[实用新型]一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统

说明书

本实用新型涉及风力发电机监测技术领域，特别涉及一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统；包括风力发电机，风力发电机的机舱尾部侧边安装有毫米波雷达，毫米波雷达的波束倾斜指向叶片尖端，获取叶片尖端信息；毫米波雷达包括射频模块、基带模块，射频模块包括MM I C单片微波集成电路、天线，基带模块包括FPGA信号处理模块及STM32控制模块；射频模块产生射频信号并将射频信号放大后由天线发射出去，天线接收回波信息经射频模块解调放大后传送至基带模块，基带模块将叶片尖端信息转化成实时叶间距离l，STM32控制模块将实时叶间距离l与风机主控系统交互；本实用新型具有全天候工作、抗干扰能力强、测量精度高、安全可靠的优点。

技术领域

本实用新型涉及风力发电机监测技术领域，特别涉及一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统。

背景技术

目前的诸多的新型能源中，风力发电在技术和成本上都具有较强的优势，我国对于风能开发和利用的项目投资不断加大，风力发电行业也呈现出前所未有的发展速度；在风力发电机运行过程中，当风力过大时，风力发电机的叶片受力会弯曲变形，其中叶片尖端的变形程度最大，如果风力发电机继续工作，叶片尖端有可能会撞击到风力发电机的塔筒造成损失；考虑到风力发电机厂多建于海边、山谷等风大多雨之地，毫米波雷达可以充分发挥其优势，基于此，现提出一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统，经检索，未发现与本实用新型相同或相似的技术方案。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统，以解决现有技术中

本实用新型的技术方案是：一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统，包括风力发电机，所述风力发电机的机舱尾部侧边安装有毫米波雷达，所述毫米波雷达的波束倾斜指向叶片尖端，获取叶片尖端信息；所述叶片尖端信息包括叶片尖端与毫米波雷达之间的斜向距离L、叶片尖端旋转的线速度、叶片尖端在毫米波雷达坐标系中的相对方位角α；所述毫米波雷达包括射频模块、基带模块，所述射频模块包括MMIC单片微波集成电路、天线，所述基带模块包括FPGA信号处理模块及STM32控制模块；所述射频模块产生射频信号并将射频信号放大后由天线发射出去，所述天线接收回波信息经射频模块解调放大后传送至基带模块，所述基带模块将叶片尖端信息转化成实时叶间距离l，所述STM32控制模块将实时叶间距离l与风机主控系统交互。

优选的，所述MMIC单片微波集成电路提供77GHz射频信号。

优选的，所述天线包括发射天线和接收天线，所述发射天线和接收天线多通道收发。

优选的，所述MMIC单片微波集成电路包括低噪声放大器、功率放大器、混频器、上变频器、检波器、调制器、压控振荡器、移相器、开关、MMIC收发前端，发射/接收组件。

优选的，所述MMIC单片微波集成电路包括发射链路和接收链路。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

(1)本实用新型通过毫米波雷达测量叶片尖端信息，即叶片尖端与毫米波雷达之间的斜向距离L、叶片尖端旋转的线速度、叶片尖端在毫米波雷达坐标系中的相对方位角α，计算出叶片尖端与塔筒的实时叶间距离l；风机主控系统通过实时监测风力发电机叶片的弯曲变形程度，及时对风力发电机做出减速或停机的保护判断，间接有效的提高风力发电效率。

(2)本实用新型中毫米波雷达安装在风力发电机机舱尾部的侧面，避免了安装在正对风机叶片尖端的塔筒处，可避免对塔筒造成破坏，同时也避免毫米波雷达直接安装在地面处的被偷盗的安全隐患。

(3)本实用新型具有全天候工作、抗干扰能力强、测量精度高、安全可靠的优点。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型所述一种基于毫米波雷达的风力发电机叶片监测系统中毫米波雷达的结构框图；