一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部，塔筒包括至少兩個(gè)連接筒，相鄰兩個(gè)連接筒相接觸的端部分別設(shè)有法蘭，通過螺栓將兩個(gè)連接筒上的法蘭固定連接，塔筒傾斜測量裝置包括支架和若干傳感器組，在至少一個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上至少設(shè)有一個(gè)支架，在支架上設(shè)有若干傳感器組，能夠得到塔筒的非線性變形曲線，更好的體現(xiàn)了塔筒在實(shí)際應(yīng)用中的傾斜變形，測量精度高，能夠準(zhǔn)確的判斷塔筒傾斜狀況，及時(shí)采取措施進(jìn)行維護(hù)，并且裝置簡單，節(jié)約成本。
【專利說明】一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于風(fēng)電機(jī)組塔筒測量的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組的塔筒是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的承重部件，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中主要起支撐作用，同時(shí)吸收機(jī)組震動(dòng)。塔筒承受著推力、彎矩和扭矩負(fù)荷等復(fù)雜多變的載荷，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，塔筒會出現(xiàn)一定幅度的搖擺和扭曲等變形；此外，塔筒還會受到材料變形、零部件失效以及地基沉降等因素的影響，產(chǎn)生傾斜。塔筒過大的傾斜變形會影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的還會產(chǎn)生安全事故，因此，需要對塔筒的傾斜變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。
[0003]目前，在對塔筒進(jìn)行傾斜變形測量時(shí)，通常是在塔筒上安裝多個(gè)GPS接收機(jī)，根據(jù)GPS測量數(shù)據(jù)來繪制得到塔筒的傾斜變形曲線，這種方式成本較高，且在計(jì)算塔筒變形時(shí)，未考慮塔筒的非線性變形的特點(diǎn)，通常是基于單一傾角和剛體變形來計(jì)算得到塔筒的變形量，導(dǎo)致計(jì)算得到塔筒的變形曲線不準(zhǔn)確。此外，現(xiàn)有技術(shù)中也有通過在塔筒上設(shè)置傾斜傳感器的方式，來檢測塔筒的傾斜變形，其測量得到的塔筒的變形曲線仍舊為線性變形曲線，而非塔筒的真實(shí)變形曲線，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了克服現(xiàn)有的測量裝置得出的塔筒的變形曲線為線性變形曲線，從而導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，能夠得到塔筒的非線性變形曲線，更好的體現(xiàn)了塔筒在實(shí)際應(yīng)用中的傾斜變形，測量精度高，能夠準(zhǔn)確的判斷塔筒傾斜狀況，及時(shí)采取措施進(jìn)行維護(hù)，并且裝置簡單，節(jié)約成本。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部，塔筒包括至少兩個(gè)連接筒，相鄰兩個(gè)連接筒相接觸的端部分別設(shè)有法蘭，通過螺栓將兩個(gè)連接筒上的法蘭固定連接，其特征在于，塔筒傾斜測量裝置包括支架和若干傳感器組，在至少一個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上至少設(shè)有一個(gè)支架，在支架上設(shè)有若干傳感器組。
[0006]支架包括支架板，支架板與連接筒的筒內(nèi)壁相固定，在支架板上間隔設(shè)有若干傳感器組，傳感器組在支架板上均勻分布。
[0007]優(yōu)選的，支架板為圓環(huán)形板或者實(shí)心圓形板，支架板的外徑與筒內(nèi)壁的內(nèi)徑相匹配，支架板與連接筒的筒內(nèi)壁通過螺栓固定。
[0008]支架還包括支撐支架板的若干個(gè)支撐架，支撐架沿筒內(nèi)壁均勻設(shè)置在支架板的底部，支撐架為三角形，支撐架的兩條直角邊分別與筒內(nèi)壁、支架板相固定。
[0009]塔筒傾斜測量裝置還包括設(shè)置在支架上的數(shù)據(jù)控制裝置，若干傳感器組分別與數(shù)據(jù)控制裝置連接。
[0010]數(shù)據(jù)控制裝置包括接收/發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)信號的收發(fā)控制器、對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行收集的數(shù)據(jù)收集器和監(jiān)控中心，若干傳感器組分別通過傳感器連接線與收發(fā)控制器連接，所述收發(fā)控制器通過數(shù)據(jù)收集器與監(jiān)控中心連接。
[0011]傳感器組包括傾斜傳感器和加速度傳感器，傾斜傳感器和加速度傳感器分別通過傳感器連接線與收發(fā)控制器連接，收發(fā)控制器通過數(shù)據(jù)收集器與監(jiān)控中心連接。
[0012]優(yōu)選的，加速度傳感器設(shè)置在傾斜傳感器上。
[0013]優(yōu)選的，加速度傳感器與傾斜傳感器為相鄰設(shè)置，若干個(gè)相鄰設(shè)置的加速度傳感器和傾斜傳感器間隔設(shè)置在支架板上。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，能夠得到塔筒的非線性變形曲線，更好的體現(xiàn)了塔筒在實(shí)際應(yīng)用中的傾斜變形，測量精度高，能夠準(zhǔn)確的判斷塔筒傾斜狀況，及時(shí)采取措施進(jìn)行維護(hù)，并且裝置簡單，節(jié)約成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型所述的風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置進(jìn)行具體說明。
[0016]圖1是本實(shí)用新型風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型塔筒連接筒法蘭固定的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型塔筒傾斜測量裝置中傳感器組一種設(shè)置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型塔筒傾斜測量裝置中傳感器組另一種設(shè)置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本實(shí)用新型塔筒傾斜測量裝置設(shè)置在圓環(huán)形支架板上的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是本實(shí)用新型塔筒傾斜測量裝置設(shè)置在實(shí)心圓形支架板上的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7是本實(shí)用新型塔筒傾斜測量裝置的流程示意圖。
[0023]如圖所示，塔筒1，連接筒2，法蘭3，螺栓4，支架5，傳感器組6，支架板7，支撐架8，收發(fā)控制器9，數(shù)據(jù)收集器10，監(jiān)控中心11，傾斜傳感器12，加速度傳感器13。

【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1、2所示，本實(shí)用新型所述的風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部。塔筒I包括至少兩個(gè)連接筒2，相鄰的兩個(gè)連接筒相接觸的端部分別設(shè)有法蘭3，通過螺栓4將兩個(gè)連接筒上的法蘭3固定連接，從而將兩個(gè)連接筒2連接在一起，多個(gè)連接筒2之間通過法蘭3、螺栓4連接在一起，形成塔筒I。
[0025]如圖1、3、4所示，塔筒傾斜測量裝置包括支架5和若干傳感器組6，在至少一個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上至少設(shè)有一個(gè)支架5,在支架5上設(shè)有若干傳感器組6,多個(gè)傳感器組6可以提高傳感器測量的精度，測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。即，在至少一個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上設(shè)有支架5，可以是在一個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上設(shè)有支架5，也可以是多個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上均設(shè)有支架5，并且在每個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上至少設(shè)有一個(gè)支架5，可以是在每個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)支架5，也可以是在每個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)支架5，在支架5上設(shè)有若干傳感器組6。
[0026]如圖1、3、4所示，支架5包括支架板7，支架板7與連接筒的筒內(nèi)壁相固定，使支架板穩(wěn)定、牢固的固定在連接筒2上，固定方式可以有多種，焊接、螺栓連接等。在支架板7上間隔設(shè)有若干傳感器組6,傳感器組6在支架板7上均勻分布。在本實(shí)施例中，支架板7為圓環(huán)形板或?qū)嵭膱A形板，支架板的外徑與筒內(nèi)壁的內(nèi)徑相匹配，通過螺栓固定連接，將支架板穩(wěn)固的固定在塔筒的內(nèi)壁上。
[0027]如圖1、3、4所示，支架5還包括若干個(gè)支撐架8，用于支撐支架板，使支架板更加的穩(wěn)固。支撐架8為三角形，兩條直角邊分別與筒內(nèi)壁、支架板7相固定，支撐架8沿筒內(nèi)壁均勻設(shè)置在支架板的底部，對支撐架起到支撐、加強(qiáng)的作用。
[0028]如圖1、5、6所示，塔筒傾斜測量裝置還包括設(shè)置在支架上的數(shù)據(jù)控制裝置，若干個(gè)傳感器組6分別與數(shù)據(jù)控制裝置連接，數(shù)據(jù)控制裝置用于將傳感器組獲得數(shù)據(jù)信號接收、收集、處理并繪制出塔筒的傾斜變形曲線，對塔筒進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測。
[0029]如圖5、6、7所示，數(shù)據(jù)控制裝置包括收發(fā)控制器9、數(shù)據(jù)收集器10和監(jiān)控中心11，收發(fā)控制器9用于接收、發(fā)送由傳感器組獲得的數(shù)據(jù)信號；數(shù)據(jù)收集器10用于對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行收集；監(jiān)控中心11將數(shù)據(jù)收集器10收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，得出塔筒的傾斜變形方程，確定塔筒的傾斜變形曲線。若干傳感器組6分別通過傳感器連接線與收發(fā)控制器9連接，收發(fā)控制器9通過數(shù)據(jù)收集器10與監(jiān)控中心11連接。
[0030]如圖1、3、4所示，傳感器組6包括傾斜傳感器12和加速度傳感器13，傾斜傳感器
12、加速度傳感器13設(shè)有若干個(gè)，均勻分布在支架板7上。傾斜傳感器12用于測量連接筒的傾斜角，加速度傳感器13用于測量連接筒的加速度，根據(jù)測量得出的傾斜角、加速度進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，得出塔筒的傾斜變形曲線。
[0031]如圖5、6、7所示，若干個(gè)傾斜傳感器12、加速度傳感器13分別通過傳感器連接線與收發(fā)控制器9連接，收發(fā)控制器9通過連接線與數(shù)據(jù)收集器10連接，將獲得的數(shù)據(jù)信號傳輸至數(shù)據(jù)收集器10中，對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行收集匯總。數(shù)據(jù)收集器10再通過連接線與監(jiān)控中心11連接，將收集的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行計(jì)算、處理。
[0032]如圖5、7所示，當(dāng)支架板7為圓環(huán)形板時(shí)，傾斜傳感器12、加速度傳感器13、收發(fā)控制器9、數(shù)據(jù)收集器10均設(shè)置在圓環(huán)形的支架板7上。傾斜傳感器12、加速度傳感器13設(shè)有若干個(gè)，收發(fā)控制器9、數(shù)據(jù)收集器10分別設(shè)置有一個(gè)，若干個(gè)傾斜傳感器12、加速度傳感器13分別通過傳感器連接線與收發(fā)控制器9連接，收發(fā)控制器9通過連接線與數(shù)據(jù)收集器10連接，數(shù)據(jù)收集器10將支架板上傾斜傳感器、加速度傳感器獲得的數(shù)據(jù)信號全部進(jìn)行收集、匯總，傳輸至監(jiān)控中心11處，通過監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算、處理，得到塔筒的傾斜變形方程，確定塔筒的傾斜變形曲線。
[0033]如圖6、7所示，當(dāng)支架板7為實(shí)心圓形板時(shí)，傾斜傳感器12、加速度傳感器13設(shè)置在支架板的邊緣處，即靠近支架板與筒內(nèi)壁相接觸處，并且沿著支架板的圓形邊緣均勻分布。在實(shí)心圓形支架板的中心處設(shè)有一個(gè)收發(fā)控制器9、一個(gè)數(shù)據(jù)收集器10，若干個(gè)傾斜傳感器12、加速度傳感器13分別通過傳感器連接線與收發(fā)控制器9連接，收發(fā)控制器9通過連接線與數(shù)據(jù)收集器10連接。數(shù)據(jù)收集器10將支架板上傾斜傳感器、加速度傳感器獲得的數(shù)據(jù)信號全部進(jìn)行收集、匯總，傳輸至監(jiān)控中心11處，通過監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算、處理，得到塔筒的傾斜變形方程，確定塔筒的傾斜變形曲線。
[0034]如圖3所示，加速度傳感器13可以設(shè)置在傾斜傳感器12上，與傾斜傳感器12疊加設(shè)置在支架板7上，在測量塔筒傾斜角的同時(shí)將其處于同一傾斜角的加速度進(jìn)行測量，得到的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，提高后續(xù)塔筒傾斜變形方程的準(zhǔn)確性。
[0035]如圖4所示，還可以是，加速度傳感器13與傾斜傳感器12為相鄰設(shè)置，形成一個(gè)組合。若干個(gè)加速度傳感器13與傾斜傳感器12相鄰設(shè)置組成多個(gè)組合，多個(gè)組合間隔設(shè)置在支架板7上，并且均勻分布。
[0036]傾斜傳感器12、加速度傳感器13、數(shù)據(jù)收集器10和監(jiān)控中心11也可以采用具有無線傳輸功能的裝置，收發(fā)控制器9為具有無線射頻功能的RF收發(fā)控制器，通過無線信號傳輸將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心11。
[0037]在利用上述的傾斜傳感器和加速度傳感器對塔筒的傾斜變形進(jìn)行測量時(shí)，可根據(jù)測量得到的多個(gè)時(shí)刻的值，確定塔筒的變形量。具體地，將塔筒所受到的風(fēng)載荷分成三部分，分別為靜態(tài)的風(fēng)載荷、準(zhǔn)靜態(tài)的風(fēng)載荷(即風(fēng)速變化緩慢的風(fēng)載荷)以及快速變動(dòng)的風(fēng)載荷，對應(yīng)地，將塔筒的變形可分解成與上述不同風(fēng)載荷下的變形的疊加，即將塔筒變形分解為靜態(tài)變形、準(zhǔn)靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形三部分，該三部分變形疊加就可得到塔筒的變形。
[0038]根據(jù)測量得到的傾斜角和加速度，獲得靜態(tài)變形量、準(zhǔn)靜態(tài)變形量和動(dòng)態(tài)變形量，并根據(jù)靜態(tài)變形量、準(zhǔn)靜態(tài)變形量和動(dòng)態(tài)變形量確定塔筒的傾斜變形方程，X(h, t) = (m+n Δ t)hr+chscos ω Δ t,其中，Δ t=t_t0,為測量時(shí)刻t相對測量周期開始時(shí)刻to的時(shí)間增量；X(h，t)為塔筒的變形方程，即塔筒的h高度處在t時(shí)刻的水平位移量；(m+n Δ t)hr為塔筒的靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)變形方程，chscos ω Δ t為塔筒的動(dòng)態(tài)變形方程;m為塔筒的靜態(tài)變形量，η為塔筒的準(zhǔn)靜態(tài)變形量，r為靜態(tài)變形指數(shù)，ω、s、c為動(dòng)態(tài)變形量,在一個(gè)周期內(nèi)基本保持穩(wěn)定。根據(jù)傳感器組中的傾斜傳感器、加速度傳感器測量得出的傾斜角和加速度，依次確定上述塔筒傾斜變形方程中的各參數(shù)變量，得出塔筒的傾斜變形方程，確定塔筒的傾斜變形曲線。
[0039]以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，設(shè)置在塔筒的內(nèi)部，所述塔筒(I)包括至少兩個(gè)連接筒(2)，相鄰兩個(gè)連接筒相接觸的端部分別設(shè)有法蘭(3)，通過螺栓(4)將兩個(gè)連接筒上的法蘭固定連接，其特征在于，所述塔筒傾斜測量裝置包括支架(5)和若干傳感器組(6)，在至少一個(gè)連接筒的筒內(nèi)壁上至少設(shè)有一個(gè)支架(5)，在所述支架上設(shè)有若干傳感器組(6);所述支架(5)包括支架板(7)，所述支架板(7)與連接筒的筒內(nèi)壁相固定，在支架板(7)上間隔設(shè)有若干傳感器組￠)，所述傳感器組(6)在支架板(7)上均勻分布；所述的傳感器組(6)包括傾斜傳感器(12)和加速度傳感器(13)，所述的傾斜傳感器(12)、加速度傳感器(13)設(shè)置在支架板(2)的邊緣處，即靠近支架板與筒內(nèi)壁相接觸處，并且沿著支架板的圓形邊緣均勻分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，其特征在于，所述支架板(7)為圓環(huán)形板或者實(shí)心圓形板，支架板的外徑與筒內(nèi)壁的內(nèi)徑相匹配，所述支架板(7)與連接筒的筒內(nèi)壁通過螺栓固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，其特征在于，所述支架(5)還包括支撐支架板的若干個(gè)支撐架(8)，支撐架(8)沿筒內(nèi)壁均勻設(shè)置在支架板的底部，所述支撐架(8)為三角形，所述支撐架的兩條直角邊分別與筒內(nèi)壁、支架板相固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，其特征在于，所述塔筒傾斜測量裝置還包括設(shè)置在支架(5)上的數(shù)據(jù)控制裝置，所述若干傳感器組(6)分別與數(shù)據(jù)控制裝置連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)控制裝置包括接收/發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)信號的收發(fā)控制器(9)、對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行收集的數(shù)據(jù)收集器(10)和監(jiān)控中心(11)，所述若干傳感器組(6)分別通過傳感器連接線與收發(fā)控制器(9)連接，所述收發(fā)控制器(9)通過數(shù)據(jù)收集器(10)與監(jiān)控中心(11)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，其特征在于，所述傳感器組(6)包括傾斜傳感器(12)和加速度傳感器(13)，所述傾斜傳感器(12)和加速度傳感器(13)分別通過傳感器連接線與收發(fā)控制器(9)連接，所述收發(fā)控制器(9)通過數(shù)據(jù)收集器(10)與監(jiān)控中心(11)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，其特征在于，所述加速度傳感器(13)設(shè)置在傾斜傳感器(12)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜測量裝置，其特征在于，所述加速度傳感器(13)與傾斜傳感器(12)為相鄰設(shè)置，所述若干個(gè)相鄰設(shè)置的加速度傳感器(13)和傾斜傳感器(12)間隔設(shè)置在支架板上。
【文檔編號】F03D11/00GK203948229SQ201420116700
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】苗繼春, 趙建軍, 李剛, 李宏斌 申請人:北京唐浩電力工程技術(shù)研究有限公司, 赤峰華源新力科技有限公司