[發明專利]風力發電機葉片邊緣破損監測裝置

無效

• 申請號: 200810057405.3
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101498673A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 賈利民;雷濤;劉遠遠;劉展;王子洋;秦勇
• 申請（專利權）人: 北京能高自動化技術有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N27/20;F03D11/00
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉伍堂

技術領域

本發明涉及風電機葉片邊緣破損情況的監測裝置，特別涉及一種大型風力發電機葉片邊緣破損的監測裝置。

背景技術

風力發電機組的通常工作于惡劣的環境中，比如高低溫、臺風、雷擊、風沙和各種腐蝕等的影響。目前，大多數大型風電機組的工作年限一般為20年左右，受惡劣的自然氣候以及常年的自然損耗影響葉片邊緣逐漸破損在所難免。當風力發電機的葉片邊緣逐漸發生破損后，會對葉片的整體載荷分布帶來影響，當邊緣破損比較嚴重后，不僅在一定程度上影響發電量，甚至還會導致安全隱患，所以就需要工作人員及時掌握相關的情況。目前，大多數風電場都是依靠人工檢查的方法定期監測破損情況，但是隨著風力發電機功率的不斷增長葉片的長度也在不斷增加，主流的兆瓦級的風電機組葉片長度早已超過20米，同時電場規模也進一步擴大，對風電場內所有風電機組葉片進行可靠及時地監控依靠傳統的人工檢查不僅費時費力操作上比較困難，而且效率低下，可靠性也不能保障，亟需一種智能化的在線監測系統實時可靠精確的監測葉片邊緣破損情況。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種新型智能化的風力發電機葉片邊緣破損監測裝置。

本發明所述的風力發電機葉片邊緣破損監測裝置，沿葉片邊緣的不同損耗等級的間隔，在葉片內部植入或表面粘粘導通介質，所述導通介質從入口端到出口端形成導通回路，所述導通介質連接通斷檢測器。所述的導通介質選自光纖、電纜等。

所述導通介質通斷檢測器包括脈沖信號發生器和脈沖信號接收器。入口端的導通介質連接脈沖信號發生器，出口端的導通介質連接脈沖信號接收器，脈沖信號接收器連接單片機芯片，單片機芯片連接液晶顯示屏，

所述單片機芯片中存儲慣于各條邊緣損耗線說明及隱患處理意見。

設置控制按鈕，連接單片機芯片?？刂瓢粹o控制電源開關、各條導通回路通斷檢測信號觸發和液晶字幕顯示調整等。

葉片邊緣不同損耗等級間隔的確定，根據風速、故障隱患危險程度等確定，每一間隔分別設置不同的報警級別，及隱患說明。

對葉片邊緣損耗監測精度要求不高的情況，葉片邊緣的不同損耗等級的間隔為葉片邊緣平行設計的相等間距的間隔。

對葉片邊緣損耗監測精度要求比較高的情況，葉片邊緣的不同損耗等級的間隔為葉片破損等高線，即通過應力分析和載荷計算確定故障隱患等級后，對同一故障隱患等級所對應的葉片邊緣損耗凹陷的頂點。

對于風電場而言，場內各臺風力發電機組的葉片的導通介質，導出后連接到同一臺脈沖信號接收器進行定期葉片邊緣損耗檢測。

本發明所述的風力發電機葉片邊緣破損監測裝置，通過在葉片邊緣不同損耗等級間隔設置導通介質，依據葉片邊緣不同損耗等級線的導通介質通斷與否，實現故障隱患程度分級報警。通過測量植入葉片內部導通介質通道導通情況監測葉片邊緣破損情況，這種方法相對于傳統人工監測方法不僅具有實時性好，可靠性高，而且簡單實用，監控成本相對較低，通過安裝葉片監控系統可以確保風電場業主及時準確的了解各機組葉片邊緣破損情況，為設計符合實際情況的抗強風及臺風方案提供可靠的依據，減小因葉片損耗帶來的發電量損失。

附圖說明

圖1中是葉片和其中的光纖布局整體示意圖；

圖2是葉片邊緣的局部示意圖，表示了光纖的具體位置布置方法，葉片邊緣損耗等高線設計方法、層次；

圖3是本發明風力發電機葉片邊緣破損監測裝置的系統原理圖。

A-不同損耗等級導通介質入口端，B-不同損耗等級導通介質出口端。

具體實施方式

如圖1和圖2所示在風機葉片的內部按照事先計算設計好的葉片邊緣損耗等高線趨勢植入3條光纖，每級光纖從各自的入口端A進入，出口端B導出形成導通回路。

如圖2所示，葉片邊緣不同損耗等級間隔，為葉片破損等高線，即通過應力分析和載荷計算確定故障隱患等級后，對同一故障隱患等級所對應的葉片邊緣損耗凹陷的頂點。

其中等高線1是依據在葉片邊緣損耗時，損耗點①②③④通過應力分析計算在風度速80米/秒的情況下，葉片可能出現折斷隱患情況，將所有符合這種條件的損耗點平滑連接后繪制出的等高趨勢線，等高線2、等高線3分別是通過在70米/秒、60米/秒風速下可能導致葉片折斷的所有損耗點的平滑連接繪制而成。