[實用新型]風(fēng)力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420126282.5
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN204099123U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳麗娟;王致杰;蘇新霞;朱慶華;裴澤陽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電機學(xué)院
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;曾人泉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機葉片狀態(tài)檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種針對風(fēng)力發(fā)電機葉片振動進行測量及保護的裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)能是一種可再生能源，風(fēng)力發(fā)電對環(huán)境污染小、自動化程度高、易于實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可滿足人口稀少、電網(wǎng)不易到達(dá)地區(qū)的用電，因此，風(fēng)力發(fā)電具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益。

葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件，葉片在旋轉(zhuǎn)過程中受力的改變，以及風(fēng)力狀況的不穩(wěn)定，這些都會引起風(fēng)力發(fā)電機的振動。另外，由于葉片長度的增加以及新型復(fù)合材料的使用而使葉片變得更加柔性，從而使得對其振動特性的監(jiān)測變得更加重要。風(fēng)力發(fā)電機葉片的劇烈振動會導(dǎo)致葉片上裂紋的產(chǎn)生，如果沒有有效地控制振動，有可能造成整個葉片的斷裂失效，從而造成巨大的經(jīng)濟損失。

因此，需要對風(fēng)力發(fā)電機葉片的振動進行監(jiān)測以及有效控制，以實現(xiàn)風(fēng)電技術(shù)進一步的發(fā)展。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種風(fēng)力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置，采用低功耗的振動采集、無線傳輸模式，對葉片振動狀態(tài)進行測量進而保護葉片。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種風(fēng)力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置，包括信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、葉片保護模塊、無線傳輸模塊以及監(jiān)控終端；所述信號采集模塊安裝在風(fēng)力發(fā)電機葉片上，用于采集葉片的振動信號；所述數(shù)據(jù)處理模塊包括A/D轉(zhuǎn)換器以及信息處理器；所述A/D轉(zhuǎn)換器與所述信號采集模塊連接，用于將所述振動信號經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入所述信息處理器；所述信息處理器與葉片保護模塊相連，用于將所述數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的振動邊界信號進行比較，當(dāng)判定數(shù)字信號大于預(yù)設(shè)的振動邊界信號時，發(fā)出控制信號啟動葉片保護模塊；所述葉片保護模塊被啟動后發(fā)出報警信號，并使風(fēng)力發(fā)電機停止工作；所述無線傳輸模塊分別與信息處理器以及監(jiān)控終端相連，用于將所述信息處理器獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控終端；所述監(jiān)控終端用于接收并顯示所述無線傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

進一步，所述信號采集模塊采用振動傳感器，每一葉片上沿葉片長度方向依次間隔設(shè)置有多個振動傳感器，用于采集葉片的振動信號。

所述信息處理器進一步用于將每個葉片上所有振動傳感器測量值對應(yīng)的數(shù)字信號進行加權(quán)平均，并將加權(quán)結(jié)果與預(yù)設(shè)的振動邊界信號進行比較。

進一步，所述無線傳輸模塊通過Wi-Fi傳輸數(shù)據(jù)。

本實用新型風(fēng)力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置的積極效果是：通過對葉片振動狀態(tài)進行測量及處理，當(dāng)葉片振動超過設(shè)定值時，報警并停機，減少風(fēng)機的運行故障率，同時提高風(fēng)機的質(zhì)量，提高風(fēng)機標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化水平，保證風(fēng)力發(fā)電機組運行的安全性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本實用新型風(fēng)力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置的架構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型振動傳感器安裝示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型風(fēng)力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置作詳細(xì)說明。

參見附圖1，本實用新型風(fēng)力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置包括信號采集模塊12、數(shù)據(jù)處理模塊14、葉片保護模塊16、無線傳輸模塊18以及監(jiān)控終端19。

所述信號采集模塊12安裝在風(fēng)力發(fā)電機的葉片上，用于采集葉片的振動信號。優(yōu)選的，所述信號采集模塊12采用振動傳感器121，每一葉片上沿葉片長度方向依次間隔設(shè)置有多個振動傳感器121，用于采集葉片的振動信號。參見圖2，振動傳感器安裝示意圖；在葉片10的葉尖、葉中和葉根三個部位各安裝一個振動傳感器來采集葉片的振動信息，振動傳感器能夠靈活地與無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點配接，更好的檢測葉片10的振動狀態(tài)。

所述數(shù)據(jù)處理模塊14包括A/D轉(zhuǎn)換器141以及信息處理器142。

所述A/D轉(zhuǎn)換器141與所述信號采集模塊12無線連接，用于將所述振動信號經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入所述信息處理器142。

所述信息處理器142與所述A/D轉(zhuǎn)換器141以及葉片保護模塊16相連，用于將所述數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的振動邊界信號進行比較，當(dāng)判定數(shù)字信號大于預(yù)設(shè)的振動邊界信號時，發(fā)出控制信號啟動葉片保護模塊16。當(dāng)所述信號采集模塊12包括多個振動傳感器時，A/D轉(zhuǎn)換器141將每一振動傳感器測量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，信息處理器142對轉(zhuǎn)換后的振動信號進行處理，取加權(quán)平均并將加權(quán)結(jié)果與預(yù)設(shè)的振動邊界信號進行比較。

當(dāng)信息處理器142判定葉片振動超出允許范圍時，發(fā)出控制信號啟動葉片保護模塊16，葉片保護模塊16被啟動后發(fā)出報警信號，并使風(fēng)力發(fā)電機停止工作，防止葉片損壞。