[發(fā)明專利]確定傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)變形的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680037729.3
• 申請(qǐng)日: 2016-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107810325B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: I·S·奧勒森;D·希爾頓;J·尼爾森;K·K·格雷格森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): F03D17/00
• 分類號(hào): F03D17/00;F03D7/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 李隆濤

本發(fā)明公開(kāi)了一種確定例如風(fēng)力渦輪機(jī)的傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)變形的方法。為了提供可靠和簡(jiǎn)單的變形評(píng)估，該方法包括產(chǎn)生代表低速軸的第一轉(zhuǎn)速的第一信號(hào)的步驟、產(chǎn)生代表高速軸的第二轉(zhuǎn)速的第二信號(hào)的步驟、以及基于第一和第二信號(hào)之間的比率變化確定扭轉(zhuǎn)變形的步驟。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于確定包括第一軸和第二軸的類型的傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)變形的方法和裝置。第一軸和第二軸通過(guò)變速箱連接，該變速箱提供第一軸的轉(zhuǎn)速(在此為第一轉(zhuǎn)速)和第二軸的轉(zhuǎn)速(在此為第二轉(zhuǎn)速)之間的固定比率。特別地，本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)的傳動(dòng)系中的變形。

背景技術(shù)

具有過(guò)載保護(hù)的傳動(dòng)裝置是已知的，例如，以具有扭矩轉(zhuǎn)換器的扭矩測(cè)量系統(tǒng)的形式，該扭矩變換器包括具有應(yīng)變儀的測(cè)量桿。

有時(shí)，各應(yīng)變儀測(cè)量工具涉及使用滑環(huán)組件將傳動(dòng)部件固定到旋轉(zhuǎn)軸。使用滑環(huán)用于傳輸測(cè)量值涉及到高成本。另外，滑環(huán)容易磨損。

對(duì)各傳動(dòng)部件進(jìn)行扭矩測(cè)量的其它類型的各機(jī)械轉(zhuǎn)換器是已知的，例如，基于小扭轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)角度來(lái)測(cè)量驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)的測(cè)量裝置。

通常地，許多以不同方式安裝的傳感器可用于測(cè)量傳動(dòng)系的主軸中的扭矩。已知的傳感器通常是復(fù)雜、易碎且昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于確定扭矩的簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)的解決方案，并且提供一種主要利用通常已經(jīng)與風(fēng)力渦輪機(jī)中的傳動(dòng)系相關(guān)聯(lián)安裝或安裝在其它用途的各傳動(dòng)系中的設(shè)備的解決方案。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種確定(例如風(fēng)力渦輪機(jī)的)傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)變形的方法，其中產(chǎn)生代表第一轉(zhuǎn)速的第一信號(hào)和代表第二轉(zhuǎn)速的第二信號(hào)，并且基于第一和第二信號(hào)(例如基于第一和第二信號(hào)之間的比率)確定扭轉(zhuǎn)變形。

第一軸和第二軸之間的比率通常由變速箱中的嚙合齒固定。這通常被稱為變速箱比率。第一軸可以例如是高速軸，并且第二軸可以是變速箱的相反側(cè)上的低速軸。

比率的任何變化可以因此僅僅是傳動(dòng)系內(nèi)(例如變速箱內(nèi))的變形的結(jié)果。傳動(dòng)系的這種變形與扭矩成正比。

根據(jù)本發(fā)明的解決方案僅需要用于速度感測(cè)的各傳感器信號(hào)。通常這樣的信號(hào)已經(jīng)存在，所以本發(fā)明提供了通常可以經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單且可靠的解決方案。

本方法可以包括基于第一信號(hào)和第二信號(hào)生成第三信號(hào)的步驟，以及將第三信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行比較的步驟。特別地，第三信號(hào)可以構(gòu)成第一和第二信號(hào)的混合。

通常地，第一、第二和第三信號(hào)可以分別代表一種頻率，即：與第一軸相關(guān)的頻率、與第二軸相關(guān)的頻率以及與組合的第三信號(hào)相關(guān)的頻率。

術(shù)語(yǔ)第一和第二軸可以廣泛地理解為簡(jiǎn)單區(qū)分傳動(dòng)系中的一個(gè)點(diǎn)和傳動(dòng)系中的另一個(gè)點(diǎn)。

第三信號(hào)可以通過(guò)在第一和第二信號(hào)上的異或(ex-or)或通過(guò)類似的信號(hào)組合方法來(lái)獲得。

第三信號(hào)將代表一頻率，只要第一軸和第二軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系是固定的，該頻率就相對(duì)于第一軸和第二軸頻率基本恒定。

如果第二軸轉(zhuǎn)速相對(duì)于第一軸轉(zhuǎn)速出現(xiàn)增加(或減小)，則這只能是傳動(dòng)系變形的結(jié)果，這必然是扭矩變化的結(jié)果。

如果第一軸和第二軸轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系變化，則混合頻率也會(huì)改變，即使僅在短時(shí)間內(nèi)。混合頻率中的這種變化從而將指示出傳動(dòng)系中的扭矩變化。

因此，本方法可以包括檢測(cè)由第三信號(hào)代表的頻率變化的步驟。

頻率變化只當(dāng)扭矩變化時(shí)才存在。一旦扭矩恒定，則頻率再次固定，但混合信號(hào)的相位不固定——相位已經(jīng)移動(dòng)。相位變化指示出扭矩量，且變化頻率指示出扭矩的變化。

相應(yīng)地，本方法可以包括檢測(cè)第三信號(hào)中的相移的步驟。