞風(fēng)輪扭矩到齒輪箱的一級行星齒輪上，而一級行星齒輪將通過二級平行軸齒輪傳遞扭轉(zhuǎn)，使得低轉(zhuǎn)速大扭矩的載荷轉(zhuǎn)化為高轉(zhuǎn)速低扭矩的載荷，便于發(fā)電機的吸收。最后電機軸(高速軸)上的扭矩將通過切割電磁形成電能，完成了風(fēng)能一機械能一電能的轉(zhuǎn)化。風(fēng)輪在主軸上作用的推力、傾覆力矩和偏轉(zhuǎn)力矩將由主軸軸承座傳遞載荷到主機架一塔架一基礎(chǔ)上，完成整個載荷的傳遞。當(dāng)機組迎風(fēng)方向與來流風(fēng)向不一致時，需要通過偏航系統(tǒng)進行對風(fēng)操作，增大迎風(fēng)面積，提高機組利用率。
[0004]由于風(fēng)電機組且大多處于偏遠地區(qū)，且設(shè)備都裝配在塔架頂端，因此定期巡視維護非常困難，導(dǎo)致風(fēng)電機組設(shè)備的故障率很高。因此如何進行遠程設(shè)備監(jiān)控也成為了風(fēng)電機組監(jiān)控領(lǐng)域非常重要的技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)中都是在塔架底部設(shè)有一個控制箱，由控制箱接收風(fēng)電機組上的傳感器發(fā)送來的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將這些監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到遠端的中央控制端，以實現(xiàn)遠程監(jiān)測。但是現(xiàn)有的風(fēng)電機組的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域都存在很多技術(shù)障礙，導(dǎo)致很難通過遠程監(jiān)控風(fēng)電機組的工作狀態(tài)。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)︼L(fēng)電機組的工作參數(shù)進行監(jiān)測的風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型實施例提出了一種風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，包括設(shè)置在風(fēng)電機組內(nèi)的傳感器模塊和數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊，以及設(shè)置在塔架底部的控制箱，以及固定在塔架底部的塔架監(jiān)測終端；
[0007]其中所述風(fēng)電機組包括主軸和套接在所述主軸外的主軸外殼；其中所述主軸上設(shè)有沿徑向延伸的盤狀凸起，所述主軸外殼上設(shè)有與所述盤狀凸起相適配的橫截面為倒U字形的外凸殼體；
[0008]其中所述傳感器模塊包括第一位置傳感器、第二位置傳感器、第一加速度傳感器、第二加速度傳感器、外位置傳感器和外加速度傳感器；其中所述外凸殼體的至少一個內(nèi)側(cè)壁上布設(shè)有用于監(jiān)測所述主軸的盤狀凸起的軸向振動的第一位置傳感器，且所述外凸殼體的內(nèi)頂壁上設(shè)有用于監(jiān)測所述主軸的盤狀凸起的徑向振動的第二位置傳感器；其中所述盤狀凸起的至少一個側(cè)表面上布設(shè)有用于監(jiān)測軸向振動的第一加速度傳感器，且在所述盤狀凸起的外周邊沿的頂表面上布設(shè)有用于監(jiān)測徑向振動的第二加速度傳感器；其中所述主軸外殼的外表面上設(shè)有外位置傳感器和外加速度傳感器；
[0009]所述數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊設(shè)置于所述風(fēng)電機組的殼體內(nèi)以將所述第一位置傳感器、第二位置傳感器、第一加速度傳感器、第二加速度傳感器、外位置傳感器和外加速度傳感器的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到設(shè)置于塔架底部的控制箱；
[0010]其中塔架監(jiān)測終端包括用于測量環(huán)境溫度的塔底溫度傳感器、用于測量環(huán)境濕度的塔底濕度傳感器；所述塔底溫度傳感器和塔底濕度傳感器都連接設(shè)置于所述塔架監(jiān)測終端內(nèi)的無線數(shù)據(jù)傳輸芯片，所述無線數(shù)據(jù)傳輸芯片通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述控制箱；
[0011]其中所述控制箱包括主板，主板上設(shè)有數(shù)據(jù)存儲芯片、數(shù)據(jù)接收芯片；其中所述數(shù)據(jù)接收芯片通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊和所述塔架監(jiān)測終端的無線數(shù)據(jù)傳輸芯片；所述數(shù)據(jù)存儲芯片連接所述數(shù)據(jù)接收芯片。
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述控制箱還包括光收發(fā)芯片，所述光收發(fā)芯片連接所述數(shù)據(jù)存儲芯片，并通過光纖連接遠端的中央控制端。
[0013]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括供電模塊，所述供電模塊包括有線供電單元和無線供電單元，所述有線供電單元連接所述外位置傳感器和外加速度傳感器，所述無線供電單元連接所述第一位置傳感器、第二位置傳感器、第一加速度傳感器、第二加速度傳感器。
[0014]本實用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0015]本實用新型實施例提供了一種風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，能夠通過設(shè)置在風(fēng)電機組主軸上的盤狀凸起上的位置傳感器和加速度傳感器監(jiān)測主軸是否相對于主軸外殼產(chǎn)生了振動，以及主軸外殼是否相對于整個風(fēng)電機組發(fā)生了振動。這樣相比較現(xiàn)有技術(shù)中只是監(jiān)測主軸外殼的監(jiān)測系統(tǒng)，可以降低誤報率，提高監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。同時還可以監(jiān)測塔架底部的環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送到設(shè)置于塔架底部的控制箱。這樣控制箱可以同時接收到風(fēng)電機組內(nèi)的振動數(shù)據(jù)和塔架的環(huán)境數(shù)據(jù)，以使遠端的中央控制器可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)實時獲知塔架和風(fēng)電機組的狀態(tài)參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為風(fēng)電機組的主軸的縱向剖視結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0018]附圖標記說明如下:
[0019]1、主軸；
[0020]2、主軸外殼；
[0021]3、外位置傳感器；
[0022]4、外加速度傳感器；
[0023]11、盤狀凸起；
[0024]12、第一加速度傳感器；
[0025]13、第二加速度傳感器；
[0026]21、外凸殼體；
[0027]22、第一位置傳感器；
[0028]23、第二位置傳感器。

【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0030]現(xiàn)有的風(fēng)電機組都是在主軸、變速機、發(fā)電機的外殼外表面設(shè)置傳感器，以對主軸、變速機、發(fā)電機進行振動監(jiān)測。其中，所使用的傳感器可以包括位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器。但是在實際使用中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的監(jiān)測系統(tǒng)的檢測效果非常不理想。具體來說，在主軸、變速器、發(fā)電機的外殼上的監(jiān)測數(shù)據(jù)并不能很好的反應(yīng)主軸、變速器、發(fā)電機內(nèi)設(shè)備的振動，導(dǎo)致誤報、誤報現(xiàn)象嚴重。
[0031]針對現(xiàn)有的風(fēng)電機組數(shù)據(jù)采集難的問題，本實用新型提出了一種能夠提高風(fēng)電機組設(shè)備的振動參數(shù)精確性的風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示的，包括設(shè)置在風(fēng)電機組內(nèi)的傳感器模塊和數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊，以及設(shè)置在塔架底部的控制箱，以及固定在塔架底部的塔架監(jiān)測終端。
[0032]具體的，如圖2所示的，所述風(fēng)電機組包括主軸I和套接在所述主軸I外的主軸外殼2;其中所述主軸I上設(shè)有沿徑向延伸的盤狀凸起11，所述主軸外殼2上設(shè)有與所述盤狀凸起11相適配的橫截面為倒U字形的外凸殼體21 ；其中所述外凸殼體21的至少一個內(nèi)側(cè)壁上布設(shè)有用于監(jiān)測所述主軸I的盤狀凸起11的軸向振動的第一位置傳感器22，且所述外凸殼體21的內(nèi)頂壁上設(shè)有用于監(jiān)測所述主軸的盤狀凸起的徑向振動的第二位置傳感器23 ;其中所述盤狀凸起11的至少一個側(cè)表面上布設(shè)有用于監(jiān)測軸向振動的第一加速度傳感器12，且在所述盤狀凸起11的外周邊沿的頂表面上布設(shè)有用于監(jiān)測徑向振動的第二加速度傳感器13 ;其中所述主軸外殼2的外表面上設(shè)有外位置傳感器3和外加速度傳感器4。
[0033]同時，本實用新型實施例的風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，還包括設(shè)置在風(fēng)電機組內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊、設(shè)置在塔架底部的控制箱、固定在塔架底部的塔架監(jiān)測終端。
[0034]其中所述數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊設(shè)置于所述風(fēng)電機組的殼體內(nèi)以將所述第一位置傳感器22、第二位置傳感器23、第一加速度傳感器12、第二加速度傳感器13、外位置傳感器3、外加速度傳感器4的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到設(shè)置于塔架底部的控制箱。所述數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊設(shè)置于所述風(fēng)電機組的殼體內(nèi)以將所述第一位置傳感器22、第二位置傳感器23、第一加速度傳感器12、第二加速度傳感器13、外位置傳感器3和外加速度傳感器4的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到設(shè)置于塔架底部的控制箱。
[0035]其中塔架監(jiān)測終端包括用于測量環(huán)境溫度的塔底溫度傳感器、用于測量環(huán)境濕度的塔底濕度傳感器；所述塔底溫度傳感器和塔底濕度傳感器都連接設(shè)置于所述塔架監(jiān)測終端內(nèi)的無線數(shù)據(jù)傳輸芯片，所述無線數(shù)據(jù)傳輸芯片通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述控制箱。
[0036]其中所述控制箱包括主板，主板上設(shè)有數(shù)據(jù)存儲芯片、數(shù)據(jù)接收芯片；其中所述數(shù)據(jù)接收芯片通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊和所述塔架監(jiān)測終端的無線數(shù)據(jù)傳輸芯片；所述數(shù)據(jù)存儲芯片連接所述數(shù)據(jù)接收芯片。
[0037]進一步的，所述控制箱還包括光收發(fā)芯片，所述光收發(fā)芯片連接所述數(shù)據(jù)存儲芯片，并通過光纖連接遠端的中央控制端。
[0038]其中，該系統(tǒng)還包括供電模塊，所述供電模塊包括有線供電單元和無線供電單元，所述有線供電單元連接所述外位置傳感器3和外加速度傳感器4，所述無線供電單元連接所述第一位置傳感器22、第二位置傳感器23、第一加速度傳感器12、第二加速度傳感器13。由于第一位置傳感器22、第二位置傳感器23、第一加速度傳感器12、第二加速度傳感器13是設(shè)置在盤狀凸起11上，而該盤狀凸11起是隨著主軸轉(zhuǎn)動的，因此需要進行無線供電。對傳感器的無線供電技術(shù)已經(jīng)是成熟的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0039]本實用新型實施例提供了一種風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，能夠通過設(shè)置在風(fēng)電機組主軸上的盤狀凸起上的位置傳感器和加速度傳感器監(jiān)測主軸是否相對于主軸外殼產(chǎn)生了振動，以及主軸外殼是否相對于整個風(fēng)電機組發(fā)生了振動。這樣相比較現(xiàn)有技術(shù)中只是監(jiān)測主軸外殼的監(jiān)測系統(tǒng)，可以降低誤報率，提高監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。同時還可以監(jiān)測塔架底部的環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送到設(shè)置于塔架底部的控制箱。這樣控制箱可以同時接收到風(fēng)電機組內(nèi)的振動數(shù)據(jù)和塔架的環(huán)境數(shù)據(jù)，以使遠端的中央控制器可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)實時獲知塔架和風(fēng)電機組的狀態(tài)參數(shù)。
[0040]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在風(fēng)電機組內(nèi)的傳感器模塊和數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊，設(shè)置在塔架底部的控制箱，固定在塔架底部的塔架監(jiān)測終端； 其中所述風(fēng)電機組包括主軸和套接在所述主軸外的主軸外殼；其中所述主軸上設(shè)有沿徑向延伸的盤狀凸起，所述主軸外殼上設(shè)有與所述盤狀凸起相適配的橫截面為倒U字形的外凸殼體； 其中所述傳感器模塊包括第一位置傳感器、第二位置傳感器、第一加速度傳感器、第二加速度傳感器、外位置傳感器和外加速度傳感器；其中所述外凸殼體的至少一個內(nèi)側(cè)壁上布設(shè)有用于監(jiān)測所述主軸的盤狀凸起的軸向振動的第一位置傳感器，且所述外凸殼體的內(nèi)頂壁上設(shè)有用于監(jiān)測所述主軸的盤狀凸起的徑向振動的第二位置傳感器；其中所述盤狀凸起的至少一個側(cè)表面上布設(shè)有用于監(jiān)測軸向振動的第一加速度傳感器，且在所述盤狀凸起的外周邊沿的頂表面上布設(shè)有用于監(jiān)測徑向振動的第二加速度傳感器；其中所述主軸外殼的外表面上設(shè)有外位置傳感器和外加速度傳感器； 所述數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊設(shè)置于所述風(fēng)電機組的殼體內(nèi)以將所述第一位置傳感器、第二位置傳感器、第一加速度傳感器、第二加速度傳感器、外位置傳感器和外加速度傳感器的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到設(shè)置于塔架底部的控制箱； 其中塔架監(jiān)測終端包括用于測量環(huán)境溫度的塔底溫度傳感器、用于測量環(huán)境濕度的塔底濕度傳感器；所述塔底溫度傳感器和塔底濕度傳感器都連接設(shè)置于所述塔架監(jiān)測終端內(nèi)的無線數(shù)據(jù)傳輸芯片，所述無線數(shù)據(jù)傳輸芯片通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述控制箱； 其中所述控制箱包括主板，主板上設(shè)有數(shù)據(jù)存儲芯片、數(shù)據(jù)接收芯片；其中所述數(shù)據(jù)接收芯片通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述數(shù)據(jù)傳輸中繼模塊和所述塔架監(jiān)測終端的無線數(shù)據(jù)傳輸芯片；所述數(shù)據(jù)存儲芯片連接所述數(shù)據(jù)接收芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱還包括光收發(fā)芯片，所述光收發(fā)芯片連接所述數(shù)據(jù)存儲芯片，并通過光纖連接遠端的中央控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括供電模塊，所述供電模塊包括有線供電單元和無線供電單元，所述有線供電單元連接所述外位置傳感器和外加速度傳感器，所述無線供電單元連接所述第一位置傳感器、第二位置傳感器、第一加速度傳感器、第二加速度傳感器。
【文檔編號】F03D7/00GK203835626SQ201420242006
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】林子晗, 王燕 申請人:浙江中自慶安新能源技術(shù)有限公司