风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统和方法。本发明专利技术的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统包括控制器、变桨电机、变桨电机编码器、第一接近开关和第二接近开关，其中第一和第二接近开关均通过安装支架固定在叶轮轮毂上，并且第一和第二接近开关的信号探测端指向变桨轴承内齿面。本发明专利技术的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验方法采用双接近开关实时准确测量变桨轴承角度，并与变桨电机编码器测量的桨叶角度对比来完成校验，确保桨叶角度的正确性，保证风电机组安全、高效运行。高效运行。高效运行。

【技术实现步骤摘要】
风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统和方法


[0001]本专利技术属于风力发电
，更具体地涉及一种风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统和方法。

技术介绍

[0002]变桨系统作为风电机组控制系统的核心部分之一，对风电机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。在变桨系统控制中，风机桨叶角度的测量是非常重要的部分，为了能够确保变桨系统测量风机桨叶角度的正确性，需要在变桨系统中设置冗余传感器对风机桨叶角度进行测量和校验。
[0003]现有技术中，风电机组桨叶角度冗余测量采用的方法是编码器测量或者是一个接近开关测量。其中，编码器测量方法相较于一个接近开关测量方法来说，部件个数更多、结构更复杂，故障率高，维护难度和成本更高；而一个接近开关的测量方法虽然成本较低，维护方便，但测量精度偏低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述技术问题，为此提供一种风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统和方法。
[0005]在本专利技术的一个方面，提供了一种风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统，包括控制器、变桨电机、变桨电机编码器、第一接近开关和第二接近开关，其中所述第一接近开关和所述第二接近开关均通过安装支架固定在叶轮轮毂上，并且所述第一接近开关和所述第二接近开关的信号探测端指向变桨轴承内齿面。
[0006]优选地，在上述风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统中，所述第一接近开关和所述第二接近开关到变桨轴承内齿面的安装距离小于等于所述第一接近开关和所述第二接近开关的感应距离。
[0007]优选地，在上述风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统中，所述第一接近开关和所述第二接近开关探测到变桨轴承内齿面的凸齿和凹齿位置时，分别感应生成高低电平脉冲信号，其中，所述第一接近开关和所述第二接近开关在正对凸齿时感应生成高电平H，所述第一接近开关和所述第二接近开关在指向凹齿时感应生成低电平L。
[0008]此外，在本专利技术的另一个方面，提供了一种利用上述风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统实施的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验方法，所述风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验方法包括如下步骤：
[0009](1)桨叶角度零度标定，将桨叶零度与轮毂零度对齐，由控制器将变桨电机编码器和接近开关测量的变桨角度清零，完成桨叶角度零度标定，然后变桨系统正常运行；
[0010](2)变桨系统运行过程中，当变桨轴承旋转时，通过第一接近开关和第二接近开关实时测量变桨轴承旋转过的角度Q；
[0011](3)计算当前变桨轴承角度W，当变桨轴承自旋转前的角度P开始顺时针旋转过角
度Q时，当前变桨轴承角度W＝变桨轴承旋转前的角度P+变桨轴承旋转过的角度Q；当变桨轴承自旋转前的角度P开始逆时针旋转过角度Q时，则当前变桨轴承角度W＝变桨轴承旋转前的角度P
‑
变桨轴承旋转过的角度Q；
[0012](4)通过将当前变桨轴承角度W与变桨电机编码器测量的桨叶角度A进行比较来实时校验变桨角度的正确性，若通过第一接近开关和第二接近开关测量得到的当前变桨轴承角度W与变桨电机编码器测量得到的桨叶角度A的偏差大于预设阈值参数T时，则控制器报出故障，否则，变桨系统继续正常运行。
[0013]优选地，在上述风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验方法中，所述步骤(2)中测量变桨轴承旋转过的角度Q包括利用第一接近开关和第二接近开关所采集到的沿脉冲信号数计算得出变桨轴承旋转过的角度Q：
[0014]Q＝a
×
(M
‑
N)/(K+M)
×
360
°
/D+b
×
N/(K+M)
×
360
°
/D+c
×
(K
‑
N)/(K+M)
×
360
°
/D+d
×
N/(K+M)
×
360
°
/D，
[0015]其中，D为变桨轴承内齿总齿数，K为变桨轴承凸齿宽度，M为变桨轴承凹齿宽度，N为第一接近开关和第二接近开关之间的安装距离(N＜K，N＜M)，a、b、c、d分别为变桨轴承朝一个方向旋转时第一接近开关和第二接近开关采集到的LL沿脉冲信号数、HL沿脉冲信号数、HH沿脉冲信号数、LH沿脉冲信号数。
[0016]优选地，在上述风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验方法中，所述步骤(3)中计算当前变桨轴承角度W包括通过第一接近开关和第二接近开关采集的沿脉冲信号的循环顺序来判断变桨轴承的旋转方向：若沿脉冲信号是按照LL、HL、HH、LH的顺序依次循环则变桨轴承为顺时针旋转，若沿脉冲信号是按照LH、HH、HL、LL的顺序依次循环则变桨轴承为逆时针旋转。
[0017]本专利技术的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统和方法，兼顾成本及测量精度两方面，采用双接近开关实时准确测量变桨轴承角度，并与变桨电机编码器测量的桨叶角度对比来完成校验，确保桨叶角度的正确性，保证风电机组安全、高效运行。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0019]图1是本专利技术的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统的构成示意图；
[0020]图2是本专利技术的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统中接近开关与变桨轴承内齿面的示意图；
[0021]图3是本专利技术的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统中接近开关测量变桨轴承内齿面时的高低电平信号序列示意图；
[0022]图4是本专利技术的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例对
本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]如图1所示，本专利技术的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统包括控制器1、变桨电机2、变桨电机编码器3、第一接近开关4和第二接近开关5，其中第一接近开关4和第二接近开关5均通过安装支架固定在叶轮轮毂上，并且第一接近开关4和第二接近开关5安装为其信号探测端指向变桨轴承内齿面，第一接近开关4和第二接近开关5到变桨轴承内齿面的安装距离小于等于第一接近开关4和第二接近开关5的感应距离。
[0025]如图2所示，由于第一接近开关4和第二接近开关5的信号探测端指向变桨轴承内齿面，当变桨轴承转动时，第一接近开关4和第二接近开关5探测到变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统，其特征在于，包括控制器、变桨电机、变桨电机编码器、第一接近开关和第二接近开关，其中所述第一接近开关和所述第二接近开关均通过安装支架固定在叶轮轮毂上，并且所述第一接近开关和所述第二接近开关的信号探测端指向变桨轴承内齿面。2.如权利要求1所述的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统，其特征在于，所述第一接近开关和所述第二接近开关到变桨轴承内齿面的安装距离小于等于所述第一接近开关和所述第二接近开关的感应距离。3.如权利要求1所述的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统，其特征在于，所述第一接近开关和所述第二接近开关探测到变桨轴承内齿面的凸齿和凹齿位置时，分别感应生成高低电平脉冲信号，其中，所述第一接近开关和所述第二接近开关在正对凸齿时感应生成高电平H，所述第一接近开关和所述第二接近开关在指向凹齿时感应生成低电平L。4.一种利用如权利要求1至3中任一项所述的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验系统实施的风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验方法，其特征在于，所述风电机组变桨系统桨叶角度测量及校验方法包括如下步骤：(1)桨叶角度零度标定，将桨叶零度与轮毂零度对齐，由控制器将变桨电机编码器和接近开关测量的变桨角度清零，完成桨叶角度零度标定，然后变桨系统正常运行；(2)变桨系统运行过程中，当变桨轴承旋转时，通过第一接近开关和第二接近开关实时测量变桨轴承旋转过的角度Q；(3)计算当前变桨轴承角度W，当变桨轴承自旋转前的角度P开始顺时针旋转过角度Q时，当前变桨轴承角度W＝变桨轴承旋转前的角度P+变桨轴承旋转过的角度Q；当变桨轴承自旋转前的角度P开始逆时针旋转过角度Q时，则当前变桨轴承角度W＝变桨轴承旋转前的角度P
‑
变桨轴承旋转过的角度Q；(4)通过将当前变桨轴承角度W与变桨电机编码器测量的桨叶角度A进行比较来实时校验...

【专利技术属性】
技术研发人员：王森，杜杨超，李德志，王浩，王岳峰，薛晓云，柏俊山，常嫦，朱文博，令狐瑞琪，李瑞涛，张冬冬，
申请(专利权)人：太原重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：