一种风电机组变桨监控系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种风电机组变桨监控系统，包括与机舱转动连接的轮毂、通过变桨轴承安装在轮毂上面的桨叶、设置在轮毂外部的导流罩、设置在桨叶与轮毂之间的变桨电机以及用于监测桨叶变桨的变桨监测单元，变桨监测单元包括桨叶监测模块以及变桨轴承检测模块，桨叶监测模块包括射频接收器以及多个电子标签，变桨轴承模块包括多个轴向位移传感器以及多个径向位移传感器，所述变桨监控系统还包括设置在轮毂上的转速传感器、设置在机舱外的风速传感器以及风向传感器、设置在机舱与塔筒之间的偏航电机与设置在机舱内的控制单元以及报警单元；本实用新型专利技术通过变桨监测单元对变桨时桨叶的角度来判断卡顿情况，保障风电机组的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组变桨监控系统
本技术涉及风力发电机变桨监测
，具体而言，涉及一种风电机组变桨监控系统。
技术介绍
风力发电机组的控制系统中，变桨系统的安全、稳定、高效是机组控制部分的核心之一。变桨系统是控制叶片相对于旋转平面的位置角度的执行机构。风机在低风速时通过变桨系统将叶片旋转到最优工作位置，确保机组吸收更多的风能，提升机组在低风速段的发电能力。风机在高风速(额定风速以上)时，通过变桨系统实时调整叶片的角度，确保机组的转速持续稳定在额定转速附近运行。变桨系统在风机安全稳定运行中，起到最重要的作用。风机受大阵风的突发事件，由于风机系统机械机构存在大惯性，机组的响应滞后，风机存在超速风险。当机组存在超速情况下，变桨系统迅速响应，触发变桨系统安全链故障，快速使机组的叶片向停机位置旋转，降低机组的旋转速度，避免出现叶片断裂、飞车、倒塌的等严重事故。现有风机已在役运行多年，风机变桨系统部件老化且变桨系统关键信息监控不完善，极易出现变桨系统中的变桨驱动器过载现象，由于叶片轴承的老化，容易出现叶片卡桨现象，而机组的主控系统无法识别卡桨问题。当前现有技术中变桨系统只检测变桨电机温度，变桨电机温度过高，机组开始报警及停机，监控软件无叶片卡桨问题警告提醒，监控不全面。现有技术在叶片根部设置不同角度的图案，在叶片变桨时通过摄像头拍摄图案变化来确定叶片的角度变化，从而确定叶片是否发生了卡顿情况，但由于导风罩内采光度不够，图像采集不够透准确。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种风电机组变桨监控系统，其能够监测桨叶变桨时的角度变化来判断是否有桨叶卡顿的情况出现，还能够监测变桨轴承内圈的位移变化，提前预防，避免轴承严重损坏而造成重大损失。本技术的实施例通过以下技术方案实现：一种风电机组变桨监控系统，包括与机舱转动连接的轮毂、通过变桨轴承安装在轮毂上面的桨叶、设置在轮毂外部导流罩、变桨电机以及用于监测叶片变桨的变桨监测单元，所述变桨电机设置在所述桨叶与所述轮毂之间，所述变桨监测单元包括桨叶监测模块以及变桨轴承监测模块，所述桨叶监测模块包括射频接收器以及多个电子标签，所述多个电子标签间隔设置在所述桨叶的根部的圆周方向，所述射频接收器正对所述电子标签设置在所述导流罩内。优选地，所述变桨轴承监测模块包括多个轴向位移传感器以及多个径向位移传感器，所述轴向位移传感器安装在所述变桨轴承内圈靠近所述轮毂侧面的轴向断面处，所述径向位移传感器安装在所述变桨轴承的内圈靠近所述桨叶侧的轴承内表面处，所述轴向位移传感器以及所述径向位移传感器位置对齐。优选地，所述轴向位移传感器与所述径向位移传感器分别在0°、90°、180°和360°四个位置布置，其中0°位置与所述变桨轴承内圈的0°标记孔对齐。优选地，所述机舱内设有控制单元以及报警单元，所述控制单元分别连接所述变桨电机、变桨监测单元以及报警单元。优选地，所述风电机组变桨监控系统还包括转速传感器，所述转速传感器设置在轮毂上，所述转速传感器与所述控制单元连接。优选地，所述机舱顶部设置有风速传感器以及风向传感器，所述的风速传感器以及所述风向传感器分别连接所述控制单元。优选地，所述机舱下方转动连接有塔筒，所述机舱与所述塔筒之间还设有偏航电机，所述偏航电机连接所述控制单元。优选地，所述风电机组变桨监控系统还包括远程监控端，所述远程监控端连接所述控制单元。本技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：1.本技术通过桨叶监测模块能够有效判断桨叶变桨时的角度以及桨叶是否卡桨；2.本技术通过变桨轴承监测模块能够有效监测变桨轴承发生的位移，分析变桨轴承的损坏，提前预防，避免变桨轴承严重损坏而造成重大损失3.本技术通过风速传感器以及风向传感器检测风速与风向数据，通过桨叶监测模块监测的桨叶角度，控制单元根据风速风向数据以及桨叶角度控制变桨电机对桨叶角度进行调整，保证风力发电机组获得最大风能；本技术设计合理、结构简单，实用性强。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例1提供的桨叶以及轮毂安装的结构示意图；图2为本技术实施例1提供的变桨轴承的结构示意图；图3为本技术实施例1提供的变桨轴承的剖视图；图4为本技术实施例1提供的结构框图；图标：1-轮毂，2-变桨轴承，3-桨叶，4-导流罩，5-变桨电机，6-射频接收器，7-电子标签，8-轴向位移传感器，9-径向位移传感器。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。实施例1如图1-4所示，一种风电机组变桨监控系统，包括与机舱转动连接的轮毂1、通过变桨轴承2安装在轮毂1上面的桨叶3、设置在轮毂1外部导流罩4、变桨电机5以及用于监测叶片变桨的变桨监测单元，所述变桨电机5设置在所述桨叶3与所述轮毂1之间，所述变桨监测单元包括桨叶3监测模块以及变桨轴承2监测模块，所述桨叶3监测模块包括射频接收器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组变桨监控系统，其特征在于，包括与机舱转动连接的轮毂(1)、通过变桨轴承(2)安装在轮毂(1)上面的桨叶(3)、设置在轮毂(1)外部导流罩(4)、变桨电机(5)以及用于监测叶片变桨的变桨监测单元，所述变桨电机(5)设置在所述桨叶(3)与所述轮毂(1)之间，所述变桨监测单元包括桨叶(3)监测模块以及变桨轴承(2)监测模块，所述桨叶(3)监测模块包括射频接收器(6)以及多个电子标签(7)，所述多个电子标签(7)间隔设置在所述桨叶(3)的根部的圆周方向，所述射频接收器(6)正对所述电子标签(7)设置在所述导流罩(4)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电机组变桨监控系统，其特征在于，包括与机舱转动连接的轮毂(1)、通过变桨轴承(2)安装在轮毂(1)上面的桨叶(3)、设置在轮毂(1)外部导流罩(4)、变桨电机(5)以及用于监测叶片变桨的变桨监测单元，所述变桨电机(5)设置在所述桨叶(3)与所述轮毂(1)之间，所述变桨监测单元包括桨叶(3)监测模块以及变桨轴承(2)监测模块，所述桨叶(3)监测模块包括射频接收器(6)以及多个电子标签(7)，所述多个电子标签(7)间隔设置在所述桨叶(3)的根部的圆周方向，所述射频接收器(6)正对所述电子标签(7)设置在所述导流罩(4)内。


2.根据权利要求1所述的风电机组变桨监控系统，其特征在于，所述变桨轴承(2)监测模块包括多个轴向位移传感器(8)以及多个径向位移传感器(9)，所述轴向位移传感器(8)安装在所述变桨轴承(2)内圈靠近所述轮毂(1)侧面的轴向断面处，所述径向位移传感器(9)安装在所述变桨轴承(2)的内圈靠近所述桨叶(3)侧的轴承内表面处，所述轴向位移传感器(8)以及所述径向位移传感器(9)位置对齐。


3.根据权利要求2所述的风电机组变桨监控系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：师红亮，左希礼，徐志伟，余罡，李德健，张玖林，简青彪，杨帅，王楠，
申请(专利权)人：华能昭觉风力发电有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51