一种风力发电机的超速监测保护装置的制作方法

本实用新型涉及旋转机械的转速监测、超速保护技术领域，特别是涉及一种风力发电机的超速监测保护装置

背景技术：

现代风机的设计中，安全链作为风机超速保护的重要一环，风电机组在超速时要进行通过触发不同的安全链进行停机处理，停机方式主要有正常停机，快速停机和紧急停机三种方式。这三种停机方式对应主轴转速也都不同，其触发方式也存在差异。其中，正常停机和快速停机通过变桨系统自身控制，断开变桨系统安全链(二级安全链)，执行机组顺桨动作；紧急停机是机组其他系统和部件触发安全链(一级安全链)，致使机组脱网停机，同时完成机组顺桨动作。其中，风机组在超速时，通过滑环传输控制信号触发不同的安全链进行停机处理；但是，在实际应用中发现：因为传感器故障、滑环故障或通讯线路虚接等情况造成通讯和控制功能无法实现的情况时有发生，特别是现有风机中经过滑环进行信号传输，故障率很高，最终，导致机组出现超速甚至更为严重的故障。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种风力发电机的超速监测保护装置，能够使信号传输直接在轮毂内完成，有效避免了信号传输造成的误报。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种风力发电机的超速监测保护装置，包括：

测速传感器，位于风力发电机轮毂内部，用于检测所述风力发电机轮毂的转速；

安全链，位于所述风力发电机轮毂内部，用于实现对所述风力发电机轮毂的转速的控制；

控制器，位于所述风力发电机轮毂内部，分别与所述测速传感器和所述安全链连接，用于接收所述测速传感器检测的所述风力发电机轮毂的转速，并且将所述转速与设定转速阈值进行比较；若所述转速超过所述设定转速阈值，则发出断开的控制指令给所述安全链，所述安全链断开，执行顺桨动作，降低所述风力发电机轮毂的转速。

可选的，所述测速传感器包括：

旋转感应传感器，所述旋转感应传感器包括接近开关和旋转感应台，所述接近开关安装在所述风力发电机机舱相对面的轮毂表面，与所述控制器连接，并与所述风力发电机轮毂同步转动；所述旋转感应台位于所述风力发电机轮毂相对面的机舱表面；所述接近开关当旋转到所述旋转感应台时，与所述旋转感应台相遇，得到所述风力发电机轮毂的转速，所述接近开关将得到的所述风力发电机轮毂的转速传递到所述控制器；

和/或惯性传感器，所述惯性传感器包括陀螺仪，所述陀螺仪与所述控制器连接，用于惯性检测所述发电机轮毂的转速，并将所述发电机轮毂的转速传输到所述控制器。

可选的，所述接近开关数量为多个，多个所述接近开关用于单点测转速和进行冗余检测；所述接近开关采用编码器进行测速。

可选的，所述安全链包括继电器，所述继电器与所述控制器连接，用于接收所述控制器发送的控制信号，并根据接收的所述控制信号进行闭合和断开。

可选的，所述控制器包括数据库和比较器，所述数据库用于存储所述设定转速阈值；所述比较器用于比较接收的所述转速与所述设定转速阈值的大小。

可选的，所述控制器为PLC控制器或单片机或小型电脑CPU。

可选的，所述风力发电机的超速监测保护装置还包括无线发射装置和供电设备，所述无线发射装置与所述控制器相连，用于传输数据，实现对所述转速的监控。

可选的，所述风力发电机的超速监测保护装置还包括控制盒，所述控制盒固定安装在所述风力发电机轮毂内部，并与风力发电机轮毂的转轴垂直；所述控制盒内置所述测速传感器、所述控制器、所述无线发射装置和所述供电设备，用于固定和保护所述测速传感器、所述控制器、所述无线发射装置及所述供电设备。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的风力发电机的超速监测保护装置，安装在风力发电机轮毂内部，随轮毂一起转动，通过测速传感器对轮毂的转速进行检测，并将检测的转速传输到控制器，控制器将得到的转速与设定轮毂转速的阈值的进行比较，如果超过转速阈值，则通过断开安全链，使风机执行顺桨动作，降低轮毂转速，本实用新型信号传输直接在叶轮内完成，不需要进主控室，避免了信号传输造成的误报，能够使风力发电机的超速事故得到有效控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型实施例提供的风力发电机的超速监测保护装置结构示意图。

1、旋转感应台；2、接近开关；3、无线发射装置；4、风力发电机轮毂；5、控制盒；6、控制器；7、继电器；8、主控监测PC；9、安全链；10陀螺仪；11、风力发电机机舱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种风力发电机的超速监测保护装置，能够使信号传输直接在轮毂内完成，有效避免了信号传输造成的误报。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例提供的风力发电机的超速监测保护装置结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的风力发电机的超速监测保护装置包括：测速传感器、安全链9和控制器6，测速传感器、安全链9和控制器6都位于风力发电机轮毂4的内部。

其中，测速传感器包括旋转感应传感器和/或惯性传感器。

旋转感应传感器，包括接近开关2和旋转感应台1，接近开关2安装在风力发电机机舱11相对面的风力发电机轮毂4的表面，与控制器6连接，并且与风力发电机轮毂4同步转动；旋转感应台1位于风力发电机轮毂4相对面的风力发电机机舱11的表面；接近开关2旋转到旋转感应台1时，与旋转感应台1相遇，得到风力发电机轮毂4的转速，接近开关2将得到风力发电机轮毂4的转速传递到控制器6。

具体的，安装在风力发电机轮毂4上的接近开关2随风力发电机轮毂4一起转动，每转一周，接近开关2会与旋转感应台1在相同的位置相遇一次，接近开关2根据每次感应的时间间隔换算出风力发电机轮毂4的转速。

进一步的，接近开关2数量可以为多个，单个接近开关2用于单点测转速，剩下的接近开关2进行冗余检测，通过多个接近开关2的冗余检测，提高了检测风力发电机轮毂4转速的准确性；并且接近开关2可以采用编码器进行测速。

惯性传感器包括陀螺仪10，陀螺仪10与控制器6连接，陀螺仪10根据惯性检测风力发电机轮毂4的转速，并将风力发电机轮毂4的转速传输到控制器。

本实用新型中的旋转感应传感器和惯性传感器可以同时使用，也可以只采用任意一种测速传感器；如果同时采用两种测速传感器进行测速，两种测速传感器可以进行冗余检测，保证了检测的风力发电机轮毂4转速的准确性，并且防止了因传感器损坏而无法检测风力发电机轮毂4转速情况的发生。

并且，本实用新型采用旋转感应传感器和/或惯性传感器进行检测风力发电机轮毂4转速，排除了风力发电机工作过程中的抖动对风力发电机轮毂4转速造成的影响。

本实用新型提供的风力发电机的超速监测保护装置中的安全链9包括继电器7，继电器7与控制器6连接，接收控制器6发送的控制信号，并根据接收的控制信号进行闭合和断开；安全链9根据继电器7的通断，实现对风力发电机轮毂4转速的控制，进一步实现对风力发电机轮毂4进行超速保护。

本实用新型提供的风力发电机的超速监测保护装置中的控制器5分别与测速传感器和安全链9连接；

控制器6包括数据库和比较器，数据库存储设定转速阈值；比较器比较接收的转速与设定转速阈值的大小；

具体的，控制器6将接收测速传感器检测的风力发电机轮毂4的转速，与设定转速阈值进行比较；当风力发电机轮毂4的转速超过设定转速阈值时，控制器6发出断开的控制指令给安全链9，安全链9断开，并执行顺桨动作，降低风力发电机轮毂4的转速，实现风力发电机轮毂4转速的降速保护。

控制器6可以为PLC控制器或单片机或小型电脑CPU。

本实用新型提供的风力发电机的超速监测保护装置还包括无线发射装置3和供电设备，无线发射装置3与控制器6相连，并进行无线传输数据，实现转速的监控；同时通过无线发射装置3将控制器中检测的风力发电机轮毂4的转速发送给主控监测PC8。

本实用新型提供的风力发电机的超速监测保护装置还包括控制盒5，控制盒5固定安装在风力发电机轮毂4内部，并与风力发电机轮毂4的转轴垂直；控制盒4内置测速传感器、控制器6、无线发射装置3和供电设备，并且固定和保护测速传感器、控制器6、无线发射装置3及供电设备。

本实用新型提供的风力发电机的超速监测保护装置通过WIFI、4G、无线网卡等连接设备与其它设备进行无线通讯。

本实用新型提供的风力发电机的超速监测保护装置当风力发电机轮毂4转速降到低速时，可自动或手动恢复安全链9的连接。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。