[发明专利]一种大型风电机组旋转检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转检测装置，尤其是大型风电机组中风轮和发电机的旋转检测装置。

背景技术

风能是一种可再生的绿色能源，随着世界各国对能源需求的增加和环境保护的加强，风力发电越来越受到世界各国的重视。自然界的风每时每刻都在变化，直接影响着风力发电机组的运行。在大型风电机组中，至少要对风轮和发电机这两个转速进行测量，实现信号冗余和数据检查，提高机组控制的可靠性。部分机组还要测量风轮的方位角，用于独立变桨控制或载荷控制。

传统的旋转测量装置种类繁多。增量式旋转编码器结构简单，响应迅速，但是不能测量风轮的方位角；绝对式编码器可以精确测量风轮和发电机的空间位置，满足测量需求，但制造工艺复杂，成本高，不易实现小型化；混合式编码器是增量式与绝对式编码器的组合，功能齐全，但结构较为复杂，价格相对较高。感应同步器和旋转变压器在检测风轮转速时需要特殊的安装结构，价格较高。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、反应灵敏、可靠性高、实用性强、价格低廉的大型风电机组旋转检测装置。

为实现上述发明目的，本发明大型风电机组旋转检测装置可采用如下技术方案：

一种大型风电机组旋转检测装置，包括旋转检测盘、用以检测旋转检测器运动的传感器、接收传感器数据的信号采集处理装置；环形金属板上沿环形金属板圆周均匀分布多个扇形孔，环形金属板的圆心也是扇形孔的圆心，每个扇形孔对应的圆心角和相邻两个扇形孔之间的间隔对应的圆心角大小相等。

相对于现有技术，本发明大型风电机组旋转检测装置采用传感器通过检测旋转检测盘的运行而产生高低电平，信号采集处理装置根据传感器的检测信号计算并输出旋转速度、旋转方向和方位角。该发明具有结构简单、反应灵敏、可靠性高、实用性强、价格低廉等优点，并且能满足风电机组控制系统对风轮和发电机旋转测量的精度要求。

附图说明

图1是本发明大型风电机组旋转检测装置的结构示意图。

图2是本发明中旋转检测盘的局部结构示意图。

图3是本发明中信号采集处理装置及传感器电路结构示意图。

图4是采用本发明大型风电机组旋转检测装置对风电机组旋转方向判断规则示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1所示，本发明提供的大型风电机组旋转检测装置包括三部分，分别为安装在风轮或发电机旋转轴上的旋转检测盘1、安装在固定支架上的非接触式传感器2和信号采集处理装置3。

如图2所示，在旋转检测盘1上均匀分布多个扇形孔11。旋转检测盘1的圆心16也是扇形孔11的圆心，每个扇形孔11对应的圆心角13和相邻两个扇形孔之间的间隔12对应的圆心角14大小相等。扇形孔11的个数根据测量位置的转速、信号采集处理装置的采样频率、测量精度等因素共同决定。在旋转检测盘1上开一个贯通的圆孔15，该圆孔对应风轮方位角的0度位置。旋转检测盘1要固定在大型风电机组的风轮或发电机的旋转轴上并和轴一起运动。

如图3所示，信号采集处理装置包括外部输入处理电路，供电和隔离保护电路，处理器和输出电路。供电和隔离保护电路外接三个传感器，分别为2a、2b和2c。

外部输入处理电路是用来进行旋转参数设定和模式选择，并选择输出方式等。供电和隔离保护电路是为传感器2a、2b和2c提供电源，并将输入信号与处理器隔离。处理器分别从隔离保护电路和外部输入处理电路得到传感器信号和旋转参数，计算出旋转转速、旋转方向和方位角，并传递给输出电路。输出电路根据外部输入处理电路的设定值确定输出方式，将处理器的运算结果进行显示并发送。

传感器2a、2b和2c可以是光电开关传感器或接近开关传感器。若为光电开关传感器，是通过检测透光的扇形孔11和不透光的板材，记录光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号，产生高低电平。若为接近开关传感器，是感应金属板材这类导磁体凹下的孔，相应的给出高低电平。在本实施方式中，采用光电开关传感器检测透光的扇形孔11和不透光的板材的做法。