专利名称：基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置的制作方法
技术领域：
基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种风力发电机组轮毂超速保护装置，具体是指一种基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置。
背景技术：
[0002]目前，风力发电机组在运行过程中，轮毂的有多种方式进行超速保护，方式1 用接近开关测量同步于主轴的齿轮旋转速度，从而在轮毂超速时进行保护。方式2 用编码器同步于主轴的齿轮旋转速度，从而在轮毂超速时进行保护。方式3 测量滑环、发电机转速、 齿轮箱等设备的转速，间接换算出轮毂的旋转速度，从而在轮毂超速时进行保护。[0003]以上这些保护措施，都是通过测量连接在轮毂上的某个部件的速度来测量轮毂的旋转速度，且保护都是基于风力发电机组主控系统的识别与判定，并通过主控切断安全链的方式实现风机轮毂超速保护功能。这些保护措施存在以下缺陷[0004]1、所有关于轮毂的速度信号均不是来源于轮毂本身，而是通过测试连接在轮毂上的部件实现的，这其实不是轮毂的直接状况；[0005]2、这些信号最终都受主控系统控制，保护信号的处理均在主控系统处进行，在主控系统失效时，不能对风机轮毂起到有效的保护；[0006]3、轮毂内的信号(包括保护信号)，均需要通过电缆传输到主控，传输过程有时效的可能，导致不能对风机轮毂起到有效的保护。[0007]在实际的风机运行中，常常出现因为轮毂超速保护装置失效导致的严重事故，造成大量财产损失。实用新型内容[0008]为克服以上问题，本实用新型提供一种基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，解决因为轮毂超速保护装置失效导致的严重事故的问题。[0009]本实用新型的技术方案为基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，它主要由设置在轮毂上的倾角传感器、与该倾角传感器连接的单片机及与该单片机连接的控制系统构成。[0010]进一步地，所述单片机的输入端与倾角传感器连接，而其输出端与控制系统连接。[0011]进一步地，所述控制系统为风机主控系统或/和轮毂控制系统。[0012]进一步地，所述单片机的输出端通过无源触点与风机主控系统的安全链节点连接。[0013]进一步地，所述单片机配置有转速信号输出接口或报警信号输出接口，且该转速信号输出接口或报警信号输出接口与轮毂控制系统连接。[0014]更进一步地，所述倾角传感器为360度倾角传感器，且设置在轮毂的轴心处。[0015]本实用新型与现有技术相比具有如下优点[0016](1)可以完全独立于主控系统运行。装置安装在轮毂内，直接测量轮毂的实际转速，并可在轮毂超速时在轮毂内直接主动切断安全链、停止风机运行，从而起到保护风机的作用。[0017](2)可大大提高风机轮毂超速保护的可靠性，从根本上解决风机轮毂保护的各种问题，且不会大幅增加风机研制、改进、生产成本。特别是对现有已经运行的风机的改进，将大大降低改进难度及成本，且切实有效。
[0018]图1为本实用新型的结构框图；[0019]图2为使用360度倾角传感器的位置示意图；[0020]图3为使用360度倾角传感器的相位图；[0021]图4为使用四个90度倾角传感器的位置示意图；[0022]图5为使用四个90度倾角传感器的相位图。
具体实施方式
[0023]工作原理[0024]风力发电机组在工作时，风力带动风机轮毂产生旋转。位于风机轮毂几何中心位置的本装置跟随风机轮毂同步旋转，通过倾角传感器同步测量出风机轮毂相对于水平面的实时倾角。倾角传感器将该信号传输到单片机系统。单片机系统根据时间和风机轮毂倾角变化的对应关系，自动换算出风机轮毂在单位时间内旋转了多少度，得到风机轮毂的转速。 再由单片机系统将风机轮毂的实时转速与初始设置的风机轮毂额定转速进行比较，当转速超过额定转速时即判定为风机轮毂超速，然后通过单片机系统的输出接口将信号传输给控制系统。[0025]实施例1[0026]如图1、图2、图3所示，将360度倾角传感器固定在风机轮毂的轴心处，倾角传感器与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接一个无源触点，将无源触点与风机主控系统的任意安全链节点连接。安全链节点出现状态转换时，安全链都会报警断开，停止风机运行。[0027]实施例2[0028]如图1、图4、图5所示，将四个90度倾角传感器以轮毂轴心为中心均勻分布固定在风机轮毂上，倾角传感器分别与单片机的输入端连接，单片机的转速信号输出接口与轮毂控制系统连接。这样，单片机的转速信号输出接口通过电流、电压等模拟量信号或通讯方式将轮毂的实时转速、位置等信息输入到风机原有的轮毂控制系统，从而实现超速保护作用。[0029]实施例3[0030]如图1所示，其与实施例1基本相同，只是单片机输出接口采用报警信号输出接口，通过电流、电压等模拟量信号或通讯方式将轮毂的实时转速、位置等信息输入到风机原有的轮毂控制系统，从而实现超速保护作用。
权利要求1.基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，其特征在于它主要由设置在轮毂上的倾角传感器、与该倾角传感器连接的单片机及与该单片机连接的控制系统构成。
2.根据权利要求1所述的基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，其特征在于所述单片机的输入端与倾角传感器连接，而其输出端则与控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，其特征在于所述控制系统为风机主控系统或/和轮毂控制系统。
4.根据权利要求3所述的基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，其特征在于所述单片机的输出端通过无源触点与风机主控系统的安全链节点连接。
5.根据权利要求3所述的基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，其特征在于所述单片机配置有转速信号输出接口或报警信号输出接口，且该转速信号输出接口或报警信号输出接口与轮毂控制系统连接。
6.根据权利要求1 5任一项所述的基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，其特征在于所述倾角传感器为360度倾角传感器，且设置在轮毂的轴心处。
专利摘要本实用新型公开了一种基于倾角传感器原理的风力发电机组轮毂超速保护装置，它主要由设置在轮毂上的倾角传感器、与该倾角传感器连接的单片机及控制系统构成。本实用新型提高风机轮毂超速保护的可靠性，从根本上解决风机轮毂保护的各种问题，且不会大幅增加风机研制、改进、生产成本。特别是对现有已经运行的风机的改进，将大大降低改进难度及成本，且切实有效。
文档编号F03D7/00GK202250603SQ201120349929
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者王刚 申请人:成都雷奥风电传感器有限公司