專利名稱：一種風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)的保護裝置，具體是一種檢測齒輪箱低速軸轉(zhuǎn)速、并將該轉(zhuǎn)速信號直接送給變槳系統(tǒng)的測量裝置。
背景技術(shù)：
能源，是當前全人類共同面臨的一個問題。傳統(tǒng)的能源慢慢減少，已經(jīng)不能滿足人們的需求，更嚴重的是，諸如火力發(fā)電、石油、天然氣等，對環(huán)境的破壞很大，因此，開發(fā)新的清潔能源顯得相當急切。其中，風(fēng)力發(fā)電是未來的一種清潔能源，越來越得到人們的重視。用于風(fēng)力發(fā)電的通訊滑環(huán)，作為為變槳系統(tǒng)提供動力電源、傳輸控制信號和通訊功能的重要部件，它安裝在與輪轂同速同軸轉(zhuǎn)動的齒輪箱低速轉(zhuǎn)軸上。風(fēng)機超速后，通訊滑環(huán)作為傳輸信號的載體可能會失效，使得變槳系統(tǒng)不能正常接收主控發(fā)出的超速信號轉(zhuǎn)速信息，不能及時做出反應(yīng)動作，使得風(fēng)機的超速運轉(zhuǎn)不能得到及時遏制。因此，風(fēng)機存在很大的安全隱患，如何在風(fēng)機超速時、可靠地保護變槳系統(tǒng)，就顯得相當重要了。一般的解決方法是，如圖1所示，通過在通訊滑環(huán)尾部加裝編碼器，編碼器與通訊滑環(huán)軸承同步旋轉(zhuǎn)、測得風(fēng)機的轉(zhuǎn)數(shù)；編碼器測得的風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)信號輸送至主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)對該轉(zhuǎn)數(shù)信號進行處理、運算，得到單位時間內(nèi)的風(fēng)機轉(zhuǎn)速——即風(fēng)機的轉(zhuǎn)速信號；主控系統(tǒng)將該轉(zhuǎn)速信號與程序設(shè)定的風(fēng)機最高轉(zhuǎn)速值比較，若高于設(shè)定值，則表示風(fēng)機超速，主控系統(tǒng)控制單元發(fā)出快速收槳信號，通過通訊滑環(huán)傳遞給變槳系統(tǒng)，激發(fā)變槳系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)快速收槳，保護風(fēng)機。這種方式在一般情況下可以一定程度地解決風(fēng)機在超速狀態(tài)下的安全問題。但是，因為該測速過程經(jīng)過的元器件較多、通訊過程長，轉(zhuǎn)速信號要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換才能最終送入變槳系統(tǒng)、發(fā)出執(zhí)行機構(gòu)的操作信號，具有一定的延時性、而且多次轉(zhuǎn)換對信號傳輸會產(chǎn)生衰減和誤差；而且，由于國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)尚不成熟，通訊滑環(huán)滑道的通訊功能并不可靠、會受到內(nèi)部設(shè)備的干擾和外界條件的影響等，使其信號傳輸不準確，甚至于在超速情況下、通訊滑環(huán)失效，造成信號無法傳輸。如此，風(fēng)機還是存在很大的安全問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，使變槳系統(tǒng)得到完善、 可靠的超速保護。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，風(fēng)機齒輪箱低速軸上配合套接有通訊滑環(huán)，所述轉(zhuǎn)速測量裝置對應(yīng)通訊滑環(huán)設(shè)置、測量通訊滑環(huán)靜止側(cè)和轉(zhuǎn)動側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速測量裝置的信號輸出端通過通訊滑環(huán)變槳側(cè)的接插件、直接連接變槳系統(tǒng)的信號輸入端。所述轉(zhuǎn)速測量裝置包括測速傳感器和測速碼盤，測速傳感器設(shè)置在通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)的周面上、與通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)同步轉(zhuǎn)動，測速碼盤相對于通訊滑環(huán)靜止側(cè)靜止、對應(yīng)測速傳感器位置固定。所述測速碼盤設(shè)置在通訊滑環(huán)靜止側(cè)的端面或齒輪箱端蓋上。
所述測速碼盤是一個機械碼盤，該機械碼盤的幅板上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有一圈測速孔，測速傳感器是一個電感式接近開關(guān)，對應(yīng)測速孔位置設(shè)置，通過測量單位時間內(nèi)測速孔的位移、得到通訊滑環(huán)靜止側(cè)和轉(zhuǎn)動側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)速。所述測速傳感器的探頭和測速孔同心。本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是
本發(fā)明的風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，采用獨立的測量設(shè)備測得風(fēng)機齒輪箱低速軸的轉(zhuǎn)速信號、再通過通訊滑環(huán)的信號接口直接將該轉(zhuǎn)速信號傳送至變槳系統(tǒng)，而不使用通訊滑環(huán)的滑道傳輸。這種方式解決了風(fēng)機在超速狀態(tài)下的安全問題，風(fēng)機直接利用轉(zhuǎn)速信號、 有效作用到變槳系統(tǒng)實施風(fēng)機的超速保護，該通訊過程短、運算時間短、信號衰減和誤差較小、使得控制效率大大提高；而且采用通訊滑環(huán)接插件的信號輸出端傳輸，沒有通訊滑環(huán)內(nèi)部的干擾和外界條件的影響，通訊準確可靠，能夠有效地保護風(fēng)機的變槳系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)機超速保護轉(zhuǎn)速信號傳輸?shù)牧鞒淌疽鈭D； 圖2是本發(fā)明所采用的風(fēng)機超速信號傳輸流程示意圖
圖3是本發(fā)明轉(zhuǎn)速測量裝置的安裝結(jié)構(gòu)主視示意圖； 圖4是本發(fā)明轉(zhuǎn)速測量裝置的安裝結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖； 圖5是本發(fā)明測速碼盤結(jié)構(gòu)圖中標號表示1-測速碼盤，2-測速傳感器，3-安裝支架，4-過線孔，5-通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)，6-通訊滑環(huán)靜止側(cè)，7-通訊滑環(huán)主控側(cè)接插件，8-通訊滑環(huán)變槳側(cè)接插件，9-測速孔。
具體實施例方式如圖2所示，本發(fā)明公開了一種風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，該轉(zhuǎn)速測量裝置將獨立測量得到的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速信號、直接傳輸給變槳系統(tǒng)的保護回路，避開轉(zhuǎn)速信號經(jīng)過動靜轉(zhuǎn)換部套——通訊滑環(huán)的傳輸。風(fēng)機直接利用風(fēng)輪轉(zhuǎn)速信號，有效作用到變槳系統(tǒng)，實施對風(fēng)機的超速保護。如圖3 圖4所示是安裝有轉(zhuǎn)速測量裝置后的通訊滑環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，該通訊滑環(huán)設(shè)置在風(fēng)機機艙內(nèi)部、配合套接在風(fēng)機齒輪箱的低速軸，其轉(zhuǎn)動狀態(tài)對應(yīng)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動狀態(tài)，即通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5相對于通訊滑環(huán)靜止側(cè)6的轉(zhuǎn)動狀態(tài)相當于風(fēng)機齒輪箱的低速軸的轉(zhuǎn)動狀態(tài)，即通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5的轉(zhuǎn)速等于風(fēng)機轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速測量裝置對應(yīng)該通訊滑環(huán)設(shè)置，由兩部分構(gòu)成，為測速碼盤1和測速傳感器 2。測速傳感器2是一個電感接近開關(guān)，通過安裝支架3安裝設(shè)置在通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5的周面上、與通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5同步轉(zhuǎn)動。測速碼盤1相對于通訊滑環(huán)靜止側(cè)6靜止、不具有轉(zhuǎn)動的運動狀態(tài)，對應(yīng)測速傳感器2的位置固定。如圖5所示，測速碼盤1是一個機械碼盤，該機械碼盤的幅板上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有一圈測速孔9，測速碼盤1固定安裝在通訊滑環(huán)靜止側(cè)6 的端面上或齒輪箱端蓋上。對于有支撐板結(jié)構(gòu)的通訊滑環(huán)，測速碼盤1與通訊滑環(huán)的支撐板做成一體式結(jié)構(gòu)；對于沒有支撐板結(jié)構(gòu)的通訊滑環(huán)，測速碼盤1可以做成獨立的結(jié)構(gòu)，固定安裝在滑環(huán)本體上。本具體實施方式
中，測速碼盤1固定安裝在通訊滑環(huán)靜止側(cè)6的端面上、其幅板外表面對應(yīng)通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5的端面，且該測速碼盤1周圍均勻開30個測速孔9，所有測速孔 9對應(yīng)滑環(huán)中軸線的距離相同。測速傳感器2對應(yīng)測速孔9的位置設(shè)置，并且，該測速傳感器2的探頭和測速碼盤1上的測速孔9同心設(shè)置。當測速傳感器2跟隨通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5 轉(zhuǎn)動時，通過讀取經(jīng)過的測速碼盤1上的測速孔9的數(shù)量、計算出通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5實際轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，如此，計算出單位時間內(nèi)通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，即風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。由此，測速傳感器2測得風(fēng)機轉(zhuǎn)速信號。測速傳感器2的末端連接有電纜線，該電纜線通過通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)5的外周面殼體上設(shè)置的過線孔4，進入通訊滑環(huán)的內(nèi)部，從而連接通訊滑環(huán)變槳側(cè)接插件8的數(shù)據(jù)通信接口。該數(shù)據(jù)通信接口對應(yīng)風(fēng)輪輪轂內(nèi)、變槳系統(tǒng)控制元件的信號輸入端，如此，將轉(zhuǎn)速信號直接反饋給變槳系統(tǒng)，避免因通訊滑環(huán)自身的信號傳輸問題出現(xiàn)而影響風(fēng)機的安全性。變槳系統(tǒng)的控制單元接收測速傳感器2測得的風(fēng)機轉(zhuǎn)速信號，將其與預(yù)設(shè)的超速轉(zhuǎn)速臨界值進行比較、運算，對變槳系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出操作信號。如果風(fēng)機超速、則變槳系統(tǒng)控制單元發(fā)出快速收槳信號，激發(fā)變槳系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)快速停機。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，風(fēng)機齒輪箱低速軸上配合套接有通訊滑環(huán)，其特征在于所述轉(zhuǎn)速測量裝置對應(yīng)通訊滑環(huán)設(shè)置、測量通訊滑環(huán)靜止側(cè)和轉(zhuǎn)動側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速測量裝置的信號輸出端通過通訊滑環(huán)變槳側(cè)的接插件、直接連接變槳系統(tǒng)的信號輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)速測量裝置包括測速傳感器和測速碼盤，測速傳感器設(shè)置在通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)的周面上、與通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)動側(cè)同步轉(zhuǎn)動，測速碼盤相對于通訊滑環(huán)靜止側(cè)靜止、對應(yīng)測速傳感器位置固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于所述測速碼盤設(shè)置在通訊滑環(huán)靜止側(cè)的端面或齒輪箱端蓋上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于所述測速碼盤是一個機械碼盤，該機械碼盤的幅板上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有一圈測速孔，測速傳感器是一個電感式接近開關(guān)，對應(yīng)測速孔位置設(shè)置，通過測量單位時間內(nèi)測速孔的位移、得到通訊滑環(huán)靜止側(cè)和轉(zhuǎn)動側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于所述測速傳感器的探頭和測速孔同心。
全文摘要
本發(fā)明的提供了一種風(fēng)機超速時的轉(zhuǎn)速測量裝置，風(fēng)機齒輪箱低速軸上配合套接有通訊滑環(huán)，所述轉(zhuǎn)速測量裝置對應(yīng)通訊滑環(huán)設(shè)置、測量通訊滑環(huán)靜止側(cè)和轉(zhuǎn)動側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速測量裝置的信號輸出端通過通訊滑環(huán)變槳側(cè)的接插件、直接連接變槳系統(tǒng)的信號輸入端。本發(fā)明解決了風(fēng)機在超速狀態(tài)下的安全問題，該通訊過程短、運算時間短、信號衰減和誤差較小、使得控制效率大大提高；采用通訊滑環(huán)接插件的信號輸出端傳輸，沒有通訊滑環(huán)內(nèi)部的干擾和外界條件的影響，通訊準確可靠，能夠有效地保護風(fēng)機的變槳系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。
文檔編號G01P3/44GK102279279SQ201110179870
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者李飛, 莫爾兵, 蔣友偉, 魏萬明 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司