風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型所提供一種風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置，包括：前端數據采集器，與風力發電機的蓄電池柜連接，用于采集蓄電池柜的工作參數；前端數據處理器，與前端數據采集器連接，用于監測所述工作參數；編碼器，與所述前端數據處理器連接，用于采集變槳電機的變槳角度；所述風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置設置于所述蓄電池柜內部，通過導軌固定。由上，可監測變槳傳動系統阻力的運行情況，避免事故的發生，并且在不打破現有風力發電機結構的前提下，實現監測變槳傳動系統阻力的運行情況。
【專利說明】風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風力發電安全監控領域，特別涉及一種風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置。
【背景技術】
[0002]風電機組電機變槳系統通過控制葉片槳距角，保證風電機組安全的最大程度的利用風能。當風機出現安全鏈故障或者電網異常時，變槳系統將由市電切換至后備蓄電池順槳，以制動風機，一旦后備蓄電池無法完成順槳，則極易導致超速飛車、甚至倒塔的重大事故。
[0003]目前風機主控系統僅對后備蓄電的性能進行監測，忽略對負載阻力的監測，即順槳傳動系統的阻力監測，而某些緊急順槳失敗正是由于變槳傳動系統阻力異常造成的。這種阻力異常在市電順槳時變現并不明顯，但在容量相對有限的蓄電池電源順槳時才表現出來。
[0004]負載阻力的計算原理為:阻力矩Tn是衡量變槳傳動系統阻力情況的最直觀指標，它反映出整個變槳傳動系統磨損、潤滑等狀況。如圖1所示，緊急順槳時后備蓄電池驅動變槳電機，電機經過減速裝置帶動葉片轉動，那么根據轉動定律有Tn = Te-Ja，式中Te為變槳電機的電磁轉矩，J為傳統系統和葉片機械結構有關的轉動慣量，a為角加速度。角加速度a通過轉速傳感器可測，Tn, Te未知，這就需要用到電機模型。
[0005]電機模型代表電磁轉矩Te與蓄電池放電電流Ia的函數關系。為使葉片順槳快速啟動，變槳電機通常為串勵直流電機。串勵電機模型可以由電機廠家提供，也可以通過實驗測試建立。實驗測量方法如下，直流電機串勵運行時其電磁轉矩為Te = 9.55Cec5Ia，式中Ce是與電機結構有關的常數，Φ為氣隙磁通量，Ia是電樞或勵磁電流(串勵時兩者相等)，這樣只需要求出不同勵磁電流下的(；Φ就可以獲得電磁轉矩。直流電機電樞感應電動勢為Ea = (；Φη。其中η為電機轉速。直流電機在保持勵磁電流不變前提下，電樞電流對Φ基本無影響，根據這一特點，可以將串勵直流電動機改成并勵式結構，以便通過實驗測量不同勵磁電流If下的電樞感應電動勢Ea和電機轉速η來計算常數(；Φ。這樣通過建立的(If，CeΦη)就可以計算串勵時的電磁轉矩I；。并勵實驗時需使用恒流源提供直流電機If，用另一電機以恒定轉速η拖動直流電機，測取直流電機電樞繞組的開路電壓Ea。
實用新型內容
[0006]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于，提供一種風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置，可監測變槳傳動系統阻力的運行情況，避免事故的發生。
[0007]所述風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置包括:
[0008]前端數據采集器，與風力發電機的蓄電池柜連接，用于采集蓄電池柜的工作參數；
[0009]前端數據處理器，與前端數據采集器連接，用于監測所述工作參數；
[0010]編碼器，與所述前端數據處理器連接，用于采集變槳電機的變槳角度；
[0011]所述風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置設置于所述蓄電池柜內部，通過導軌固定。
[0012]由上，可監測變槳傳動系統阻力的運行情況，避免事故的發生，并且在不打破現有風力發電機結構的前提下，實現監測變槳傳動系統阻力的運行情況。
[0013]可選的，還包括分別與所述前端數據處理器連接的報警器和存儲器。
[0014]由上，通過報警器將分別設置于不同葉片，使維修人員明確是哪個葉片的電池柜出現問題；存儲器可存儲歷史數據，便于故障曲線分析。
[0015]可選的，所述前端數據采集器至少包括電流傳感器和電壓傳感器。
[0016]由上，可分別檢測蓄電池的不同工作狀態。
[0017]可選的，所述前端數據采集器的數量為三個，每一前端數據采集器分別與風力發電機的一蓄電池柜連接。
[0018]可選的，所述編碼器為兩個，所述兩編碼器并行工作。
[0019]由上，可避免單一編碼器的檢測誤差，且可有效應對單一編碼器出現故障。
[0020]可選的，所述兩編碼器之間通過一法蘭盤相互固定；
[0021]所述兩編碼器其中之一通過法蘭盤固定于風力發電機的輪轂處。
[0022]可選的，所述蓄電池柜一側設置有導線孔；
[0023]所述編碼器設置于所述蓄電池柜外部，由導線穿過所述導線孔連接編碼器與所述前端數據處理器。
[0024]可選的，所述風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置與所述導軌的結合處設置有墊片。
[0025]由上，墊片起到防震作用，以保護本裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為變槳傳動原理示意圖；
[0027]圖2為風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置原理示意圖；
[0028]圖3為本實施例蓄電池柜內部的布局示意圖；
[0029]圖4為現有技術中蓄電池柜內部的布局示意圖；
[0030]圖5為兩編碼器的安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面對本實用新型所提供的風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置，可監測變槳傳動系統阻力的運行情況，避免事故的發生。
[0032]如圖2所示，每一葉片均包括有葉片變槳電機(第一、第二、第三葉片變槳電機(11、12、13))以及與每一葉片變槳電機對應連接的第一、第二、第三蓄電池柜(21、22、23)。
[0033]風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置50包括與上述三個蓄電池柜對應連接的第一、第二、第三前端數據采集器(31、32、33)。還包括分別與上述三個33前端數據采集器連接的前端數據處理器41。
[0034]所述第一、第二、第三前端數據采集器(31、32、33)中包括有電流傳感器和電壓傳感器(未圖示)，分別用于檢測第一、第二、第三蓄電池(21、22、23)的充電電流、放電電流和蓄電池電壓。
[0035]前端數據處理器41用于依據【背景技術】中所述的負載阻力的計算算法計算傳動阻力，并進行變槳電機啟動過程與變槳電機工作過程分析，以監測蓄電池狀態。當所分析得出的結果為阻力異常時，控制與其連接的報警器42進行報警。由于上述算法已是現有技術，本申請無意對其進行保護，前端數據處理器41采用任何可實現該功能的單片機均可。
[0036]所述報警器42采用LED燈條，包括三組，分別設置于不同葉片，通過閃爍使維修人員明確是哪個葉片的電池柜出現問題。
[0037]另外，還包括存儲器43，與所述前端數據處理器41連接，用于存儲歷史數據。
[0038]圖3所示為本實施例蓄電池柜內部的布局示意圖，本實施例中，蓄電池柜內部并行設置四條哈芬導軌，第一、第二哈芬導軌(301)固定由本申請的風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置50以及一蓄電池盒305，第三、第四哈芬導軌(302)固定兩蓄電池盒305。所述風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置50與第一、第二哈芬導軌(301)的連接處設置有墊片(未圖示)，以起到防震作用。區別與圖4中現有技術的蓄電池柜，本實施例中將風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置50設置于蓄電池柜內部，在不打破現有風力發電機結構的前提下，實現監測變槳傳動系統阻力的運行情況。
[0039]所述蓄電池柜的一端封閉，另一端為哈汀插頭插座304,以向變槳電機輸出所述三個蓄電池盒的動力。進一步的，在設置有哈汀插頭插座一端的側壁上，還設置有一出線孔303，通過導線連接前端數據處理器41和一組編碼器。
[0040]本實施例中，采用雙編碼器(401、403)架構，所述兩編碼器(401、403)并行工作，用于測量變槳電機的變槳角度。其工作原理為，葉片軸承的內齒圈和編碼器的測量小齒輪嚙合，所述測量小齒輪把葉片轉動的信息傳給編碼器，經過編碼器的記數作用測量葉片轉動的角度。由此可避免單一編碼器的檢測誤差，且可有效應對單一編碼器出現故障。
[0041]圖5所示為兩編碼器的安裝示意圖，第一編碼器403 —端通過第一法蘭盤404固定于輪轂外側壁，第二編碼器401通過第二法蘭盤402固定于第一編碼器403的另一端。
[0042]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型。總之，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置，其特征在于，包括: 前端數據采集器，與風力發電機的蓄電池柜連接，用于采集蓄電池柜的工作參數； 前端數據處理器，與前端數據采集器連接，用于監測所述工作參數； 編碼器，與所述前端數據處理器連接，用于采集變槳電機的變槳角度； 所述風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置設置于所述蓄電池柜內部，通過導軌固定。
2.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于，還包括分別與所述前端數據處理器連接的報警器和存儲器。
3.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于，所述前端數據采集器至少包括電流傳感器和電壓傳感器。
4.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于，所述前端數據采集器的數量為三個，每一前端數據采集器分別與風力發電機的一蓄電池柜連接。
5.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于，所述編碼器為兩個，所述兩編碼器并行工作。
6.根據權利要求5所述的監測裝置，其特征在于，所述兩編碼器之間通過一法蘭盤相互固定； 所述兩編碼器其中之一通過法蘭盤固定于風力發電機的輪轂處。
7.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于，所述蓄電池柜一側設置有導線孔； 所述編碼器設置于所述蓄電池柜外部，由導線穿過所述導線孔連接編碼器與所述前端數據處理器。
8.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于，所述風力發電機變槳蓄電池負載阻力監測裝置與所述導軌的結合處設置有墊片。
【文檔編號】G01L1/00GK204027741SQ201420492748
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】李闖 申請人:中能電力科技開發有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
