[实用新型]一种风力发电机叶片振动保护仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机叶片振动保护仪，属于风力发电技术领域。

背景技术

风能是绿色、环保和可再生的能源。在当今世界能源短缺，同时又突出强调环保的情况下，大力开发利用风能发电乃是普遍的趋势和潮流。风力机的叶片作为摄取风能的关键部件，它的气动性能和结构性能直接决定风力机的工作效率和运行寿命。随着风力机的大型化，势必寻求叶片的大型化、轻质化和长寿化。由于大自然风力的随机性、叶片动力激扰的多样性、叶片变形之间及变形与气动力之间的耦合性，加之叶片经常要在失速工况下运行，决定了风力机叶片有着不同于普通叶轮机叶片的特殊动力学失效行为，其中，气弹耦合经典颤振、失速颤振对于现代大型柔性叶片无疑是最常见、最有危害的，颤振是由于作大范围空间旋转的柔性叶片弯扭耦合变形及其气动力与弹性变形的耦合造成的。颤振交变应力会使叶片萌生疲劳裂纹导致其断裂，是发展现代风力机亟待突破的瓶颈问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种风力发电机叶片振动保护仪。

一种风力发电机叶片振动保护仪，包括顺次连接的加速度传感器、放大器、信号转换电路、滤波电路和单片机，单片机连接风机继电器、传感器继电器和显示模块，所述单片机用于控制滤波电路滤波频率范围，同时根据加速度传感器的信号控制风机继电器是否切断风机供电，根据加速度传感器和转速传感器的工作状态控制传感器继电器是否切断传感器电路；所述滤波电路包括顺次连接的硬件高通滤波器、硬件低通滤波器和带通数字滤波器。

实现叶片的振动保护和叶轮的转速保护两项功能。通过理论分析叶片受力情况和常见的破坏形式，结合国产风机情况，有针对性地开发保护叶片的振动保护模块。减少风机的运行故障率，提高产品竞争力。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参考图1，风力发电机叶片振动保护仪包括顺次连接的加速度传感器、放大器、信号转换电路、滤波电路和单片机，单片机连接风机继电器、传感器继电器和显示模块，所述单片机用于控制滤波电路滤波频率范围，同时根据加速度传感器的信号控制风机继电器是否切断风机供电，根据加速度传感器和转速传感器的工作状态控制传感器继电器是否切断传感器电路；所述滤波电路包括顺次连接的硬件高通滤波器、硬件低通滤波器和带通数字滤波器。

由加速度传感器采集的加速度信号经传感器变换为电压信号，中间经过信号转换电路转换成直流信号，再经过硬件高通滤波器，滤除过高的频率成分，再由信号放大器进行信号放大，防止信号传输过程的衰减，然后经过硬件低通滤波器和带通数字滤波器，将不需要的信号滤除掉，保留需要的信号频段，再经A/D转换，送入单片机，其中硬件高通滤波器、硬件低通滤波器和带通数字滤波器的滤波频率范围可以由单片机控制，经过上述三种滤波器后的信号实际上就是完成了信号的粗滤，送入单片机以后，再由单片机内的带通滤波模块完成进一步的精细滤波，主要滤出以下两个频段(频段根据不同的风机可编程更改)的信号幅值：1.7-1.75Hz、3.05-3.2Hz，在5s内求这个信号幅值的平均值，当平均值大于设定值许用应变0.25％-0.3％时，风机继电器4A切断风机供电，同时发出报警信号。

另外一路信号是转速传感器信号，直接将风机叶轮的转速信号输入到单片机，当转速过高时，超过系统设定值，表示风机已经失速，也由风机继电器4A切断风机供电，同时发出报警信号。同时，单片机系统一直在检测加速度传感器和转速传感器的工作状态，当这两个传感器正常工作时，传感器状态继电器5A不工作，显示模块显示传感器正常，当任一传感器(加速度传感器和转速传感器)出现故障时，单片机控制继电器5A切断传感器电路，同时在显示模块显示传感器异常。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。