風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，用于在不增加風(fēng)機(jī)成本的前提下，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。本發(fā)明實(shí)施例中，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括：至少一對(duì)配合使用的開關(guān)和固定塊，所述開關(guān)固定在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的固定支架上；所述固定塊設(shè)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上；所述固定塊隨所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，以與所述開關(guān)規(guī)律觸發(fā)得到特定時(shí)間段的第一葉輪方位值；旋轉(zhuǎn)編碼器，用于得到在所述特定時(shí)間段的第二葉輪方位值；對(duì)應(yīng)的所述第一葉輪方位值與所述第二葉輪方位值相比較，當(dāng)兩者差值的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)閾值、且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行預(yù)警或停機(jī)操作。本發(fā)明主要用在風(fēng)機(jī)領(lǐng)域。
【專利說明】風(fēng)力發(fā)電機(jī)組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越得到世界各國的重視，其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(簡稱風(fēng)機(jī))是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其包括埋入地下的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上固定有塔筒，塔筒上設(shè)有風(fēng)機(jī)機(jī)艙。風(fēng)機(jī)機(jī)艙包括本體，本體內(nèi)設(shè)有發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子同軸連接有輪轂，所述輪轂上設(shè)有特定數(shù)量的葉片，葉片隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠帶動(dòng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，最后使發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。
[0003]在機(jī)組滿發(fā)過程中，無論外界風(fēng)力大小，均需使風(fēng)機(jī)的葉輪(包括輪轂和葉片)保持恒定的轉(zhuǎn)速。為此在風(fēng)機(jī)中應(yīng)用了變槳控制系統(tǒng)，同時(shí)將葉片根部載荷以及葉輪方位角引入控制系統(tǒng)形成獨(dú)立變槳系統(tǒng)，以使風(fēng)機(jī)的各個(gè)葉片不斷調(diào)整其自身的槳距角，從而實(shí)現(xiàn)獨(dú)立變槳控制。風(fēng)機(jī)中通常通過安裝在滑環(huán)中的旋轉(zhuǎn)編碼器來測量葉輪方位角等參數(shù)，并將測量值應(yīng)用于獨(dú)立變槳控制系統(tǒng)中，以確保風(fēng)機(jī)上的變槳裝置根據(jù)葉輪方位角來實(shí)時(shí)對(duì)葉片進(jìn)行變槳控制，以使葉片變槳到位。
[0004]在長期使用上述一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的過程中，當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)可能反饋一個(gè)不準(zhǔn)確的葉輪方位角，風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的變槳裝置根據(jù)不準(zhǔn)確的葉輪方位角變槳時(shí)，會(huì)導(dǎo)致葉片變槳不到位，嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生斷槳、齒輪帶斷裂等事故。
[0005]當(dāng)然，可以在風(fēng)機(jī)中增設(shè)多個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，從而通過各個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器反饋的葉輪方位角是否相同來檢測旋轉(zhuǎn)編碼器是否存在故障，但是旋轉(zhuǎn)編碼器的自身成本較高，此種方式大大的增加了風(fēng)機(jī)的成本，實(shí)用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，用于在不增加風(fēng)機(jī)成本的前提下，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括:至少一對(duì)配合使用的開關(guān)和固定塊，所述開關(guān)固定在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的固定支架上；所述固定塊設(shè)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上；所述固定塊隨所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，以與所述開關(guān)規(guī)律觸發(fā)得到特定時(shí)間段的第一葉輪方位值；旋轉(zhuǎn)編碼器，用于得到在所述特定時(shí)間段的第二葉輪方位值；對(duì)應(yīng)的所述第一葉輪方位值與所述第二葉輪方位值相比較，當(dāng)兩者差值的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)閾值、且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行預(yù)警或停機(jī)操作。
[0009]具體可以為，所述開關(guān)包括第一接近開關(guān)及第二接近開關(guān)；所述固定塊包括與所述第一接近開關(guān)相配合的固定擋塊及與所述第二接近開關(guān)相配合的多個(gè)固定螺栓；多個(gè)所述固定螺栓在同一圓周線上間隔、等距均勻排布。
[0010]為了方便第一方位值的獲取，所述固定擋塊與多個(gè)所述固定螺栓中的其中一個(gè)共半徑設(shè)置，且所述固定擋塊位于所述固定螺栓外圓周側(cè)；所述第一接近開關(guān)與所述第二接近開關(guān)共半徑設(shè)置，且所述第一接近開關(guān)的初始位置對(duì)應(yīng)所述固定擋塊所在位置。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例提供的固定擋塊、第一接近開關(guān)及第二接近開關(guān)的類型為多種，其中一種為:所述固定擋塊為磁性裝置；所述第一接近開關(guān)及第二接近開關(guān)均采用渦流式接近開關(guān)、電容式接近開關(guān)和光電式接近開關(guān)中的任意一種。
[0012]優(yōu)選地，所述固定支架為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的剎車盤支架。
[0013]在實(shí)際操作時(shí)，所述特定時(shí)間段包括:第一時(shí)間段tl，所述第一時(shí)間段為所述固定擋塊與所述第一接近開關(guān)規(guī)律觸發(fā)，相鄰兩次觸發(fā)之間的時(shí)間；第二時(shí)間段t2，所述第二時(shí)間段為多個(gè)所述固定螺栓與所述第二接近開關(guān)規(guī)律觸發(fā)，在相鄰兩個(gè)固定螺栓之間觸發(fā)所需的時(shí)間。
[0014]對(duì)應(yīng)地，所述第一葉輪方位值包括:第一參數(shù)值，所述第一參數(shù)值為所述第一時(shí)間段內(nèi)的平均葉片角速度ω I ;第二參數(shù)值，所述第二參數(shù)值為所述第二時(shí)間段內(nèi)的平均葉片角速度《2 ;所述第二葉輪方位值包括:第一參考值，所述第一參考值為所述旋轉(zhuǎn)編碼器在所述第一時(shí)間段的平均葉片角速度《I';第二參考值，所述第二參考值為所述旋轉(zhuǎn)編碼器在所述第二時(shí)間段的平均葉片角速度ω2'。
[0015]其中，特定時(shí)間、第一葉輪方位值及第二葉輪方位值具體還可以包括:所述特定時(shí)間段還包括:第三時(shí)間段t3，所述第三時(shí)間段t3=n*t2，其中η為自然數(shù)；所述第一葉輪方位值還包括:第三參數(shù)值，所述第三參數(shù)值為所述第二開關(guān)與所述固定螺栓規(guī)律觸發(fā)在所述第三時(shí)間段末葉片相對(duì)所述初始位置的角度Θ I ;所述第二葉輪方位值還包括:第三參考值，所述第三參考值為旋轉(zhuǎn)編碼器在所述第三時(shí)間段末葉片相對(duì)所述初始位置的角度Θ I'。
[0016]具體比較結(jié)果可以 為，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行預(yù)警操作的條件為:條件1，ω?-ω?' I大于等于預(yù)設(shè)閾值、且該種情況在所述規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等
于預(yù)設(shè)次數(shù)；條件2，|ω2_ω2' I大于等于預(yù)設(shè)閾值、且該種情況在所述規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)；條件3，I Θ 1- Θ I' I大于等于預(yù)設(shè)閾值、且該種情況在所述規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)；所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行停機(jī)操作的條件為:條件4，當(dāng)條件1、條件2、條件3中任意兩個(gè)和/或三個(gè)同時(shí)發(fā)生。
[0017]其中，在所述條件I下，所述預(yù)設(shè)閾值為1.5度每秒，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為3次；在所述條件2下，所述預(yù)設(shè)閾值為I度每秒，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為3次；在所述條件3下，所述預(yù)設(shè)閾值為I度，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為3次。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，通過在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的固定支架上設(shè)置至少一個(gè)開關(guān)，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上設(shè)置與開關(guān)相配合的固定塊，從而當(dāng)固定塊隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠通過固定塊與開關(guān)的規(guī)律觸發(fā)得到在特定時(shí)間段的第一葉輪方位值；與此同時(shí)，在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，設(shè)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的旋轉(zhuǎn)編碼器能夠得到在上述特定時(shí)間段的第二葉輪方位值；最后通過第一葉輪方位值與第二葉輪方位值中相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)兩者差值的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)的某一閾值、且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)該種情況累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行預(yù)警或停機(jī)操作。由此分析可知，通過開關(guān)與固定塊的配合得到的第一葉輪方位值與旋轉(zhuǎn)編碼器得到的第二葉輪方位值的簡單比較，兩者差值的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)的某一閾值、且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)該種情況累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，能夠得出兩者中其中有一個(gè)的葉輪方位值不準(zhǔn)確，即旋轉(zhuǎn)編碼器可能未反映真實(shí)的葉輪方位值，此時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組則預(yù)警或停機(jī)以提示技術(shù)人員對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行維護(hù)，則避免了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)不準(zhǔn)確的葉輪方位角進(jìn)行變槳操作而發(fā)生事故，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全性；同時(shí)開關(guān)、固定塊相比現(xiàn)有技術(shù)中增設(shè)多個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器來說，有效地節(jié)約了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中葉輪方位值計(jì)算、比較的整體流程圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的條件I下的流程圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的條件2下的流程圖；
[0023]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的條件3下的流程圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的條件4下的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，如圖1所示，包括:至少一對(duì)配合使用的開關(guān)11和固定塊14，開關(guān)11固定在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的固定支架12上；固定塊14設(shè)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13上；固定塊14隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動(dòng)，以與開關(guān)11規(guī)律觸發(fā)得到特定時(shí)間段的第一葉輪方位值；旋轉(zhuǎn)編碼器(圖1中未示出)，用于得到在特定時(shí)間段的第二葉輪方位值；其中，對(duì)應(yīng)的第一葉輪方位值與第二葉輪方位值相比較，當(dāng)兩者差值的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)閾值、且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行預(yù)警或停機(jī)操作。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，通過在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的固定支架上設(shè)置至少一個(gè)開關(guān)，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上設(shè)置與開關(guān)相配合的固定塊，從而當(dāng)固定塊隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠通過固定塊與開關(guān)的規(guī)律觸發(fā)得到在特定時(shí)間段的第一葉輪方位值；與此同時(shí)，在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，設(shè)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的旋轉(zhuǎn)編碼器能夠得到在上述特定時(shí)間段的第二葉輪方位值；最后通過第一葉輪方位值與第二葉輪方位值中相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)兩者差值的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)的某一閾值、且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)該種情況累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行預(yù)警或停機(jī)操作。由此分析可知，通過開關(guān)與固定塊的配合得到的第一葉輪方位值與旋轉(zhuǎn)編碼器得到的第二葉輪方位值的簡單比較，兩者差值的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)的某一閾值、且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)該種情況累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，能夠得出兩者中其中有一個(gè)的葉輪方位值不準(zhǔn)確，即旋轉(zhuǎn)編碼器可能未反映真實(shí)的葉輪方位值，此時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組則預(yù)警或停機(jī)以提示技術(shù)人員對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行維護(hù)，則避免了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)不準(zhǔn)確的葉輪方位角進(jìn)行變槳操作而發(fā)生事故，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全性；同時(shí)開關(guān)、固定塊相比現(xiàn)有技術(shù)中增設(shè)多個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器來說，有效地節(jié)約了成本。
[0028]此處說明，圖1為本發(fā)明的簡易示意圖，僅為了說明開關(guān)與固定塊的相對(duì)位置關(guān)系，圖1中的虛線指示兩者能夠在此種相對(duì)位置關(guān)系下發(fā)生觸發(fā)。
[0029]在實(shí)際應(yīng)用旋轉(zhuǎn)編碼器(以下簡稱旋編)時(shí)，主要應(yīng)用其測量葉輪的方位角并參考該方位角對(duì)葉片進(jìn)行變槳操作，通過旋編得到的葉輪方位角可以計(jì)算得葉輪方位值，其中葉輪方位值主要包括葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)速率，即葉片角速度，還包括葉片的所在位置，即葉片從初始位置開始在一定時(shí)間段內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度，或與初始位置的相對(duì)角度。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(以下簡稱風(fēng)機(jī))中葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)、輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)電機(jī)主軸等的轉(zhuǎn)動(dòng)均為同步進(jìn)行，因此葉輪方位值也可以定義為葉片方位值，便于理解，本實(shí)施中采用此種定義方式。
[0030]具體地，在為了節(jié)約成本而不使用額外的旋編得到葉片方位值的前提下，可以采用使用接近開關(guān)的方式來進(jìn)行葉片方位值的獲取，其中接近開關(guān)是用于實(shí)現(xiàn)檢測、控制并與輸出環(huán)節(jié)全盤無觸點(diǎn)化的新型開關(guān)元件，當(dāng)其接近某一物體時(shí)，即能夠發(fā)出控制信號(hào)。鑒于此，且葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，會(huì)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動(dòng)，考慮到空間的合理利用，如圖1所示，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子13上設(shè)置一個(gè)固定擋塊141，相應(yīng)的需要在風(fēng)機(jī)的固定支架12上設(shè)置一個(gè)第一接近開關(guān)111，從而當(dāng)轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定擋塊141轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠使固定擋塊141與第一接近開關(guān)111發(fā)生規(guī)律觸發(fā)，且由于是轉(zhuǎn)動(dòng)，則以第一接近開關(guān)111與固定擋塊141相對(duì)的位置為初始位置，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，兩者之間則觸發(fā)一次，則相鄰兩次觸發(fā)的時(shí)間定為第一時(shí)間段tl，觸發(fā)次數(shù)定為nl。其中，固定支架12可以為風(fēng)機(jī)中的剎車盤支架，也可以為風(fēng)機(jī)中固定不動(dòng)的其它結(jié)構(gòu)件。
[0031]為了充分保證風(fēng)機(jī)的運(yùn)行的安全性，通?？梢栽诓辉黾映杀炯安贾秒y度的情況下，通過增設(shè)幾個(gè)參考量來提高比較的準(zhǔn)確性。因此，本實(shí)施例中，可以在固定支架12上設(shè)置第二接近開關(guān)112，相應(yīng)的在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13上設(shè)置另一個(gè)固定擋塊，然而在實(shí)際操作的過程中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的端側(cè)(與第一開關(guān)對(duì)應(yīng)的固定擋塊同側(cè))通常設(shè)有多個(gè)固定螺栓142，從而可以通過將該固定螺栓142作為對(duì)應(yīng)第二接近開關(guān)112的固定擋塊。具體地，固定螺栓142可以為m個(gè)，一般為60個(gè)或者更多個(gè)(圖1中僅為一種示意圖，通常為偶數(shù)個(gè))，且在同一圓周線上等距、間隔的分布，從而當(dāng)轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定螺栓142轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠使固定螺栓142與第二接近開關(guān)112發(fā)生規(guī)律觸發(fā)(每個(gè)固定螺栓142均與第二接近開關(guān)112觸發(fā))，且由于固定螺栓142隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，則以第二接近開關(guān)112與其中一個(gè)固定螺栓142相對(duì)的位置為初始位置，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，兩者之間則觸發(fā)m次，則相鄰兩個(gè)固定螺栓142觸發(fā)兩次的時(shí)間定為第二時(shí)間段t2，觸發(fā)次數(shù)定為n2。
[0032]根據(jù)兩個(gè)開關(guān)的不同，所得到葉片的第一方位值也不同。對(duì)應(yīng)地，第一時(shí)間段tl內(nèi)根據(jù)觸發(fā)時(shí)間和次數(shù)，可以得到第一時(shí)間段tl內(nèi)平均葉片角速度ω?，即第一參數(shù)值，該
1 = 360-?1360 (一圈時(shí)間為u，轉(zhuǎn)過角度為360)。第二時(shí)間段t2內(nèi)根據(jù)觸發(fā)時(shí)間和次 /I * nl /I
數(shù)，可以得到第二時(shí)間段t2內(nèi)平均葉片角速度ω 2，即，第二參數(shù)值，該似2 = H (與ω I




mx'il
運(yùn)算原理相同)。
[0033]上述ω?和ω 2分別通過第一接近開關(guān)111與第二接近開關(guān)112獲得，當(dāng)然，也可以再增設(shè)多個(gè)接近開關(guān)獲得更多個(gè)不同時(shí)間段的平均葉片角速度。其中，也可以通過設(shè)置不同接近開關(guān)及固定塊來獲得相同時(shí)間段的平均葉片角速度，但是在通過對(duì)應(yīng)的兩個(gè)值進(jìn)行比較時(shí)，通過不同時(shí)間段獲得的值，能夠增加結(jié)果的比對(duì)性，準(zhǔn)確性高。[0034]在葉片第一方位值與第二方位值中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較時(shí)，需要在同一時(shí)間段獲得的數(shù)據(jù)值進(jìn)行比較，即第一時(shí)間段tl的葉片角速度ω I需要與第一時(shí)間段tl的第一參考值進(jìn)行比較，第一參考值定為平均葉片角速度ω?'，該ω?'通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的旋編獲得，根據(jù)旋編采集數(shù)據(jù)與主控內(nèi)部設(shè)計(jì)算法，同時(shí)考慮需要在第一時(shí)間段tl內(nèi)，則
似。其中，ω?/對(duì)應(yīng)的第一時(shí)間段tl為葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的整個(gè)時(shí)間段中任意
一個(gè)滿足第一時(shí)間段tl的時(shí)間段，通常采用與第一開關(guān)相同的初始位置開始計(jì)算，保證同步性。
[0035]相應(yīng)地，第二時(shí)間段t2的葉片角速度ω 2需要與第二時(shí)間段t2的第二參考值進(jìn)行比較，此第二參考值定為平均葉片角速度ω2'，該ω2'通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的旋編獲得，根據(jù)旋編采集數(shù)據(jù)與主控內(nèi)部設(shè)計(jì)算法，同時(shí)考慮需要考慮在第二時(shí)間段t2內(nèi)，對(duì)應(yīng)的第二時(shí)間段口為葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的整個(gè)時(shí)間段中任意一個(gè)滿足第二時(shí)間段t2的時(shí)間段，通常采用與第一開關(guān)相同的初始位置開始計(jì)算，保證同步性。
[0036]在通過接近開關(guān)與旋編分別得到相同時(shí)間段的上述平均葉片角速度后，可以直接進(jìn)行比較，以使風(fēng)機(jī)根據(jù)比較結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的操作。當(dāng)然，為了更好地提高比較結(jié)果的實(shí)用性，可以增加新的對(duì)比量，即葉片從初始位置開始轉(zhuǎn)過的角度或與初始位置之間的角度差值。
[0037]此處需要對(duì)第一、第二接近開關(guān)(111，112)，固定擋塊141等的初始位置做說明，為了方便統(tǒng)計(jì)相鄰兩次觸發(fā)的時(shí)間差，且由于風(fēng)機(jī)中的旋編是在葉片開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)時(shí)地獲取葉片的角速度等數(shù)值，因此可以將固定擋塊141與多個(gè)固定螺栓142中的其中一個(gè)共線設(shè)置，同時(shí)第一接近開關(guān)111與第二接近開關(guān)112可以共線設(shè)置，則可以將第一接近開關(guān)111的初始位置定為與固定擋塊141相對(duì)應(yīng)的位置(此時(shí)第二接近開關(guān)112的初始位置與第一接近開關(guān)111共線)，保證了獲取第一方位值及第二方位值的同步性，且在初始位置第一、第二接近開關(guān)(111，112)不觸發(fā)，觸發(fā)次數(shù)為0，同時(shí)葉片所在的位置(角度)定為O (O度)。
[0038]在初始位置得到的觸發(fā)次數(shù)等參數(shù)為第一方位值的初始值，此時(shí)通過旋編得到的第二方位值的各項(xiàng)初始者也為O (風(fēng)機(jī)未啟動(dòng)或從某一時(shí)刻清零開始算起)。
[0039]其中，第一時(shí)間段tl和第二時(shí)間段t2的統(tǒng)計(jì)，也可以是從初始位置開始到觸發(fā)一次時(shí)的時(shí)間差。另外，優(yōu)選地，固定擋塊141可以位于螺栓外圓周側(cè)，相應(yīng)的，第一接近開關(guān)111位于第二接近開關(guān)112的外側(cè)(沿背離圓心方向)，從而合理利用的布置空間，使第一接近開關(guān)111與固定擋塊141觸發(fā)更加平穩(wěn)，間接提高了 ω I的精度。當(dāng)然，第一接近開關(guān)111與第二接近開關(guān)112的相對(duì)位置僅為了方便同時(shí)更加準(zhǔn)確的獲得第一方位值的數(shù)據(jù)，不做具體限定。
[0040]上述實(shí)施例已經(jīng)提到，可以增加葉片從初始位置開始轉(zhuǎn)過的角度或與初始位置之間的角度差值來作為新的對(duì)比量，由于是圓周運(yùn)動(dòng)，因此以后者為例來說明。第一時(shí)間段tl為一個(gè)固定擋塊141與一個(gè)第一接近開關(guān)111觸發(fā)得到的，則葉片從初始位置開始，每轉(zhuǎn)過一圈(360度)，才得到第一時(shí)間段tl，且觸發(fā)次數(shù)nl依次加I ;而第二時(shí)間段t2為m個(gè)固定螺栓142中，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)使第二接近開關(guān)112從一個(gè)固定螺栓142到達(dá)另一個(gè)相鄰固定螺栓142的時(shí)間，即在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)不足一圈的情況下，仍能得到第二時(shí)間段t2，相應(yīng)的觸發(fā)次數(shù)n2依次加I (此時(shí)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)角度最小為相鄰兩個(gè)固定螺栓142之間的圓心角)。由此分析可知，在葉片從初始位置轉(zhuǎn)過的角度小于360度時(shí)，無法通過第一接近開關(guān)111與固定擋塊141的配合來獲得葉片轉(zhuǎn)過的角度，因此，在計(jì)算葉片轉(zhuǎn)過后相對(duì)初始位置的角度時(shí)，以第二接近開關(guān)112與多個(gè)固定螺栓142的配合來獲得。
[0041]具體地，從觸發(fā)次數(shù)為O的初始位置開始，以當(dāng)正好觸發(fā)n2次時(shí)結(jié)束，避免第二接近開關(guān)112位于相鄰兩個(gè)固定螺栓142之間而產(chǎn)生角度與觸發(fā)次數(shù)的不對(duì)應(yīng)。其中，以



360*?2
Θ I表示葉片相對(duì)初始位置的夾角，則第三參數(shù)值，即角度糾--360^1，這其中，


m
在葉片從初始位置轉(zhuǎn)過的總角度大于360度時(shí)，其與初始位置的相對(duì)角度需要減去一個(gè)或多個(gè)整圈的角度。
[0042]與Θ I進(jìn)行相比較的應(yīng)該是旋編相同時(shí)間內(nèi)所計(jì)算得到的葉片相對(duì)初始位置的夾角Θ1'，即第三參考值，該角度Θ I' =θ (n2*t2)。而在進(jìn)行Θ I與Θ I'比較時(shí)，需要保證兩者是在同一時(shí)間內(nèi)的比較，而Θ I需要滿足n2與nl均為整數(shù)的情況，則從初始位置開始，兩者的比較可以是在I個(gè)第二時(shí)間段t2末，2個(gè)第二時(shí)間段2t2末，3第二時(shí)間段3t2末.的比較，以此類推，對(duì)應(yīng)的第三時(shí)間段t3=n*t2，其中η為自然數(shù)。其中需要注意的是，I個(gè)第二時(shí)間段t2內(nèi)第二開關(guān)觸發(fā)一次，n2=l，而此時(shí)第一開關(guān)未觸發(fā)，nl=0,而當(dāng)n2=m時(shí)，nl=l,當(dāng) m〈n2〈2m 時(shí)，nl=l,當(dāng) n2=2m 時(shí)，nl=2,依次類推。
[0043]下面根據(jù)圖2和上述實(shí)施例得到的各個(gè)參數(shù)值ω 1、ω2、ω?'、ω2'、Θ1及θ I'進(jìn)行比較，來確定旋編是否反映的真實(shí)葉輪方位值，同時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行相應(yīng)的操作。
[0044]條件1，參照?qǐng)D3，第一時(shí)間段tl內(nèi)的ω?與ω?'相比較，計(jì)算兩個(gè)角速度的差值的絕對(duì)值，即I ω?-ω?' I的值。其中絕對(duì)值避免了負(fù)數(shù)的出現(xiàn)，便于計(jì)算、比較。之后，將|ω1-ω1' I的值與第一定值1.5度每秒(1.5deg/s)進(jìn)行比較,如果I ω 1-ω I' |的值大于等于1.5度每秒，同時(shí)在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于3次，則風(fēng)機(jī)執(zhí)行預(yù)警命令，否則風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。
[0045]其中，1.5deg/s及3次為技術(shù)人員通過經(jīng)驗(yàn)或多次試驗(yàn)獲得的值，當(dāng)然也可以為其他有效數(shù)值。且葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，會(huì)有多個(gè)第一時(shí)間段tl的產(chǎn)生(葉片從初始位置每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)第一時(shí)間段tl)，且每次產(chǎn)生的第一時(shí)間段tl的數(shù)值也可能存在差異(相差不大，對(duì)于數(shù)值偏差較大的值可以直接排除)，通常取50個(gè)第一時(shí)間段tl，即上述規(guī)定時(shí)間范圍，來進(jìn)行發(fā)生次數(shù)的累計(jì)，足以保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性。
[0046]另外，該種情況下，即使I ω 1-ω I’ |的值大于1.5deg/s的情況累計(jì)發(fā)生3次或以上(不宜過多)，也可能是其它因素干擾造成的，例如雜質(zhì)等，因此風(fēng)機(jī)僅發(fā)出預(yù)警命令，技術(shù)人員可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或數(shù)據(jù)來判斷是否對(duì)旋編、接近開關(guān)或其它零部件進(jìn)行停機(jī)檢修。
[0047]條件2，參照?qǐng)D4，第二時(shí)間段t2內(nèi)的ω2與ω2,相比較，計(jì)算兩個(gè)角速度的差值的絕對(duì)值，即I ω2-ω2' |的值。其中絕對(duì)值避免了負(fù)數(shù)的出現(xiàn)，便于計(jì)算、比較。之后，將
ω2_ω2' I的值與第二定值I度每秒(ldeg/s)進(jìn)行比較，如果| ω 2_ ω 2' |的值大于等于I度每秒，同時(shí)在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于3次，則風(fēng)機(jī)執(zhí)行預(yù)警命令，否則風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。[0048]其中，ldeg/s和3次為技術(shù)人員通過經(jīng)驗(yàn)或多次試驗(yàn)獲得的值，當(dāng)然也可以為其他有效數(shù)值。且葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，會(huì)有多個(gè)第二時(shí)間段t2的產(chǎn)生(葉片從初始位置每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)m個(gè)第二時(shí)間段t2)，且每次產(chǎn)生的第二時(shí)間段t2的數(shù)值也可能存在差異(相差不大，對(duì)于數(shù)值偏差較大的值可以直接排除)，通常取50*m個(gè)第二時(shí)間段t2，即上述規(guī)定范圍，來進(jìn)行發(fā)生次數(shù)的累計(jì)，足以保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性。
[0049]另外，該種情況下，即使I ω2_ω2’ |的值大于ldeg/s的情況累計(jì)發(fā)生3次或以上(不宜過多)，也可能是其它因素干擾造成的，例如雜質(zhì)、水滴等，因此風(fēng)機(jī)僅發(fā)出預(yù)警命令，技術(shù)人員可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或數(shù)據(jù)來判斷是否對(duì)旋編、接近開關(guān)或其它零部件進(jìn)行停機(jī)檢修。
[0050]條件3，角度
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，包括: 至少一對(duì)配合使用的開關(guān)和固定塊，所述開關(guān)固定在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的固定支架上；所述固定塊設(shè)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上；所述固定塊隨所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，以與所述開關(guān)規(guī)律觸發(fā)得到特定時(shí)間段的第一葉輪方位值； 旋轉(zhuǎn)編碼器，用于得到在所述特定時(shí)間段的第二葉輪方位值； 對(duì)應(yīng)的所述第一葉輪方位值與所述第二葉輪方位值相比較，當(dāng)兩者差值的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)閾值、且在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行預(yù)警或停機(jī)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述開關(guān)包括第一接近開關(guān)及第二接近開關(guān)；所述固定塊包括與所述第一接近開關(guān)相配合的固定擋塊及與所述第二接近開關(guān)相配合的多個(gè)固定螺栓； 多個(gè)所述固定螺栓在同一圓周線上間隔、等距均勻排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述固定擋塊與多個(gè)所述固定螺栓中的其中一個(gè)共半徑設(shè)置，且所述固定擋塊位于所述固定螺栓外圓周側(cè)； 所述第一接近開關(guān)與所述第二接近開關(guān)共半徑設(shè)置，且所述第一接近開關(guān)的初始位置對(duì)應(yīng)所述固定擋塊所在位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述固定擋塊為磁性裝置；所述第一接近開關(guān)及第二接近開關(guān)均采用渦流式接近開關(guān)、電容式接近開關(guān)和光電式接近開關(guān)中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述固定支架為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的剎車盤支架。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述特定時(shí)間段包括: 第一時(shí)間段tl，所述第一時(shí)間段為所述固定擋塊與所述第一接近開關(guān)規(guī)律觸發(fā)，相鄰兩次觸發(fā)之間的時(shí)間； 第二時(shí)間段t2，所述第二時(shí)間段為多個(gè)所述固定螺栓與所述第二接近開關(guān)規(guī)律觸發(fā)，在相鄰兩個(gè)固定螺栓之間觸發(fā)所需的時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于， 所述第一葉輪方位值包括: 第一參數(shù)值，所述第一參數(shù)值為所述第一時(shí)間段內(nèi)的平均葉片角速度《I ; 第二參數(shù)值，所述第二參數(shù)值為所述第二時(shí)間段內(nèi)的平均葉片角速度《2 ； 所述第二葉輪方位值包括: 第一參考值，所述第一參考值為所述旋轉(zhuǎn)編碼器在所述第一時(shí)間段的平均葉片角速度ω I,； 第二參考值，所述第二參考值為所述旋轉(zhuǎn)編碼器在所述第二時(shí)間段的平均葉片角速度ω 2'。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述特定時(shí)間段還包括: 第三時(shí)間段t3，所述第三時(shí)間段t3=n*t2，其中η為自然數(shù)； 所述第一葉輪方位值還包括: 第三參數(shù)值，所述第三參數(shù)值為所述第二開關(guān)與所述固定螺栓規(guī)律觸發(fā)在所述第三時(shí)間段末葉片相對(duì)所述初始位置的角度ΘI; 所述第二葉輪方位值還包括: 第三參考值，所述第三參考值為旋轉(zhuǎn)編碼器在所述第三時(shí)間段末葉片相對(duì)所述初始位置的角度Θ I'。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行預(yù)警操作的條件為: 條件1，I ω?-ω?' I大于等于預(yù)設(shè)閾值、且該種情況在所述規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)； 條件2，I ω2-ω2/ |大于等于預(yù)設(shè)閾值、且該種情況在所述規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)； 條件3，I θ 1-Θ I' I大于等于預(yù)設(shè)閾值、且該種情況在所述規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)累計(jì)發(fā)生次數(shù)大于等于預(yù)設(shè)次數(shù)； 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行停機(jī)操作的條件為: 條件4，當(dāng)條件1、條件2、條件3中任意兩個(gè)和/或三個(gè)同時(shí)發(fā)生。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，在所述條件I下，所述預(yù)設(shè)閾值為1.5度每秒，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為3次； 在所述條件2下，所述預(yù)設(shè)閾值為I度每秒，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為3次； 在所述條件3下，所述預(yù)設(shè)閾.值為I度，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為3次。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK103470453SQ201310400080
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】李波 申請(qǐng)人:北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司