[發明專利]一種風電機組葉片凈空監測方法

有效

• 申請號: 202110563105.8
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113250912B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 湛永昌;王猛一;楊世凱;翟華偉
• 申請（專利權）人: 鄭州愛因特電子科技有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 武漢誠儒知識產權代理事務所(普通合伙) 42265
• 代理人: 邱琳

1.一種風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、在風電機組的各葉片的葉根處分別布置葉片凈空監測裝置，葉片凈空監測裝置包括殼體以及殼體內部封裝的PCB板、環形磁柵、傳動齒輪、變速齒輪和動力齒條，其中PCB板配置有通過電氣連接的電磁感應芯片和單片機，環形磁柵與傳動齒輪同軸固定連接，變速齒輪由同軸的兩個直徑不同的子齒輪同軸固定構成，兩個子齒輪分別為直徑較大的第一子齒輪和直徑較小的第二子齒輪，動力齒條采用弧形齒條，弧形齒條固定于金屬轉動桿的一端，金屬轉動桿通過旋轉軸固定于殼體中，旋轉軸與弧形齒條共圓心，金屬轉動桿的另一端通過開設于殼體端部的預留孔伸出于殼體之外，金屬轉動桿帶動弧形齒條以旋轉軸為軸旋轉，傳動齒輪與第一子齒輪外嚙合，第二子齒輪與動力齒條外嚙合，將碳素繩的一端連接于金屬轉動桿的伸出于殼體之外的一端，碳素繩的另一端固定于葉片的葉尖處；

S2、當葉片受到風力載荷發生形變時，葉片長度方向整體發生彎曲，葉尖拉動碳素繩，使金屬轉動桿擺動，并依次帶動動力齒條、變速齒輪、傳動齒輪和環形磁柵發生旋轉；

S3、電磁感應芯片感應環形磁柵旋轉產生的磁場變化信號，將磁場變化信號轉化為電信號發送至單片機；

S4、單片機根據磁場變化規律以及傳動齒輪、變速齒輪和動力齒條之間的傳動比，計算得到金屬轉動桿受外力發生的轉動角度α；

S5、葉片凈空監測裝置將轉動角度α發送至上位機，上位機根據以下公式計算得到葉片凈空距離L₁：

L₁＝L-H×sinα×sinβ×X

其中，L為葉片不受到風力載荷時的凈空距離，H為葉片有效長度，β為葉片變槳角，X為修正系數。

2.根據權利要求1所述的風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于：步驟S1中，葉片凈空監測裝置通過L型板安裝于葉片的葉根蓋板，使葉片凈空監測裝置的金屬轉動桿受碳素繩拉力擺動的方向與葉片受風力載荷變形方向一致。

3.根據權利要求1所述的風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于：步驟S1中，碳素繩通過位于金屬轉動桿一端的碳素繩安裝孔與金屬轉動桿連接。

4.根據權利要求1所述的風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于：步驟S5中，葉片凈空監測裝置首先將轉動角度α發送至數據采集模塊，數據采集模塊通過無線發射模塊發送至無線接收模塊，無線接收模塊通過無線網關發送至上位機。

5.根據權利要求1所述的風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于：步驟S1中，環形磁柵與傳動齒輪通過第一定位銷釘同軸地固定于殼體中，環形磁柵與傳動齒輪以第一定位銷釘為軸旋轉，兩個子齒輪通過第二定位銷釘固定于殼體中，兩個子齒輪以第二定位銷釘為軸旋轉。

6.根據權利要求1所述的風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于：步驟S1中，殼體上設有與弧形齒條的弧度一致的弧形滑軌，弧形滑軌的上端面設有滑槽，弧形齒條的下端面設有與滑槽適配的滑塊。

7.根據權利要求1所述的風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于：步驟S1中，開設于殼體端部的預留孔處設有密封護套。

8.根據權利要求1所述的風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于：步驟S1中，殼體的一側設有與PCB板電連接的航空插頭。

9.根據權利要求1所述的風電機組葉片凈空監測方法，其特征在于：步驟S1中，殼體包括上殼體和下殼體，上殼體和下殼體之間通過螺栓相互連接。