[發明專利]水泵水輪機的轉速和轉向的測量結構及方法

在審

• 申請號: 202211478567.0
• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115792268A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 周健;徐亞鵬;倪晉兵;趙毅鋒;桂中華;周攀;張飛;丁景煥;韓文福;李東闊
• 申請（專利權）人: 國網新源控股有限公司;國網新源控股有限公司抽水蓄能技術經濟研究院
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00;G01P13/02;F03B11/00
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李翔

1.一種水泵水輪機的轉速和轉向測量結構，其特征在于，包括：

主軸；

齒盤，套接在所述主軸上，與所述主軸同軸轉動；

所述齒盤上設有多個外徑逐漸增大的弧形齒；

所述主軸的徑向外側設有第一位移傳感器，所述第一位移傳感器用于獲取其與所述主軸之間的距離；

所述齒盤的徑向外側設有第二位移傳感器，所述第二位移傳感器用于獲取其與所述齒盤的弧形齒之間的距離；

所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器連接有信息處理器。

2.根據權利要求1所述的轉速和轉向測量結構，其特征在于，所述第一位移傳感器與所述第二位移傳感器固定在固定部件上，所述第一傳感器與所述第二位移傳感器始終保持靜止。

3.根據權利要求1所述的轉速和轉向測量結構，其特征在于，所述第一位移傳感器與所述主軸之間的距離與所述第二位移傳感器到所述齒盤的最大外徑的距離相等。

4.根據權利要求1所述的轉速和轉向測量結構，其特征在于，所述主軸上的每個弧形齒之間相互連接，每個所述弧形齒的最底端與相鄰近的另一個弧形齒的最頂端抵靠，令所述弧形齒在齒盤上形成閉環。

5.根據權利要求1所述的轉速和轉向測量結構，其特征在于，所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器同軸線上下布置，所述軸線與所述主軸的軸向相平行。

6.一種水泵水輪機的轉速和轉向測量方法，其特征在于，包括：

獲取齒盤的齒數和弧形齒的高度；

響應于主軸轉動時，通過位移傳感器獲取轉速信息；

基于所述轉速信息生成轉速波形圖；

基于所述轉速波形圖判斷主軸與齒盤的轉向；

基于所述轉速波形圖獲取主軸與齒盤的實時轉速。

7.根據權利要求6所述的轉速和轉向測量方法，其特征在于，所述獲取齒盤的齒數和弧形齒的高度，包括：

獲取預先設置的齒盤的齒數和每個弧形齒的高度；

其中，所述齒盤的齒數和弧形齒的高度基于水泵水輪機的參數設置。

8.根據權利要求6所述的轉速和轉向測量方法，其特征在于，所述響應于主軸轉動時，通過位移傳感器獲取轉速信息，包括：

獲取在主軸轉動時第一位移傳感器與主軸的第一距離信息；

獲取在主軸轉動時第二位移傳感器與齒盤的弧形齒的第二距離信息；

將所述第一距離信息和第二距離信息做差，生成轉速信息；

其中，所述距離信息和轉速信息為實時變化量。

9.根據權利要求6所述的轉速和轉向測量方法，其特征在于，所述基于所述轉速信息生成轉速波形圖，包括：

基于所述轉速信息，生成時間與傳感器獲取距離的轉速波形圖；

其中，所述轉速波形圖以時間為X軸、第一傳感器與第二傳感器之間獲取的距離差作為Y軸，斜率為轉速；

所述轉速波形圖的一個周期曲線對應一個所述弧形齒。

10.根據權利要求6所述的轉速和轉向測量方法，其特征在于，所述基于所述轉速波形圖判斷主軸與齒盤的轉向，包括：

判斷所述轉速波形圖的曲線斜率；

識別斜率為正值時，判定所述主軸與齒盤的轉向為正向；

識別斜率為負值時，判定所述主軸與齒盤的轉向為反向。

11.根據權利要求6所述的轉速和轉向測量方法，其特征在于，所述基于所述轉速波形圖獲取主軸與齒盤的實時轉速，包括：

基于所述轉速波形圖獲取每一時刻的曲線斜率；

根據每一時刻的曲線斜率獲取實時轉速。

12.根據權利要求6所述的轉速和轉向測量方法，其特征在于，還包括：

通過所述轉速波形圖判斷每個所述弧形齒的高度偏差；

判定所述高度偏差超過預定范圍時，發出報警信號。