風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置制造方法
【專利摘要】一種風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置，包括：信號采集模塊安裝在風力發(fā)電機葉片上，采集葉片的振動信號；數(shù)據(jù)處理模塊包括A/D轉換器及信息處理器，A/D轉換器與信號采集模塊連接，將振動信號換成數(shù)字信號后送入信息處理器；信息處理器與葉片保護模塊相連，將數(shù)字信號與預設的振動邊界信號比較，當判定數(shù)字信號大于振動邊界信號時，發(fā)出控制信號啟動葉片保護模塊；葉片保護模塊被啟動后發(fā)出報警信號，并使風力發(fā)電機停止工作；無線傳輸模塊與信息處理器及監(jiān)控終端相連，將數(shù)據(jù)經無線網絡發(fā)送到監(jiān)控終端；監(jiān)控終端用于接收并顯示數(shù)據(jù)。通過對葉片振動狀態(tài)進行測量及處理，減少風機的運行故障率，保證風力發(fā)電機組運行的安全性和穩(wěn)定性。
【專利說明】風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風力發(fā)電機葉片狀態(tài)檢測領域，尤其涉及一種針對風力發(fā)電機葉片振動進行測量及保護的裝置。

【背景技術】
[0002]風能是一種可再生能源，風力發(fā)電對環(huán)境污染小、自動化程度高、易于實現(xiàn)遠程控制，可滿足人口稀少、電網不易到達地區(qū)的用電，因此，風力發(fā)電具有重要的經濟效益和社會效益。
[0003]葉片是風力發(fā)電機組的關鍵部件，葉片在旋轉過程中受力的改變，以及風力狀況的不穩(wěn)定，這些都會引起風力發(fā)電機的振動。另外，由于葉片長度的增加以及新型復合材料的使用而使葉片變得更加柔性，從而使得對其振動特性的監(jiān)測變得更加重要。風力發(fā)電機葉片的劇烈振動會導致葉片上裂紋的產生，如果沒有有效地控制振動，有可能造成整個葉片的斷裂失效，從而造成巨大的經濟損失。
[0004]因此，需要對風力發(fā)電機葉片的振動進行監(jiān)測以及有效控制，以實現(xiàn)風電技術進一步的發(fā)展。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置，采用低功耗的振動采集、無線傳輸模式，對葉片振動狀態(tài)進行測量進而保護葉片。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置，包括信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、葉片保護模塊、無線傳輸模塊以及監(jiān)控終端；所述信號采集模塊安裝在風力發(fā)電機葉片上，用于采集葉片的振動信號；所述數(shù)據(jù)處理模塊包括A/D轉換器以及信息處理器；所述A/D轉換器與所述信號采集模塊連接，用于將所述振動信號經模/數(shù)轉換成數(shù)字信號后送入所述信息處理器；所述信息處理器與葉片保護模塊相連，用于將所述數(shù)字信號與預設的振動邊界信號進行比較，當判定數(shù)字信號大于預設的振動邊界信號時，發(fā)出控制信號啟動葉片保護模塊；所述葉片保護模塊被啟動后發(fā)出報警信號，并使風力發(fā)電機停止工作；所述無線傳輸模塊分別與信息處理器以及監(jiān)控終端相連，用于將所述信息處理器獲取的數(shù)據(jù)經無線網絡發(fā)送到監(jiān)控終端；所述監(jiān)控終端用于接收并顯示所述無線傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0007]進一步，所述信號采集模塊采用振動傳感器，每一葉片上沿葉片長度方向依次間隔設置有多個振動傳感器，用于采集葉片的振動信號。
[0008]所述信息處理器進一步用于將每個葉片上所有振動傳感器測量值對應的數(shù)字信號進行加權平均，并將加權結果與預設的振動邊界信號進行比較。
[0009]進一步，所述無線傳輸模塊通過W1-Fi傳輸數(shù)據(jù)。
[0010]本實用新型風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置的積極效果是:通過對葉片振動狀態(tài)進行測量及處理，當葉片振動超過設定值時，報警并停機，減少風機的運行故障率，同時提高風機的質量，提高風機標準化、通用化、系列化水平，保證風力發(fā)電機組運行的安全性和穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置的架構示意圖；
[0012]圖2是本實用新型振動傳感器安裝示意圖。

【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖對本實用新型風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置作詳細說明。
[0014]參見附圖1，本實用新型風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置包括信號采集模塊12、數(shù)據(jù)處理模塊14、葉片保護模塊16、無線傳輸模塊18以及監(jiān)控終端19。
[0015]所述信號采集模塊12安裝在風力發(fā)電機的葉片上，用于采集葉片的振動信號。優(yōu)選的，所述信號采集模塊12采用振動傳感器121，每一葉片上沿葉片長度方向依次間隔設置有多個振動傳感器121，用于采集葉片的振動信號。參見圖2，振動傳感器安裝示意圖；在葉片10的葉尖、葉中和葉根三個部位各安裝一個振動傳感器來采集葉片的振動信息，振動傳感器能夠靈活地與無線傳感網絡節(jié)點配接，更好的檢測葉片10的振動狀態(tài)。
[0016]所述數(shù)據(jù)處理模塊14包括A/D轉換器141以及信息處理器142。
[0017]所述A/D轉換器141與所述信號采集模塊12無線連接，用于將所述振動信號經模/數(shù)轉換成數(shù)字信號后送入所述信息處理器142。
[0018]所述信息處理器142與所述A/D轉換器141以及葉片保護模塊16相連，用于將所述數(shù)字信號與預設的振動邊界信號進行比較，當判定數(shù)字信號大于預設的振動邊界信號時，發(fā)出控制信號啟動葉片保護模塊16。當所述信號采集模塊12包括多個振動傳感器時，A/D轉換器141將每一振動傳感器測量值轉換成數(shù)字信號，信息處理器142對轉換后的振動信號進行處理，取加權平均并將加權結果與預設的振動邊界信號進行比較。
[0019]當信息處理器142判定葉片振動超出允許范圍時，發(fā)出控制信號啟動葉片保護模塊16，葉片保護模塊16被啟動后發(fā)出報警信號，并使風力發(fā)電機停止工作，防止葉片損壞。
[0020]所述無線傳輸模塊18分別與所述信息處理器142以及監(jiān)控終端19相連，用于將所述信息處理器142獲取的數(shù)據(jù)經無線網絡發(fā)送到監(jiān)控終端19。可選的，所述無線傳輸模塊18通過W1-Fi連入局域網進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0021]所述監(jiān)控終端19用于接收并顯示所述無線傳輸模塊18傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以供監(jiān)控人員實時了解葉片的振動狀態(tài)。
[0022]本實用新型結合風力發(fā)電機情況，有針對性地開發(fā)保護葉片的振動監(jiān)測和保護裝置，當葉片振動超過設定值時，報警并停機，減少風機的運行故障率，同時提高風機的質量，提高風機標準化、通用化、系列化水平，保證風力發(fā)電機組運行的安全性和穩(wěn)定性。
[0023]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施例，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置，其特征在于，包括信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、葉片保護模塊、無線傳輸模塊以及監(jiān)控終端； 所述信號采集模塊安裝在風力發(fā)電機葉片上，用于采集葉片的振動信號，其中，所述信號采集模塊采用振動傳感器，每一葉片上沿葉片長度方向依次間隔設置有多個振動傳感器，用于采集葉片的振動信號； 所述數(shù)據(jù)處理模塊包括A/D轉換器以及信息處理器； 所述A/D轉換器與所述信號采集模塊連接，用于將所述振動信號經模/數(shù)轉換成數(shù)字信號后送入所述信息處理器； 所述信息處理器與葉片保護模塊相連，用于將所述數(shù)字信號與預設的振動邊界信號進行比較，當判定數(shù)字信號大于預設的振動邊界信號時，發(fā)出控制信號啟動葉片保護模塊；所述葉片保護模塊被啟動后發(fā)出報警信號，并使風力發(fā)電機停止工作； 所述無線傳輸模塊分別與信息處理器以及監(jiān)控終端相連，用于將所述信息處理器獲取的數(shù)據(jù)經無線網絡發(fā)送到監(jiān)控終端； 所述監(jiān)控終端用于接收并顯示所述無線傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置，其特征在于，所述信息處理器進一步用于將每個葉片上所有振動傳感器測量值對應的數(shù)字信號進行加權平均，并將加權結果與預設的振動邊界信號進行比較。
3.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機葉片振動監(jiān)測和保護裝置，其特征在于，所述無線傳輸模塊通過W1-Fi傳輸數(shù)據(jù)。
【文檔編號】F03D7/00GK204099123SQ201420126282
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】陳麗娟, 王致杰, 蘇新霞, 朱慶華, 裴澤陽 申請人:上海電機學院