本实用新型专利技术提供了一种风力发电机叶轮方位角测量装置，包括：与叶轮轮毂连接的转动轴表面固定设置的多个磁铁块，多个所述磁铁块在垂直所述转动轴的中轴线且以交点为圆心的一个平面圆上等间距排列；与所述磁铁块对应设置的舌簧触点元件和与所述舌簧触点元件连接的角度识别单元。采用本实用新型专利技术的实施例，可实现高精度、低成本的测量风力发电机叶轮方位角。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及风电
，特别涉及一种风力发电机叶轮方位角测量装置。
技术介绍
近年来，风力发电机的叶轮大都采用三桨叶式叶轮，三个桨叶通过可转动的推力轴承或专门为变桨距机构设计的回转支撑装置联结于轮毂上。这种叶轮可根据风速的变化，通过驱动变桨距机构调整风对桨叶的攻角，当风速超过额定风速后，输出功率可稳定地保持在额定功率附近；在大风或机组发生故障的情况下，可调节风力发电机处于顺桨状态，使桨叶和整机的受力状况大为改善。目前，国内外风电变桨距系统的控制方法主要有两种，即统一变桨距控制和独立变桨距控制。统一变桨距控制是基于多叶片协调变换的标量控制方法，采用三套独立变桨距闭环控制回路，由主控系统对三个叶片的角度进行统一控制，三个叶片角度始终一致。这种控制方法忽略了各信号之间的耦合作用。风力发电机组在自然风条件下运行时，由于作用在风电机组叶片上的空气动力、惯性力和弹性力等交变载荷，会使弹性振动体叶片和塔架产生耦合振动，其振动形式主要有两种：风轮叶片摆振与塔架侧向弯曲耦合振动，风轮叶片挥舞与塔架前后弯曲耦合振动。当叶轮的旋转频率接近耦合的固有频率时就会出现共振现象，产生较大的动应力，导致机组结构的疲劳破坏，缩短整机的使用寿命，直接影响风力发电机组的性能和稳定性。随着兆瓦级风力发电机组单机容量不断提升、叶片长度不断增大，风剪切效应、塔影效应和湍流等因素对机组造成的载荷不对称影响加剧，机组叶片载荷、轮毂载荷、塔筒载荷增加明显。因此，用于降低机组载荷的独立变桨控制技术不断受到重视。独立变桨距可以充分利用风能在各个桨叶上分布的不同，对各桨叶的桨距角进行有效的调节，在保证输出功率稳定的情况下降低了作用在桨叶上的载荷，减轻输出力矩的波动，减小桨叶拍打振动，提高了风力机的工作效率。独立变桨距控制的实现方式主要是基于方位角权系数分配，即额定风速以下使用统一变桨；在额定风速以上时，分别计算出三个叶片的方位角，根据方位角，由权系数重新分配每个叶片的桨距角变化量，从而实现独立变桨控制。综上所述，要进行独立变桨控制，需要测量风力发电机组叶轮的方位角，进而计算出三个叶片的方位角。目前，对风力发电机组叶轮方位角的测量常采用以下方式：方式一，设置接近开关，即在风力发电机组与轮毂直接连接的转动轴(对于双馈风力发电机则为发电机低速轴)上安装金属转盘，在金属转盘边缘处的圆周上，等间隔开孔，使用接近开关进行位置检测。当开孔转到接近开关的位置时，接近开关信号状态为0，当开孔处转过接近开关时，接近开关的信号状态为1，根据接近开关的状态变化进行计数，由此来计算叶轮的方位角。这种方法的缺点是精度不高；其次，要保证接近开关可以正常响应触发，金属转盘的直径需要做得很大，在低速轴上安装质量较大金属转盘，需要改变风力发电机组低速轴结构，增加低速轴结构的复杂度，增加低速轴载荷，且不方便对现有机组的改造。方式二，使用磁通元件测量磁场强度大小来进行方位角测量，虽然实现了无接触测量，但容易受到地球磁场的干扰，且校准后的精度，会随着东西、南北朝向的变化而变化。方式三，使用磁栅尺及磁编码器进行角度测量，磁栅尺和磁编码器需要离得很近，不适合检测转速较快的低速轴，且由于采用了磁编码器，所以成本较高。
技术实现思路
本技术的实施例提供一种风力发电机叶轮方位角测量装置，可实现高精度、低成本的测量风力发电机叶轮方位角。本技术的实施例提供一种风力发电机叶轮方位角测量装置，包括：与叶轮轮毂连接的转动轴表面固定设置的多个磁铁块，多个所述磁铁块在垂直所述转动轴的中轴线且以交点为圆心的一个平面圆上等间距排列；与所述磁铁块对应设置的舌簧触点元件和与所述舌簧触点元件连接的角度识别单元。如上所述的测量装置中，还包括：围绕所述转动轴外表面且与所述转动轴固定设置的磁铁块支架，所述磁铁块设置在所述磁铁块支架上。如上所述的测量装置中，所述磁铁块支架包括两个围绕在所述转动轴表面的半圆环形支架，设置在所述半圆环形支架端部的连接架以及将对应的两个所述连接架紧固连接的紧固螺栓。如上所述的测量装置中，所述半圆环形支架的内圈设置有波纹结构，用于与所述转动轴的外表面实现摩擦紧固。如上所述的测量装置中，所述磁铁块支架上依次间隔设置有多个第一安装槽及多个第二安装槽，所述磁铁块设置于所述第一安装槽内。如上所述的测量装置中，还包括：安装槽盖板，所述安装槽盖板罩设在所述第一安装槽上。如上所述的测量装置中，所述角度识别单元包括：开关电路和控制电路；所述开关电路的输入端与所述舌簧触点元件连接，输出端与所述控制电路连接；所述控制电路用于根据所述开关电路输出的脉冲电压信号进行计数，并根据计数值计算叶轮方位角。如上所述的测量装置中，所述开关电路为包括依次连接的第一电阻、第二电阻、初级放大三极管和二级放大三极管的二级放大电路，所述舌簧触点元件与所述第一电阻串联后连接在外接电源之间，且所述舌簧触点元件靠近所述外接电源的高压侧；所述舌簧触点元件与所述第一电阻的连接节点通过所述第二电阻与所述初级放大三极管的基极连接；所述初级放大三极管的发射极连接所述外接电源的低压侧；所述二级放大电路的输出端与所述控制电路连接。如上所述的测量装置中，所述初级放大三极管为NPN管，所述二级放大三极管为PNP管。如上所述的测量装置中，所述开关电路还包括：连接在所述初级放大三极管的集电极与所述外接电源的高压端之间的第三电阻；以及连接在所述二级放大三极管的基极与所述初级放大三极管的集电极之间的第四电阻；所述二级放大三极管的发射极与所述外接电源的高压端连接，集电极作为所述二级放大电路的输出端与所述控制电路连接。本技术实施例提供的风力发电机叶轮方位角测量装置，利用舌簧触点元件感知设置在与叶轮轮毂连接的转动轴表面的多个等间距设置的磁铁块，来间接识别叶轮轮毂的转动角度，计算叶轮的方位角度。本方案可以实现如下技术效果：1.精确检测独立变桨系统的叶轮方位角；2.电路结构简单，易于实现；3.成本低，安装方便，不改变风力发电机组低速轴结构；4.响应快，测量精度高；5.采用了非接触式测量结构，可延长测量装置使用寿命。附图说明图1为本技术实施例提供的风力发电机叶轮方位角测量装置沿转动轴径向的一结构示意图；图2为本技术实施例提供的风力发电机叶轮方位角测量装置沿转动轴径向的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种风力发电机叶轮方位角测量装置，其特征在于，包括：与叶轮轮毂连接的转动轴(101)表面固定设置的多个磁铁块(102)，多个所述磁铁块(102)在垂直所述转动轴(101)的中轴线且以交点为圆心的一个平面圆上等间距排列；与所述磁铁块(102)对应设置的舌簧触点元件(103)和与所述舌簧触点元件(103)连接的角度识别单元(104)。
【技术特征摘要】
1.一种风力发电机叶轮方位角测量装置，其特征在于，包括：与叶
轮轮毂连接的转动轴(101)表面固定设置的多个磁铁块(102)，多个
所述磁铁块(102)在垂直所述转动轴(101)的中轴线且以交点为圆心
的一个平面圆上等间距排列；与所述磁铁块(102)对应设置的舌簧触点
元件(103)和与所述舌簧触点元件(103)连接的角度识别单元(104)。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还
包括：围绕所述转动轴(101)外表面且与所述转动轴(101)固定设置
的磁铁块支架(105)，所述磁铁块(102)设置在所述磁铁块支架(105)
上。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述磁铁块支架
(105)包括两个围绕在所述转动轴(101)表面的半圆环形支架，设置
在所述半圆环形支架端部的连接架(106)以及将对应的两个所述连接架
(106)紧固连接的紧固螺栓(107)。
4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述半圆环形支
架的内圈设置有波纹结构，用于与所述转动轴(101)的外表面实现摩擦
紧固。
5.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述磁铁块支架
(105)上依次间隔设置有多个第一安装槽(108)及多个第二安装槽
(108’)，所述磁铁块(102)设置于所述第一安装槽(108)内。
6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还
包括：安装槽盖板(109)，所述安装槽盖板(109)罩设在所述第一安
装槽(108)上。
7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述角度识别单
元(104)包括：开...
【专利技术属性】
技术研发人员：马磊，李庆江，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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