[發明專利]風力發電機組的葉片、檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202110390517.6
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112943562B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 郭輝;繆駿;潘祖金;歸佳寅
• 申請（專利權）人: 上海電氣風電集團股份有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司 11415
• 代理人: 吳梅英

本發明提供一種風力發電機組的葉片、檢測裝置及方法，檢測裝置包括至少一個檢測模塊，檢測模塊包括多個測距儀、反光平面和控制單元，多個測距儀均設于第一葉片截面處，多個測距儀沿著葉片的第一方向和/或第二方向間隔排布，反光平面設于第二葉片截面處，各個測距儀發射同一特定方向的測量光線至所述反光平面，特定方向平行于葉片的展向；控制單元用于根據葉片轉動時至少一個檢測模塊的多個測距儀檢測的分別至第一距離、葉片未變形時至少一個檢測模塊的多個測距儀檢測的分別至反光平面的第二距離以及至少一個檢測模塊的相鄰兩個測距儀之間的第三距離，確定葉片轉動時，第一葉片截面與第二葉片截面之間在第一方向和/或第二方向的轉角。

技術領域

本發明涉及風力發電機組領域，尤其涉及一種風力發電機組的葉片、檢測裝置及方法。

背景技術

隨著葉片越來越大型化，葉片變形成為葉片設計一個關鍵因素，但葉片變形只能依賴于軟件理論計算結果，在風場實際運行過程中的變形究竟如何卻難以得知。當前，風力發電機組葉片變形實時監測仍是一大難題，尚沒有成熟有效的方法可對葉片變形進行實時全方位監測，因此葉片變形實時監測技術成為一項有待突破的重要技術。

當前，行業內對于葉片撓度監測，尚沒有有效方法對葉片全方位角變形進行實時監測，只能做到相對有效監測葉片凈空，即監測葉尖距離塔筒表面的最小距離，該策略相對來講更容易實現，降低了監測難度。對于葉片凈空監測，目前有兩種相對有效的方法，第一種是在塔筒上安裝多個毫米波雷達或激光雷達，以監測葉尖至塔筒的距離，第二種是在機艙上安裝攝像頭，拍攝葉片經過塔筒時的姿態，通過圖像識別監測葉尖至塔筒的距離。無論是將傳感器安裝在塔筒，還是將傳感器安裝在機艙下方，傳感器都必須暴露在室外，當出現一些極端天氣時，比如暴雨、下雪、結冰、霜凍等惡劣天氣時，可能都會影響到監測結果。

對于葉片轉動變形(即轉角)監測，通過使用傾角儀監測葉片實時轉角，但由于傾角儀工作原理需要參考的是重力加速度方向，通常只能測量葉片旋轉時的部分方位角，一旦超出范圍將失去轉角測量功能，并且傾角儀也不能識別轉角是擺陣方向的變形還是揮舞方向變形引起的，傾角儀測量動態轉角的精度相對較低，監測結果作用有限。

發明內容

本發明提供一種風力發電機組的葉片、檢測裝置及方法。

具體地，本發明是通過如下技術方案實現的：

根據本發明實施例的第一方面，提供一種檢測裝置，用于監測風力發電機組的葉片的轉角，所述檢測裝置包括至少一個檢測模塊，所述檢測模塊包括：

多個測距儀，安裝在所述葉片內，多個測距儀均設于第一葉片截面處，多個所述測距儀沿著葉片的第一方向和/或第二方向間隔排布，所述第一方向為所述葉片的擺陣方向，所述第二方向為所述葉片的揮舞方向；

反光平面，設于所述葉片內，所述反光平面設于第二葉片截面處，所述第一葉片截面與所述第二葉片截面沿著所述葉片的展向間隔排布，且所述第一葉片截面至所述第二葉片截面的方向與所述葉片的葉根至葉尖的方向一致；和

控制單元，與每個測距儀電連接；

其中，各個測距儀發射同一特定方向的測量光線至所述反光平面，所述特定方向平行于所述葉片的展向；

所述控制單元用于根據所述葉片轉動時至少一個所述檢測模塊的多個測距儀檢測的分別至所述反光平面的第一距離、所述葉片未變形時至少一個所述檢測模塊的多個測距儀檢測的分別至所述反光平面的第二距離以及至少一個所述檢測模塊的相鄰兩個所述測距儀之間的第三距離，確定所述葉片轉動時，所述第一葉片截面與所述第二葉片截面之間在所述第一方向和/或所述第二方向的轉角。

可選地，所述檢測模塊的數量為一個，所述第一葉片截面靠近所述葉片的葉根，所述第二葉片截面靠近所述葉片的葉尖。

可選地，所述檢測模塊的數量為多個，多個所述檢測模塊沿著所述葉片的展向排布，當前檢測模塊的反光平面與下一檢測模塊的測距儀的探測面共面設置。