[发明专利]一种基于法兰间隙传感器的叶轮转速容错监测方法和系统

权利要求书

1.一种基于法兰间隙传感器的叶轮转速容错监测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、风电机组实时地通过速度监控模块采集由绝对值式转速编码器测量得到的第一叶轮转速，并传输至主控柜处理器；

S2、利用风电机组的每片叶片与变桨轴承的连接处安装法兰间隙传感器收集信号，法兰间隙传感器采集仪对法兰间隙传感器的信号进行采集，将采集到的法兰间隙数据传输至变桨柜控制处理器；

S3、变桨柜控制处理器根据采集到的法兰间隙数据计算第二叶轮转速；

S4、变桨柜控制处理器根据第一叶轮转速、第二叶轮转速和法兰间隙数据判断螺栓安全状态，基于螺栓安全状态进行转速和变桨角度控制。

2.根据权利要求1所述的基于法兰间隙传感器的叶轮转速容错监测方法，其特征在于：步骤(1)所述的法兰间隙传感器采用分体式位移传感器。

3.根据权利要求1所述的基于法兰间隙传感器的叶轮转速容错监测方法，其特征在于：步骤(3)所述的变桨柜控制处理器根据采集到的法兰间隙数据计算叶轮转速，具体包括以下过程：

S3.1、设风电机组的叶片数目为m，根据当前风况和第一叶轮转速设置目标法兰间隙值d；

S3.2、在一个采集周期内，记录风电机组的各个叶片安装的法兰间隙传感器采集到的数值依次达到目标法兰间隙值d的时刻，以及其中第一叶片再次到达目标法兰间隙值d的时刻，记为[t_n-1,t_n,...,t_n+m-1]；

S3.3、通过以下公式计算第二叶轮转速ω：

S3.4、重复步骤S3.2和S3.3，计算每个采集周期内的第二叶轮转速，实现实时监测。

4.根据权利要求1所述的基于法兰间隙传感器的叶轮转速容错监测方法，其特征在于：步骤S4所述的变桨柜控制处理器根据采集到的法兰间隙数据判断螺栓安全状态，具体是将法兰间隙传感器采集到的法兰间隙数据与当前风况下的法兰间隙正常数据进行对比，若超出阈值，则判定为螺栓出现安全隐患，进行报警。

5.根据权利要求4所述的基于法兰间隙传感器的叶轮转速容错监测方法，其特征在于：法兰间隙正常数据通过预先对正常风电机组进行监测所积累的数据得到。

6.一种基于权利要求1所述方法的叶轮转速容错监测系统，包括位于机舱内的主控柜处理器，主控柜处理器通过速度监控模块与绝对值式转速编码器连接，同时通过电滑环与位于叶根轮毂内的变桨柜控制处理器连接，其特征在于：变桨柜控制处理器通过法兰间隙传感器采集仪与法兰间隙传感器连接，法兰间隙传感器位于每片叶片与变桨轴承的连接处。

7.根据权利要求6所述的叶轮转速容错监测方法，其特征在于：主控柜处理器封装于主控柜中，变桨柜控制处理器封装于变桨控制柜中。

8.根据权利要求6所述的叶轮转速容错监测方法，其特征在于：法兰间隙传感器采用分体式位移传感器，包括壳体、PCB组件、导杆、滑动基体和高精密磁铁，导杆和PCB组件固定于壳体内，滑动基体的内端套在导杆上并能够沿导杆滑动，滑动基体的外端由壳体内伸出，滑动基体的外端设置有磁体并通过磁力吸附固定于限位块上，高精密磁铁固定于滑动基体上并随滑动基体同步移动；高精度电磁感应芯片、单片机、温度传感芯片和振动传感芯片均设置于PCB组件中。