[實用新型]風力發電機機艙的振動加速度測量器

有效

• 申請號: 200920126480.0
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN201387434Y
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 劉志祥;夏桂森;劉行中;劉小容;王科
• 申請（專利權）人: 重慶前衛儀表廠
• 主分類號: G01P15/08
• 分類號: G01P15/08
• 代理公司: 重慶志合專利事務所
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本實用新型涉及一種振動加速度測量裝置，特別涉及一種風力發電機機艙的振動加速度測量器。

背景技術

目前對風能的開發利用，已受到世界各國的高度重視。通常風力發電機組高達上百米，重達上百噸，甚至數百噸，由于風力發電機組在運行過程中因風輪的轉動以及風速變化的影響，不可避免會發生包含低頻的振動，振動的過程會對機組機械結構帶來影響，過大的振動會減少機組壽命，甚至直接造成機組坍塌的嚴重事故。因此對風力發電機組振動加速度的實時監測和控制變得及其重要，而振動加速度測量技術則是測量風機在轉動過程中的振動加速度變化，是風力發電機組控制系統非常重要的組成部分；然而風力發電機組振動加速度往往是風機左右方向(即機艙的X向)低頻振動和風機前后方向(即機艙的Y向)低頻振動同時存在，但是現有的風力發電機組還沒有檢測風機X、Y方向振動加速度的測量裝置，尤其是無法對X、Y方向低頻振動加速度進行測量，因此無法掌握風機因低頻振動形成的非正常運轉狀態并進行控制，導致風機在非正常運轉狀態下運行，縮短機組使用壽命。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種風力發電機機艙的振動加速度測量器，將該振動加速度測量模塊安裝在風力發電機塔筒頂部檢測機艙振動，通過用于檢測機艙兩個方向振動加速度的信號采集電路和將采集的兩個方向振動加速度信號分別處理輸出的信號處理電路，檢測風機X、Y方向振動加速度，并為風機控制系統提供兩個方向的振動加速度信號，能夠有效控制風力發電機正常運轉。

本實用新型的目的是這樣實現的：包括用于檢測機艙兩個方向振動加速度的信號采集電路和將采集的兩個方向振動加速度信號分別處理輸出的信號處理電路，所述信號采集電路具有輸出兩個方向振動加速度信號的輸出端，所述信號處理電路包括分別處理X、Y兩個方向的振動加速度信號的兩個濾波/放大單元，所述信號采集電路的輸出兩個方向振動加速度信號的輸出端分別連接兩個濾波/放大單元，信號采集電路的電壓輸入端用于連接電源，兩個濾波/放大單元的輸出端用于電連接風機控制系統。

所述信號采集電路由加速度芯片及電阻、電容、二極管構成，所述加速度芯片的電壓輸入端接正電源電壓，和電壓輸入端經電容接地，加速度芯片的一振動加速度信號輸出端接處理X方向的振動加速度信號濾波、放大單元，另一振動加速度信號輸出端接處理Y方向的振動加速度信號濾波、放大單元，加速度芯片的控制端通過并接的電阻、二極管接地，加速度芯片的接地端接地。

所述信號處理電路的分別處理X、Y兩個方向的振動加速度信號的兩個濾波/放大單元結構相同，一個濾波/放大單元包括含有集成運算放大器的一級放大、含有集成運算放大器的二級放大和含有集成運算放大器的三級放大，一級放大的集成運算放大器的同相輸入端連接信號采集電路的輸出一個方向振動加速度信號的輸出端，和經一電容接地，集成運算放大器的反相輸入端和輸出端并聯；二級放大的集成運算放大器的同相輸入端接地，二級放大的集成運算放大器的反相輸入端經一電阻接一級放大的集成運算放大器的輸出端，反相輸入端和輸出端之間串聯一濾波電路；三級放大的集成運算放大器的同相輸入端接地，三級放大的集成運算放大器的反相輸入端經一電阻接二級放大的集成運算放大器的輸出端，反相輸入端和輸出端之間串聯一濾波電路，輸出端經一電阻接風機控制系統，電阻經二極管接地；信號處理電路還包括一個參考電壓放大級，該參考電壓放大級的集成運算放大器的反相輸入端經一電阻接參考電壓，反相輸入端和輸出端之間串聯一電阻，輸出端與二級、三級放大的集成運算放大器的反相輸入端之間分別連接電阻，集成運算放大器的同相輸入端接地。

由于采用了上述方案，將本振動加速度測量器安裝在風力發電機塔筒頂部檢測機艙振動，通過用于檢測機艙兩個方向振動加速度的信號采集電路，對風力發電機組的風機左右方向低頻振動和風機前后方向低頻振動進行持續的可靠測量，并在振幅超限時提供可靠保護。通過將采集的兩個方向振動加速度信號分別處理輸出的信號處理電路，利用雙通道分別進行濾波、放大處理，然后分別向風機控制系統輸出電信號，為風機控制系統提供兩個方向振動加速度信號，使風機控制系統能夠對振動加速度信號識別處理后發出相應的控制信號，控制風力發電機正常運轉。由于信號處理電路采用分別處理X、Y兩個方向的振動加速度信號的兩個濾波/放大單元，使兩個方向的振動加速度信號能夠得到分別處理，可避免兩個方向的振動加速度信號的交叉干擾，為風機控制系統提供清晰、精確的低頻振動加速度信號，提高風機控制系統對振動加速度信號識別。