[發(fā)明專利]鋼絲皮帶張力自動監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測方法及風(fēng)電機(jī)變槳系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410307693.9
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104075837A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧富斌;武飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天源科創(chuàng)風(fēng)電技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01L5/10
• 分類號: G01L5/10;F03D7/00
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 馬麗蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及皮帶張力監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及鋼絲皮帶張力自動監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測方法及風(fēng)電機(jī)變槳系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的日益成熟，各種成熟技術(shù)和新技術(shù)也不斷應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)上。比如風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪部分，傳統(tǒng)的控制葉片變槳角度的動力系統(tǒng)是液壓傳動，隨著同步帶技術(shù)的發(fā)展，其也應(yīng)用到風(fēng)機(jī)的變槳驅(qū)動系統(tǒng)中。同步帶傳動兼有齒輪(同步帶輪)傳動，鏈傳動和帶傳動的各自優(yōu)點，不需要潤滑，滑差小，無污染，噪音小，結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的特點。

但同步帶傳動也存在很多缺陷，如果調(diào)整不當(dāng)，容易出現(xiàn)斷齒、跳齒現(xiàn)象，甚至發(fā)生斷裂現(xiàn)象。由于風(fēng)載荷不穩(wěn)定，且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容易發(fā)生振動，如果同步帶安裝使用不當(dāng)，很容易發(fā)生斷裂、跑偏和爬齒現(xiàn)象。并且，隨著機(jī)組的運行，由于同步帶變形及機(jī)組振動等原因引起的同步帶張力改變，都會造成嚴(yán)重后果。在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組上，目前尚沒有針對同步帶驅(qū)動的變槳系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。對于直驅(qū)機(jī)組來說，葉片氣動剎車是關(guān)鍵的控制系統(tǒng)，如果三支葉片的變槳驅(qū)動都失效的話，將帶來災(zāi)難性后果。即使一只葉片的同步帶損壞從而導(dǎo)致變槳驅(qū)動失效，也將給機(jī)組設(shè)備帶來嚴(yán)重?fù)p壞，造成較大經(jīng)濟(jì)損失。

目前同步帶張緊力的測試都是使用便攜式皮帶張力儀(Tension?Meter)獲得,如附圖1可見，通過敲擊張緊的同步帶1以便使它以固有頻率震蕩，該靜態(tài)的固有頻率在脈沖光波的輔助下被傳感器10測量出來。同步帶的張緊力通過下面公式計算得到：T＝4×m×L²×f²

T＝皮帶張力，單位：N

m＝皮帶線重量，單位：kg/m

L＝未固定段的皮帶長度，單位：m

f＝未固定段的皮帶固有頻率，單位：Hz

現(xiàn)階段應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的同步帶張力測試是工程師抵達(dá)風(fēng)機(jī)內(nèi)手工直接測試，此方法首先需要將風(fēng)機(jī)停止運行，并鎖定葉輪，測試人員進(jìn)入葉輪內(nèi)部才可以進(jìn)行操作。另外，此方法不能做到長期實時測量，而且受到測試條件的影響，例如在惡劣天氣下有可能無法抵達(dá)風(fēng)機(jī)，尤其是海上風(fēng)電場，抵達(dá)風(fēng)機(jī)的時間窗口更是受到限制，不能按計劃完成測試。

由此可見，上述現(xiàn)有的皮帶張力儀在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何創(chuàng)設(shè)一種能實現(xiàn)在線監(jiān)測且方便可行的一種鋼絲皮帶張力自動監(jiān)測系統(tǒng)，成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能實現(xiàn)在線監(jiān)測且方便可行的鋼絲皮帶張力自動監(jiān)測系統(tǒng)，使其可實時監(jiān)測含鋼絲皮帶的運行狀態(tài)，從而克服現(xiàn)有的皮帶張力儀的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋼絲皮帶張力自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于檢測皮帶中鋼絲電阻值的鋼絲電阻檢測器、控制所述鋼絲電阻檢測器啟停的控制器、對所述鋼絲電阻檢測器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理器以及與數(shù)據(jù)處理器連接的狀態(tài)報警器。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述皮帶中的鋼絲以分組串聯(lián)的方式接入所述鋼絲電阻檢測器。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)處理器還直接與所述控制器連接。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述鋼絲皮帶為含鋼絲的同步帶。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供一種能在線監(jiān)測的皮帶張力自動監(jiān)測方法，使其對皮帶的運行狀態(tài)實時監(jiān)測，從而克服現(xiàn)有的皮帶張力儀的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了鋼絲皮帶張力自動監(jiān)測系統(tǒng)的自動監(jiān)測方法，其監(jiān)測步驟為：

(1)所述控制器控制所述鋼絲電阻檢測器開啟；

(2)所述鋼絲電阻檢測器自動檢測皮帶中鋼絲的電阻值，并將得到的鋼絲電阻值輸出給所述數(shù)據(jù)處理器后，所述控制器控制所述鋼絲電阻檢測器停止工作；

(3)所述數(shù)據(jù)處理器對所述電阻值數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，對正常范圍的數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計；對異常數(shù)據(jù)通過所述狀態(tài)報警器報警。

進(jìn)一步改進(jìn)，上述步驟(3)中對異常數(shù)據(jù)分一級立即更換信號、二級準(zhǔn)備備件信號、三級持續(xù)觀察信號處理，對所述一級立即更換信號通過所述狀態(tài)報警器的報警器報警，對二級準(zhǔn)備備件信號、三級持續(xù)觀察信號通過所述狀態(tài)報警器的指示燈指示。

還提供一種進(jìn)一步改進(jìn)的鋼絲皮帶張力自動監(jiān)測方法，其監(jiān)測步驟為：

(1)所述控制器控制所述鋼絲電阻檢測器開啟；

(2)所述鋼絲電阻檢測器自動檢測皮帶中鋼絲的電阻值，并將得到的鋼絲電阻值輸出給所述數(shù)據(jù)處理器后，所述控制器控制所述鋼絲電阻檢測器停止工作；