風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型所提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置，包括：前端數(shù)據(jù)采集器，與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的蓄電池柜連接，用于采集蓄電池柜的工作參數(shù)；前端數(shù)據(jù)處理器，與前端數(shù)據(jù)采集器連接，用于監(jiān)測(cè)所述工作參數(shù)；編碼器，與所述前端數(shù)據(jù)處理器連接，用于采集變槳電機(jī)的變槳角度；所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置于所述蓄電池柜內(nèi)部，通過(guò)導(dǎo)軌固定。由上，可監(jiān)測(cè)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力的運(yùn)行情況，避免事故的發(fā)生，并且在不打破現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力的運(yùn)行情況。
【專利說(shuō)明】風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電安全監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組電機(jī)變槳系統(tǒng)通過(guò)控制葉片槳距角，保證風(fēng)電機(jī)組安全的最大程度的利用風(fēng)能。當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)安全鏈故障或者電網(wǎng)異常時(shí)，變槳系統(tǒng)將由市電切換至后備蓄電池順槳，以制動(dòng)風(fēng)機(jī)，一旦后備蓄電池?zé)o法完成順槳，則極易導(dǎo)致超速飛車、甚至倒塔的重大事故。
[0003]目前風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)僅對(duì)后備蓄電的性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，忽略對(duì)負(fù)載阻力的監(jiān)測(cè)，即順槳傳動(dòng)系統(tǒng)的阻力監(jiān)測(cè)，而某些緊急順槳失敗正是由于變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力異常造成的。這種阻力異常在市電順槳時(shí)變現(xiàn)并不明顯，但在容量相對(duì)有限的蓄電池電源順槳時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)。
[0004]負(fù)載阻力的計(jì)算原理為:阻力矩Tn是衡量變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力情況的最直觀指標(biāo)，它反映出整個(gè)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)磨損、潤(rùn)滑等狀況。如圖1所示，緊急順槳時(shí)后備蓄電池驅(qū)動(dòng)變槳電機(jī)，電機(jī)經(jīng)過(guò)減速裝置帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，那么根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)定律有Tn = Te-Ja，式中Te為變槳電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，J為傳統(tǒng)系統(tǒng)和葉片機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，a為角加速度。角加速度a通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器可測(cè)，Tn, Te未知，這就需要用到電機(jī)模型。
[0005]電機(jī)模型代表電磁轉(zhuǎn)矩Te與蓄電池放電電流Ia的函數(shù)關(guān)系。為使葉片順槳快速啟動(dòng)，變槳電機(jī)通常為串勵(lì)直流電機(jī)。串勵(lì)電機(jī)模型可以由電機(jī)廠家提供，也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試建立。實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法如下，直流電機(jī)串勵(lì)運(yùn)行時(shí)其電磁轉(zhuǎn)矩為Te = 9.55Cec5Ia，式中Ce是與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，Φ為氣隙磁通量，Ia是電樞或勵(lì)磁電流(串勵(lì)時(shí)兩者相等)，這樣只需要求出不同勵(lì)磁電流下的(；Φ就可以獲得電磁轉(zhuǎn)矩。直流電機(jī)電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Ea = (；Φη。其中η為電機(jī)轉(zhuǎn)速。直流電機(jī)在保持勵(lì)磁電流不變前提下，電樞電流對(duì)Φ基本無(wú)影響，根據(jù)這一特點(diǎn)，可以將串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改成并勵(lì)式結(jié)構(gòu)，以便通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量不同勵(lì)磁電流If下的電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea和電機(jī)轉(zhuǎn)速η來(lái)計(jì)算常數(shù)(；Φ。這樣通過(guò)建立的(If，CeΦη)就可以計(jì)算串勵(lì)時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩I；。并勵(lì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需使用恒流源提供直流電機(jī)If，用另一電機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速η拖動(dòng)直流電機(jī)，測(cè)取直流電機(jī)電樞繞組的開路電壓Ea。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置，可監(jiān)測(cè)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力的運(yùn)行情況，避免事故的發(fā)生。
[0007]所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置包括:
[0008]前端數(shù)據(jù)采集器，與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的蓄電池柜連接，用于采集蓄電池柜的工作參數(shù)；
[0009]前端數(shù)據(jù)處理器，與前端數(shù)據(jù)采集器連接，用于監(jiān)測(cè)所述工作參數(shù)；
[0010]編碼器，與所述前端數(shù)據(jù)處理器連接，用于采集變槳電機(jī)的變槳角度；
[0011]所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置于所述蓄電池柜內(nèi)部，通過(guò)導(dǎo)軌固定。
[0012]由上，可監(jiān)測(cè)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力的運(yùn)行情況，避免事故的發(fā)生，并且在不打破現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力的運(yùn)行情況。
[0013]可選的，還包括分別與所述前端數(shù)據(jù)處理器連接的報(bào)警器和存儲(chǔ)器。
[0014]由上，通過(guò)報(bào)警器將分別設(shè)置于不同葉片，使維修人員明確是哪個(gè)葉片的電池柜出現(xiàn)問(wèn)題；存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，便于故障曲線分析。
[0015]可選的，所述前端數(shù)據(jù)采集器至少包括電流傳感器和電壓傳感器。
[0016]由上，可分別檢測(cè)蓄電池的不同工作狀態(tài)。
[0017]可選的，所述前端數(shù)據(jù)采集器的數(shù)量為三個(gè)，每一前端數(shù)據(jù)采集器分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一蓄電池柜連接。
[0018]可選的，所述編碼器為兩個(gè)，所述兩編碼器并行工作。
[0019]由上，可避免單一編碼器的檢測(cè)誤差，且可有效應(yīng)對(duì)單一編碼器出現(xiàn)故障。
[0020]可選的，所述兩編碼器之間通過(guò)一法蘭盤相互固定；
[0021]所述兩編碼器其中之一通過(guò)法蘭盤固定于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輪轂處。
[0022]可選的，所述蓄電池柜一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)線孔；
[0023]所述編碼器設(shè)置于所述蓄電池柜外部，由導(dǎo)線穿過(guò)所述導(dǎo)線孔連接編碼器與所述前端數(shù)據(jù)處理器。
[0024]可選的，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置與所述導(dǎo)軌的結(jié)合處設(shè)置有墊片。
[0025]由上，墊片起到防震作用，以保護(hù)本裝置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為變槳傳動(dòng)原理示意圖；
[0027]圖2為風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置原理示意圖；
[0028]圖3為本實(shí)施例蓄電池柜內(nèi)部的布局示意圖；
[0029]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中蓄電池柜內(nèi)部的布局示意圖；
[0030]圖5為兩編碼器的安裝示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面對(duì)本實(shí)用新型所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置，可監(jiān)測(cè)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力的運(yùn)行情況，避免事故的發(fā)生。
[0032]如圖2所示，每一葉片均包括有葉片變槳電機(jī)(第一、第二、第三葉片變槳電機(jī)(11、12、13))以及與每一葉片變槳電機(jī)對(duì)應(yīng)連接的第一、第二、第三蓄電池柜(21、22、23)。
[0033]風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置50包括與上述三個(gè)蓄電池柜對(duì)應(yīng)連接的第一、第二、第三前端數(shù)據(jù)采集器(31、32、33)。還包括分別與上述三個(gè)33前端數(shù)據(jù)采集器連接的前端數(shù)據(jù)處理器41。
[0034]所述第一、第二、第三前端數(shù)據(jù)采集器(31、32、33)中包括有電流傳感器和電壓傳感器(未圖示)，分別用于檢測(cè)第一、第二、第三蓄電池(21、22、23)的充電電流、放電電流和蓄電池電壓。
[0035]前端數(shù)據(jù)處理器41用于依據(jù)【背景技術(shù)】中所述的負(fù)載阻力的計(jì)算算法計(jì)算傳動(dòng)阻力，并進(jìn)行變槳電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程與變槳電機(jī)工作過(guò)程分析，以監(jiān)測(cè)蓄電池狀態(tài)。當(dāng)所分析得出的結(jié)果為阻力異常時(shí)，控制與其連接的報(bào)警器42進(jìn)行報(bào)警。由于上述算法已是現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)無(wú)意對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，前端數(shù)據(jù)處理器41采用任何可實(shí)現(xiàn)該功能的單片機(jī)均可。
[0036]所述報(bào)警器42采用LED燈條，包括三組，分別設(shè)置于不同葉片，通過(guò)閃爍使維修人員明確是哪個(gè)葉片的電池柜出現(xiàn)問(wèn)題。
[0037]另外，還包括存儲(chǔ)器43，與所述前端數(shù)據(jù)處理器41連接，用于存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。
[0038]圖3所示為本實(shí)施例蓄電池柜內(nèi)部的布局示意圖，本實(shí)施例中，蓄電池柜內(nèi)部并行設(shè)置四條哈芬導(dǎo)軌，第一、第二哈芬導(dǎo)軌(301)固定由本申請(qǐng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置50以及一蓄電池盒305，第三、第四哈芬導(dǎo)軌(302)固定兩蓄電池盒305。所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置50與第一、第二哈芬導(dǎo)軌(301)的連接處設(shè)置有墊片(未圖示)，以起到防震作用。區(qū)別與圖4中現(xiàn)有技術(shù)的蓄電池柜，本實(shí)施例中將風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置50設(shè)置于蓄電池柜內(nèi)部，在不打破現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)變槳傳動(dòng)系統(tǒng)阻力的運(yùn)行情況。
[0039]所述蓄電池柜的一端封閉，另一端為哈汀插頭插座304,以向變槳電機(jī)輸出所述三個(gè)蓄電池盒的動(dòng)力。進(jìn)一步的，在設(shè)置有哈汀插頭插座一端的側(cè)壁上，還設(shè)置有一出線孔303，通過(guò)導(dǎo)線連接前端數(shù)據(jù)處理器41和一組編碼器。
[0040]本實(shí)施例中，采用雙編碼器(401、403)架構(gòu)，所述兩編碼器(401、403)并行工作，用于測(cè)量變槳電機(jī)的變槳角度。其工作原理為，葉片軸承的內(nèi)齒圈和編碼器的測(cè)量小齒輪嚙合，所述測(cè)量小齒輪把葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的信息傳給編碼器，經(jīng)過(guò)編碼器的記數(shù)作用測(cè)量葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。由此可避免單一編碼器的檢測(cè)誤差，且可有效應(yīng)對(duì)單一編碼器出現(xiàn)故障。
[0041]圖5所示為兩編碼器的安裝示意圖，第一編碼器403 —端通過(guò)第一法蘭盤404固定于輪轂外側(cè)壁，第二編碼器401通過(guò)第二法蘭盤402固定于第一編碼器403的另一端。
[0042]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型?？傊?，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括: 前端數(shù)據(jù)采集器，與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的蓄電池柜連接，用于采集蓄電池柜的工作參數(shù)； 前端數(shù)據(jù)處理器，與前端數(shù)據(jù)采集器連接，用于監(jiān)測(cè)所述工作參數(shù)； 編碼器，與所述前端數(shù)據(jù)處理器連接，用于采集變槳電機(jī)的變槳角度； 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置于所述蓄電池柜內(nèi)部，通過(guò)導(dǎo)軌固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括分別與所述前端數(shù)據(jù)處理器連接的報(bào)警器和存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述前端數(shù)據(jù)采集器至少包括電流傳感器和電壓傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述前端數(shù)據(jù)采集器的數(shù)量為三個(gè)，每一前端數(shù)據(jù)采集器分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一蓄電池柜連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述編碼器為兩個(gè)，所述兩編碼器并行工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述兩編碼器之間通過(guò)一法蘭盤相互固定； 所述兩編碼器其中之一通過(guò)法蘭盤固定于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輪轂處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述蓄電池柜一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)線孔； 所述編碼器設(shè)置于所述蓄電池柜外部，由導(dǎo)線穿過(guò)所述導(dǎo)線孔連接編碼器與所述前端數(shù)據(jù)處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳蓄電池負(fù)載阻力監(jiān)測(cè)裝置與所述導(dǎo)軌的結(jié)合處設(shè)置有墊片。
【文檔編號(hào)】G01L1/00GK204027741SQ201420492748
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李闖 申請(qǐng)人:中能電力科技開發(fā)有限公司