[發明專利]葉輪方位角的測量方法和裝置

有效

• 申請號: 201610697833.7
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN107762739B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 馬磊;李慶江;李莉
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D7/02;F03D1/06
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉丹;黃健

本發明提供了一種葉輪方位角的測量方法和裝置，該方法包括：氣壓高度傳感器采集自身的當前高度，并將當前高度發送給控制器；控制器根據當前高度，采用圓周三角函數，計算葉輪的全部葉片的當前方位角，以完成葉輪方位角的測量。其中，氣壓高度傳感器固定設置于輪轂內，并靠近葉輪的葉片的根部位置。由于氣壓高度傳感器的測量精度高，響應速度快，所以可以精確地對葉輪的方位角進行測量。并且氣壓高度傳感器設置在輪轂內，與風力發電機的低速軸為非接觸式連接，不需要在低速軸上安裝任何輔助設備，簡化了風力發電機組的結構，降低了制造成本。

技術領域

本發明實施例涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種葉輪方位角的測量方法和裝置。

背景技術

近年來，風力發電機的葉輪大都采用三槳葉式葉輪，三個槳葉通過可轉動的推力軸承或專門為變槳距機構設計的回轉支撐裝置聯結于輪轂上。這種葉輪可根據風速的變化，驅動變槳距機構調整風對槳葉的攻角。以使在風速超過額定風速后，輸出功率可穩定地保持在額定功率附近，在大風或風力發電機組發生故障的情況下，調節風力發電機處于順槳狀態，使槳葉和整機的受力狀況大為改善。

當前對風電變槳距機構的控制方法主要有兩種，分別為統一變槳距控制方法和獨立變槳距控制方法。其中，獨立變槳距控制方法的實現方式主要是基于方位角的權系數分配。獨立變槳距控制方法在額定風速以下時使用統一變槳距控制方法，在額定風速以上時，計算出風力發電機組的葉輪方位角，進而獲得三個葉片的方位角，根據三個葉片的方位角，由權系數重新分配每個葉片的槳距角變化量Δβ，從而實現獨立變槳控制。所以獨立變槳控制方法需要測量風力發電機組葉輪的方位角。

目前，對風力發電機組葉輪方位角的測量多采用接近開關的方式。即在風力發電機組低速軸上安裝金屬轉盤，在金屬轉盤邊緣處的圓周上，等間隔開孔，將接近開關固定在低速軸附近，在金屬轉盤隨低速軸旋轉時使用接近開關進行位置檢測。具體地，當開孔轉到接近開關的位置時，接近開關信號狀態為0，當開孔轉過接近開關后，接近開關的信號狀態為1，根據接近開關的狀態變化進行計數，由此來計算葉輪的方位角。

這種方法雖然可以測量葉輪方位角，但由于金屬轉盤上的開孔個數有限，只能測得葉輪方位角的跳躍性的數值，導致測量精度不高。若要提高測量精度，需要將金屬轉盤的直徑做的很大，則金屬轉盤的質量變得較大，在低速軸上安裝質量較大的金屬轉盤時，需要改變風力發電機組低速軸的結構，增加了風力發電機組的結構復雜度和制造成本。

發明內容

本發明實施例提供一種葉輪方位角的方法和裝置，解決了現有技術中采用接近開關測量葉輪方位角時造成的測量精度不高，為了提高測量精度，需要改變風力發電機組低速軸的結構，增加了風力發電機組的結構復雜度和制造成本的技術問題。

本發明實施例提供一種葉輪方位角的測量方法，包括：

氣壓高度傳感器采集自身的當前高度，并將當前高度發送給控制器；

控制器根據所述當前高度，采用圓周三角函數，計算葉輪的全部葉片的當前方位角，以完成所述葉輪方位角的測量；

其中，所述氣壓高度傳感器固定設置于輪轂內，并靠近所述葉輪的葉片的根部位置。

本發明實施例提供一種葉輪方位角的測量裝置，包括：氣壓高度傳感器及控制器；

所述氣壓高度傳感器固定設置于輪轂內，并靠近葉輪的葉片的根部位置；

所述氣壓高度傳感器與所述控制器電連接；

所述氣壓高度傳感器用于采集自身的當前高度，并將當前高度發送給控制器；

所述控制器用于根據所述當前高度，采用圓周三角函數，計算所述葉輪的全部葉片的當前方位角，以完成所述葉輪方位角的測量。