[实用新型]风力发电机组机舱加速度检测及保护装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种机械结构加速度检测及保护的装置，尤其涉及一种应用于风力发电机组机舱加速度检测及保护的装置。

背景技术：

风力发电机组在高空中负载运行时，整个风力发电机组的核心部件----“机舱”是通过塔筒支撑在距地面50-80m高的高空中，风力发电机组运行时，包括机舱和塔筒在内的所有设备都是在一种复杂的振动环境中运行，机舱的振动频率要求必须不能引起相关设备的振动，而且振动幅度的强弱直接关系到风力发电机组能否安全稳定的运行，如果风力发电机组一直在振动幅度较大的环境下运行，风力发电机组的寿命不但会大大缩减，而且也影响到风力发电机的可利用率。尤其是在大风的天气条件下，风力发电机组的振动幅度更大，也更容易对风力发电机组产生伤害。所以有效的控制风力发电机组在高空中的振动幅度，减少风力发电机组在有害振动环境中运行的时间和次数，不但可以保护风力发电机组机的机械部件，同时也可以让整个机组更高效的运行。

日前，测量机械结构振动情况的装置主要是振动保护装置，通常的振动保护装置都是仅对地面设备进行监测，使用加速度传感器进行前端采集，然后通过对采集的信号进行分析处理，判断设备的传动系统、变速系统、轴承等零部件磨损情况，以便对磨损情况比较严重的零部件进行更换，从而保证设备的正常运行。这种振动保护装置在大型的火电场、水电厂、汽轮机厂、机械设备厂等都有使用。但是风力发电和上述领域又有所不同，最大的不同就是：风力发电机组不但有复杂的齿轮结构，大功率的发电机，精密的传动系统，而且风力发电机组是在高空摇摆的环境下运行的。在2000年8月16日公开的实用新型专利申请CN2392167披露了一种倾斜度及加速度侦测装置，该装置包含有微动机构与感测装置的侦测装置，可应用与手动操控装置中以量测其旋转倾斜方向、水平状态及其移动程度。但是，这种倾斜度及加速度侦测装置，只适用于手动操控装置(3D滑鼠装置、飞机模拟操纵装置等)，而且只具备测量功能，无法对测量到的数据进行分析，也无法对高空机械结构进行检测与保护。所以如何检测风力发电机组在高空中的摆动情况并且如何保证风力发电机组的摆动在安全范围内，还是一个有待于解决的问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种与现有技术相比，对风力发电机组在运行时的机舱整体摆动情况进行检测，而不是仅对机舱中的某一个部件进行检测，同时根据系统设定的值，对风力发电机组的摆动进行控制，减少风力发电机组在高空中运行时潜在的风险，保证风力发电机组的正常运行。

为了保护风机在高空安全稳定的运行，本实用新型以风力发电机组机舱作为检测对象，提供一种风力发电机组机舱加速度检测及保护装置，包括加速度芯片，该加速度芯片内部包含传感部分和信号调理部分，以及由加速度芯片、运算放大器、电阻，电容，信号偏置电路组成的加速度检测电路，该加速度检测电路与由继电器、运算放大器，二级管组成的保护值设定及比较电路串联，其特征在于：通过所述加速度芯片将采集到的机舱振动信号通过所述加速度检测电路转换为0V至10V电压信号，所述电压信号分两路传输，一路经过模拟量转换后将结果输出至风力发电机组控制系统，一路输出至所述保护值设定及比较电路，所述保护值设定及比较电路将所述加速度检测电路输出的电压值与已设定的临界值进行比较，从而推动所述继电器动作或不动作。

上述风力发电机组机舱加速度检测及保护装置中，所述加速度芯片通过所述加速度检测电路输出加速度范围为-0.5g～0.5g，所述加速度芯片输出特性为700mv/g(5vdc电源时)，在理论上，0g时对应的电压输出为2.5V，对应输出的信号范围为2.5vdc±0.35vdc。

上述的风力发电机组机舱加速度检测及保护装置中，所述保护值设定及比较电路中的临界值分别为3vdc和7vdc，当所述电压信号小于3vdc或大于7vdc时，即输出15vdc高电平，从而推动继电器K1动作，否则比较输出-15Vdc，继电器K1不动作。

上述的风力发电机组机舱加速度检测及保护装置中，由所述加速度检测电路-0.5g～0.5g＝0vdc～10vdc，根据所述风机的实际情况和系统的要求，设定转速保护的加速度值在±0.2g，即任意轴向振动幅值超过0.2g，所述保护值设定及比较电路即执行保护动作。

上述的风力发电机组机舱加速度检测及保护装置中，其特征在于，所述振动的范围对应一定的角度范围，通过所述保护值设定及比较电路进行机舱振动时倾斜角度的测量。