[發明專利]位移/角度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201610151475.X
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105627903B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 馬磊
• 申請（專利權）人: 北京天誠同創電氣有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B7/30
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王兆賡;劉奕晴

技術領域

本發明涉及測量技術領域，尤其涉及一種位移/角度測量裝置及方法。

背景技術

在風力發電機組中，變槳系統起著實現最大功率跟蹤和氣動剎車的 重要功能，其可靠性直接關系到風力發電機組的安全。對于葉片角度的 保護，使用單一編碼器容易出現編碼器故障后而變槳系統檢測不到、影 響機組安全的隱患。所以風力發電機組中一般使用兩個編碼器同時對角 度進行檢測。一個編碼器位于變槳電機尾部，作為主旋編計算葉片角度， 另一個編碼器位于變槳軸承內齒上，作為輔旋編檢測葉片角度。當兩個 編碼器檢測到的角度差值過大時，變槳系統觸發故障并收槳停機，以保 護機組的安全。

目前變槳葉片角度的測量，使用的是絕對值編碼器，且使用編碼器 的話必須使用SSI信號測量模塊，因此成本很高。由于變槳軸承內齒上 的編碼器的傳動比參數中沒有減速機減速比，所以計算得出的角度值與 主旋編計算的角度值相比，實際精度并不是很高，在一定程度上造成了 高成本、低效益的浪費。

另外一種測量葉片角度的方式是使用兩個霍爾接近開關進行角度 測量，優點是結構簡單，成本低，缺點是精度不高，檢測最高精度約為 360/140/4＝0.64度，且對葉片位置的檢測具有跳變性。且接近開關故障 或松動后，系統不能檢測出來。

還有一種測量葉片角度的方式是使用一個光電開關進行角度測量， 檢測精度不高，最高精度約為360/140＝2.57度，對葉片位置的檢測具有 跳變性。且光電開關故障或松動后，系統不能檢測出來。

還有一種測量葉片角度的方式是使用磁柵齒磁條進行角度測量，優 點是測量精度高，缺點是測量范圍受限(-5度～95度)，且某一處磁條 故障或掉落后，系統不能檢測出來。此外，葉片軸承上本身就有許多葉 片安裝孔，再在上面開孔安裝磁條的話，會對葉片軸承的受力程度造成 一定的影響。

發明內容

本發明的實施例提供一種位移/角度測量裝置及方法，以解決位移/ 或旋轉主體的位移量/角度變化量測量成本高的問題。

為達到上述目的，本發明的實施例提供一種位移/角度測量裝置， 其包括：傳動部、第一變阻器和測量單元；傳動部連接在第一變阻器與 位移/旋轉主體之間；第一變阻器的阻值隨位移/旋轉主體動作而變化； 測量單元與第一變阻器的調節端連接，用于測量第一變阻器的阻值變化 量，并根據阻值變化量計算位移/旋轉主體的位移量/轉動角度。

進一步地，位移/角度測量裝置還包括第二變阻器；傳動部還連接 在第二變阻器與位移/旋轉主體之間；第二變阻器的阻值隨位移/旋轉主 體動作而變化；測量單元還與第二變阻器的調節端連接，用于測量第二 變阻器的阻值變化量，并根據阻值變化量計算位移/旋轉主體的位移量/ 轉動角度。

進一步地，測量單元包括串聯有保險電阻和分壓電阻的供電測量 回路；第一變阻器的進線端和出線端串聯接入供電測量回路中；或者/ 并且，第二變阻器的進線端和出線端串聯接入供電測量回路中。

進一步地，測量單元還包括：故障檢測模塊，用于在第一變阻器 的阻值變化量與第二變阻器的阻值變化量的比值不為第一預設閾值時 確定供電測量回路、第一變阻器及第二變阻器的連接支路發生電氣故障； 或者/并且，故障診斷模塊，根據第一變阻器的阻值變化量、第二變阻器 的阻值變化量以及第一變阻器與第二變阻器的旋轉方向判斷供電測量 回路、第一變阻器及第二變阻器的連接支路中的故障位置。

進一步地，第一變阻器和/或第二變阻器為無極旋轉變阻器；傳動 部包括：旋鈕齒輪、旋轉齒盤和動力齒輪；旋轉齒盤與位移/旋轉主體嚙 合；動力齒輪與旋轉齒盤同軸設置且與旋鈕齒輪嚙合；旋鈕齒輪固定設 置在無極旋轉變阻器的旋鈕上，且與位移/旋轉主體之間具有預定的傳動 比。

進一步地，位移/旋轉主體為葉片變槳軸承。