[實用新型]應用于風電機組葉片的角度傳感器、風電機組葉片

有效

• 申請號: 202223096486.2
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN219061903U
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 黎相昊;厲旭旺;魏煜鋒;馮駒;梁天;郭偉杰;宋曉東;唐肯
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種應用于風電機組葉片的角度傳感器、風電機組葉片，角度傳感器為非接觸式霍爾傳感器，包括底座、旋轉環、旋轉半環、二維霍爾傳感器、磁鐵和拉索；底座與葉片腹板固定連接；旋轉環通過第一銷軸安裝在底座上；旋轉半環通過第二銷軸安裝在旋轉環上；旋轉環和旋轉半環共構成2個互相垂直的旋轉自由度；旋轉半環一端形成有供拉索連接的第一安裝位，底座上形成有供拉索連接的第二安裝位，旋轉半環另一端上裝有磁鐵；二維霍爾傳感器裝在底座上，并位于旋轉環和旋轉半環的中心。角度傳感器的結構簡單可靠，安裝便捷，成本低，易于實施。

技術領域

本實用新型涉及風電機組葉片變形監測的技術領域，尤其是指一種應用于風電機組葉片的角度傳感器、風電機組葉片。

背景技術

在風電機組中，葉片作用為捕獲風能轉換為轉矩，因此會受到巨大的風載荷，從而產生大彎曲變形。葉片發生過大的變形不但會影響發電量，甚至于變形過大時葉片會撞擊塔筒，導致發生嚴重安全事故。且隨著葉片長度增加，剛度下降，葉片變形產生的風險越來越大，因此葉片變形狀態監測變得越發重要。

目前葉片變形監測方案不多，一種是通過拍攝照片，根據照片估計葉片的變形量，但該方案往往不能實時監測，并且需要人工判斷，并不適用于自動化實時監控。另一種是通過攝像頭，采用人工智能方式去識別葉片變形量，但該方案受天氣干擾較大，成本高，同時技術不夠成熟。也有通過激光掃描雷達監測葉片姿態，但需要覆蓋整個葉片才能獲得葉片準確的變形量，且需擁有極高采樣率才能采集到高速運動的葉片，因此成本極高，無法實際應用。

實用新型內容

本實用新型的第一目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種結構簡單可靠、準確性高的應用于風電機組葉片的角度傳感器。

本實用新型的第二目的在于提供一種風電機組葉片。

本實用新型的第一目的通過下述技術方案實現：一種應用于風電機組葉片的角度傳感器，所述角度傳感器為非接觸式霍爾傳感器，包括底座、旋轉環、旋轉半環、二維霍爾傳感器和磁鐵；所述底座與葉片腹板固定連接；所述旋轉環通過第一銷軸安裝在底座上，并能夠繞第一銷軸轉動；所述旋轉半環通過第二銷軸安裝在旋轉環上，并能夠繞第二銷軸旋轉；所述旋轉環和旋轉半環共構成2個互相垂直的旋轉自由度，實現大方向自由轉動；所述旋轉半環的一端形成有供拉索連接的第一安裝位，所述底座上形成有供拉索連接的第二安裝位，所述旋轉半環的另一端上安裝有磁鐵，用于產生磁場；所述二維霍爾傳感器安裝在底座上，并位于旋轉環和旋轉半環的中心，通過該二維霍爾傳感器能夠測量磁通量的變化。

優選的，所述非接觸式霍爾傳感器為非磁性材料器件。

本實用新型的第二目的通過下述技術方案實現：一種風電機組葉片，所述葉片具有上述的應用于風電機組葉片的角度傳感器，所述角度傳感器有多個安裝在葉片腹板的中間軸線上，以葉根末端為起始基準，從葉根側到葉尖側依次排布，且兩兩相鄰的角度傳感器之間通過拉索連接。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

1、角度傳感器的結構簡單可靠，安裝便捷，成本低，易于實施。

2、采用非接觸式霍爾傳感器測量角度，避免因磨損而導致的角度偏差，因為在葉片內部，不受天氣等外界環境影響，可靠性高。

3、角度傳感器采用非磁性材料，避免對磁場產生干擾。

4、只需要在一個葉片上布置若干個角度傳感器，通過簡單的數學計算即可計算出葉片變形量，成本低；由于葉片腹板的中間軸線不在一條直線上，因此處于繃直的拉索會使角度傳感器形成一個方位角，該方位角等于與之連接的角度傳感器所在的方位夾角，由于角度直接反應的是葉片變形量，因此測量的準確性高。

附圖說明

圖1為角度傳感器的結構示意圖之一。

圖2為角度傳感器的結構示意圖之二。