[发明专利]风力发电机及其监测方法

说明书

本申请提供一种风力发电机及其监测方法，风力发电机包括塔筒、机舱和风轮。风轮包括叶片，叶片的叶尖设有金属件。金属探测装置设于机舱或塔筒，金属探测装置用于产生磁场以探测金属件与塔筒的筒壁之间的距离并产生相应的探测信号。控制装置接收探测信号，在探测信号表示金属件与塔筒的筒壁之间的距离小于等于警戒距离时，控制叶片减速运行或停机。如此设置，利用磁场探测金属来监测叶尖和塔筒的筒壁之间的距离，来降低或避免叶片扫塔的风险，且该方法简单可靠。

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机及其监测方法。

背景技术

随着风力发电技术的发展，风力发电机的叶片越来越长，意味着叶片越来越柔软，在旋转过程中变形非常大，有可能打到塔筒带来危险，因此，有必要实时监控叶片与塔筒之间的距离。在实际运行时，风力发电机的叶片受不确定的载荷作用，变形后叶片的叶尖姿态不确定，可能是挥舞、摆动或扭转。在相关技术中，通过图像识别来检测变形的叶尖方位或姿态，然后通过繁琐的数据处理或算法来获取叶片与塔筒之间的距离，这种方式计算过程繁琐复杂，会因外部的环境因素而影响测量精度，使监测结果不准确，从而影响监测效果。

发明内容

本申请提供一种旨在简单可靠的风力发电机及其监测方法。

本申请实施例提供一种风力发电机，包括塔筒、机舱和风轮，所述风轮包括叶片，其中，所述风力发电机还包括：

金属件，设于所述叶片的叶尖；

金属探测装置，设于所述机舱或所述塔筒，所述金属探测装置用于产生磁场，以探测所述金属件与所述塔筒的筒壁之间的距离，并产生相应的探测信号；

控制装置，电连接所述金属探测装置，所述控制装置用于接收所述探测信号，在所述探测信号表示所述金属件与所述塔筒的筒壁之间的距离小于等于警戒距离时，控制所述叶片减速运行或停机。

可选的，所述警戒距离包括第一警戒距离和第二警戒距离，所述第一警戒距离大于所述第二警戒距离，所述探测信号包括第一警戒信号和第二警戒信号；

所述金属探测装置用于在所述金属件与所述塔筒的筒壁之间的距离小于等于所述第一警戒距离且大于所述第二警戒距离时产生所述第一警戒信号，在所述金属件与所述塔筒的筒壁之间的距离小于等于所述第二警戒距离时产生所述第二警戒信号；

所述控制装置用于接收到所述第一警戒信号时，控制所述叶片减速运行；接收所述第二警戒信号，控制所述风力发电机停机。

可选的，所述金属探测装置包括第一金属探测装置和第二金属探测装置，所述第一金属探测装置和所述第二金属探测装置设于所述机舱，位于所述风轮和所述塔筒之间，所述第二金属探测装置相对于所述第一金属探测装置更靠近所述塔筒；

所述第一金属探测装置与所述塔筒的所述筒壁的参考位置之间的水平距离等于所述第一警戒距离，所述参考位置为所述金属件在水平方向投影在所述塔筒的所述筒壁的位置，所述第一金属探测装置用于产生竖直向所述塔筒的塔底方向辐射的第一磁场，以探测到所述金属件存在时产生所述第一警戒信号；

所述第二金属探测装置与所述塔筒的所述筒壁的所述参考位置之间的水平距离等于所述第二警戒距离，所述第二金属探测装置用于产生竖直向所述塔筒的塔底方向辐射的第二磁场，以在探测到所述金属件的存在时产生所述第二警戒信号。

可选的，所述金属探测装置设于所述塔筒的所述筒壁，用于产生自所述塔筒向所述金属件辐射的磁场，以产生所述第一警戒信号和所述第二警戒信号。

可选的，所述金属探测装置包括多个，多个所述金属探测装置分布于所述塔筒的所述筒壁的周向，多个所述金属探测装置用于产生自所述塔筒的径向向外辐射的所述磁场。

可选的，所述金属件为埋设于所述叶尖的接闪器。