[实用新型]风力发电机变桨蓄电池负载阻力监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电安全监控领域，特别涉及一种风力发电机变桨蓄电池负载阻力监测装置。

背景技术

风电机组电机变桨系统通过控制叶片桨距角，保证风电机组安全的最大程度的利用风能。当风机出现安全链故障或者电网异常时，变桨系统将由市电切换至后备蓄电池顺桨，以制动风机，一旦后备蓄电池无法完成顺桨，则极易导致超速飞车、甚至倒塔的重大事故。

目前风机主控系统仅对后备蓄电的性能进行监测，忽略对负载阻力的监测，即顺桨传动系统的阻力监测，而某些紧急顺桨失败正是由于变桨传动系统阻力异常造成的。这种阻力异常在市电顺桨时变现并不明显，但在容量相对有限的蓄电池电源顺桨时才表现出来。

负载阻力的计算原理为：阻力矩T_n是衡量变桨传动系统阻力情况的最直观指标，它反映出整个变桨传动系统磨损、润滑等状况。如图1所示，紧急顺桨时后备蓄电池驱动变桨电机，电机经过减速装置带动叶片转动，那么根据转动定律有T_n＝T_e-J_α，式中T_e为变桨电机的电磁转矩，J为传统系统和叶片机械结构有关的转动惯量，α为角加速度。角加速度α通过转速传感器可测，T_n，T_e未知，这就需要用到电机模型。

电机模型代表电磁转矩T_e与蓄电池放电电流I_A的函数关系。为使叶片顺桨快速启动，变桨电机通常为串励直流电机。串励电机模型可以由电机厂家提供，也可以通过实验测试建立。实验测量方法如下，直流电机串励运行时其电磁转矩为T_e＝9.55C_eΦI_a，式中C_e是与电机结构有关的常数，Φ为气隙磁通量，I_a是电枢或励磁电流(串励时两者相等)，这样只需要求出不同励磁电流下的C_eΦ就可以获得电磁转矩。直流电机电枢感应电动势为E_a＝C_eΦ_n。其中n为电机转速。直流电机在保持励磁电流不变前提下，电枢电流对Φ基本无影响，根据这一特点，可以将串励直流电动机改成并励式结构，以便通过实验测量不同励磁电流I_f下的电枢感应电动势E_a和电机转速n来计算常数C_eΦ。这样通过建立的(I_f，C_eΦ_n)就可以计算串励时的电磁转矩T_e。并励实验时需使用恒流源提供直流电机I_f，用另一电机以恒定转速n拖动直流电机，测取直流电机电枢绕组的开路电压E_a。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于，提供一种风力发电机变桨蓄电池负载阻力监测装置，可监测变桨传动系统阻力的运行情况，避免事故的发生。

所述风力发电机变桨蓄电池负载阻力监测装置包括：

前端数据采集器，与风力发电机的蓄电池柜连接，用于采集蓄电池柜的工作参数；

前端数据处理器，与前端数据采集器连接，用于监测所述工作参数；

编码器，与所述前端数据处理器连接，用于采集变桨电机的变桨角度；

所述风力发电机变桨蓄电池负载阻力监测装置设置于所述蓄电池柜内部，通过导轨固定。

由上，可监测变桨传动系统阻力的运行情况，避免事故的发生，并且在不打破现有风力发电机结构的前提下，实现监测变桨传动系统阻力的运行情况。

可选的，还包括分别与所述前端数据处理器连接的报警器和存储器。

由上，通过报警器将分别设置于不同叶片，使维修人员明确是哪个叶片的电池柜出现问题；存储器可存储历史数据，便于故障曲线分析。

可选的，所述前端数据采集器至少包括电流传感器和电压传感器。

由上，可分别检测蓄电池的不同工作状态。

可选的，所述前端数据采集器的数量为三个，每一前端数据采集器分别与风力发电机的一蓄电池柜连接。

可选的，所述编码器为两个，所述两编码器并行工作。

由上，可避免单一编码器的检测误差，且可有效应对单一编码器出现故障。

可选的，所述两编码器之间通过一法兰盘相互固定；

所述两编码器其中之一通过法兰盘固定于风力发电机的轮毂处。

可选的，所述蓄电池柜一侧设置有导线孔；