监控预警设备、风力发电系统和监控预警系统的制作方法

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种监控预警设备、风力发电系统和监控预警系统。

背景技术：

目前，风力发电机一般安装在偏远地区，加之其结构复杂，监控不便，现有技术中，主要通过设置在风力发电机上的电子控制器实现对其的反馈控制，例如，控制偏航装置、自动停止风力发电机的转动以及通过电话调制解调器呼叫工作人员等，但是该电子控制器依旧存在不足，如实现对风力发电机的实时监控以及故障预判，且维护周期长，维护成本高。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种监控预警设备、风力发电系统和监控预警系统，能够有效解决上述问题，实现对风力发电机的工作状态的实时监控，以保障其正常运行。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种监控预警设备，应用于风力发电机，包括微处理器、监控装置、传感器组件和故障预警装置；

所述微处理器与所述监控装置、所述传感器组件、所述故障预警装置以及所述风力发电机中的电子控制器分别电连接，其中，所述监控装置、所述传感器组件设置于所述风力发电机，所述故障预警装置用于根据该微处理器发送的控制指令进行报警。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述传感器组件包括风向计、风速传感器、霍尔传感器、振动传感器和温度传感器，所述风力发电机包括设置于主轴承的横杆；

所述风向计、风速传感器、振动传感器、霍尔传感器和温度传感器分别与所述微处理器连接，其中，所述风向计、所述风速传感器和霍尔传感器分别设置于所述横杆，所述振动传感器设置于所述风力发电机的叶片、变桨轴承、主轴承承、偏航轴承、齿轮箱、发电机和机舱底架中的至少一个，所述温度传感器设置于所述齿轮箱和发电机中的至少一个。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述监控预警设备还包括位置定位模块，所述位置定位模块与所述微处理器电连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述故障预警装置包括单片机、声音报警电路和光电报警电路，所述声音报警电路包括第一电阻、三极管和扬声器，所述光电报警电路包括第二电阻、第三电阻和发光二极管；

所述单片机的输入端与所述微处理器连接，输出端分别与所述第二电阻和第二电阻的输入端连接，所述三极管的基极与所述第一电阻的输出端连接、集电极与所述扬声器连接、发射极接地，所述发光二极管的输入端与所述第二电阻的输出端连接、输出端与所述第三电阻连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述监控装置包括支架和两个摄像装置，所述两个摄像装置通过所述支架设置于所述风力发电机的旋转轴，且两个所述摄像装置分别与所述微处理器连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，两个所述摄像装置之间的夹角为120度。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述监控预警设备还包括液晶显示器，所述液晶显示器与所述微处理器连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述监控预警设备还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述微处理器电连接。

一种风力发电系统，所述风力发电系统包括风力发电机和上述的监控预警设备，所述监控预警设备设置于所述风力发电系统，且与该风力发电系统中的电子控制器电连接。

一种监控预警系统，包括电子终端和多个上述的风力发电系统，所述电子终端与每个风力发电系统中的监控预警设备通信连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的监控预警设备、风力发电系统和监控预警系统，通过对监控预警设备的巧妙设计，能够实时获取风力发电机的工作状态参数，实现对该风力发电机的实时监控。

此外，本实施例还通过电子终端对该监控预警设备和风力发电机进行远程监控，进一步保障该风力发电机的正常运转。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种风力发电系统的连接框图。

图2为图1中所示的监控装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的风力发电机的结构示意图。

图4为图1中所示的故障预警装置的电路结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的监控预警系统连接框图。

图标：10-监控预警系统；20-风力发电系统；21-风力发电机；210-电子控制器；211-主轴承；212-横杆；22-监控预警设备；220-微处理器；221-监控装置；2210-支架；2211-摄像装置；222-传感器组件；223-故障预警装置；2230-单片机；2231-声音报警电路；22310-第一电阻；22311-三极管；22312-扬声器；2232-光电报警电路；22320-第二电阻；22321-发光二极管；22322-第三电阻；224-位置定位模块；225-液晶显示器；226-无线通信模块；30-电子终端。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，术语“第一、第二、第三、第四等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供一种应用于风力发电机21的监控预警设备22，该监控预警设备22包括微处理器220、监控装置221、传感器组件222和故障预警装置223；其中，所述微处理器220与所述监控装置221、所述传感器组件222、所述故障预警装置223以及所述风力发电机21中的电子控制器210分别电连接，其中，所述监控装置221、所述传感器组件222设置于所述风力发电机21，所述故障预警装置223用于根据该微处理器220发送的控制指令进行报警。实际实施时，所述监控预警设备22和所述风力发电机21一一对应，即一个监控预警设备22仅用于一个风力发电机21的工作状态的监控。

具体地，所述微处理器220作为该监控预警设备22的核心控制组件，用于对接收到的电子控制器210、监控装置221和传感器组件222发送的风力发电机21的工作状态参数等进行处理、分析，并根据处理、分析后的结果判断是否发送控制指令给所述故障预警装置223进行报警。其中，所述微处理器220的具体型号等在此不做限制。此外，所述微处理器220还可用于根据处理结果控制所述电子控制器210执行对应的操作，例如，停止风力发电机21的转动、偏航控制等。

进一步地，所述监控装置221用于实现对所述风力发电机21的整体的视频或图像监控。本实施例中，如图3所示，所述监控装置221包括支架2210和两个摄像装置2211，所述两个摄像装置2211通过所述支架2210设置于所述风力发电机21的旋转轴，且两个所述摄像装置2211分别与所述微处理器220电连接，其中，所述摄像装置2211用于获取所述风力发电机21的图像等信息，并发送给所述微处理器220。

可选地，为了扩大所述摄像装置2211在拍摄过程中的视野范围，所述两个所述摄像装置2211之间的夹角为120度。实际实施时，所述支架2210可选择“Y”形支架2210，从而实现对两个摄像装置2211的安装。应注意，所述摄像装置2211不限于两个。

另外，由于所述风力发电机21均安装在室外，因此，所述监控装置221还可包括设置在所述摄像装置2211外部的保护罩，以避免不同气候等对其造成损坏，例如，风、雨、雪等。

进一步地，所述传感器组件222用于实时测量所述风力发电机21的工作状态参数，从而实现对该风力发电机21的持续监控和故障预警，本实施例中，如图3所示，所述传感器组件222包括风向计、风速传感器、霍尔传感器、振动传感器和温度传感器，所述风力发电机21包括设置于主轴承211的横杆212。所述风向计、风速传感器、振动传感器、霍尔传感器和温度传感器分别与所述微处理器220连接，其中，所述风向计、所述风速传感器和霍尔传感器分别设置于所述横杆212，所述振动传感器设置于所述风力发电机21的叶片、变桨轴承、主轴承211、偏航轴承、齿轮箱、发电机和机舱底架中的至少一个，所述温度传感器设置于所述齿轮箱和发电机中的至少一个。

可选地，所述风向计、风速传感器、霍尔传感器、振动传感器和温度传感器在实际应用过程中可以为多个。例如所述风向计、风速传感器和霍尔传感器可设置于风力发电机21的风叶、机舱、转轴等不同位置处，但由于在所述风力发电机21的实际工作过程中，风叶等相对于空气等具有相对速度，所以导致测量的数据不够准确，因此，本实施例中，在所述主轴承211中设置有横杆212，并将多个用于测量风速、风向等的传感器设置于该横杆212上，从而提高测量精度。

应理解，本实施例给出的各传感器的设置位置、数量、型号等均可根据实际需求进行灵活选择。

进一步地，所述故障预警装置223用于在所述风力发电机21出现故障时或可能存在故障的情况下进行报警以便工作人员快速发现对应的风力发电机21，从而进行快速维护。

具体地，如图4所示，所述故障预警装置223包括单片机2230、声音报警电路2231和光电报警电路2232，所述声音报警电路2231包括第一电阻22310、三极管22311和扬声器22312，所述光电报警电路2232包括第二电阻22320、第三电阻22322和发光二极管22321。

其中，所述单片机2230的输入端与所述微处理器220连接、输出端分别与所述第二电阻22320和第二电阻22320的输入端连接，所述三极管22311的基极与所述第一电阻22310的输出端连接、集电极与所述扬声器22312连接、发射极接地，所述发光二极管22321的输入端与所述第二电阻22320的输出端连接、输出端与所述第三电阻22322连接。

应注意，所述单片机2230、三极管22311、扬声器22312和发光二极管22321均可根据实际需求进行灵活选择，本实施例在此不做限制。

进一步地，由于风力发电机21一般均位于偏远的地方，且每一处可能设置多个发电机，从而导致即便某个发电机发生故障，也无法快速分辨其所在位置，尤其在远程监控过程中，因此，本实施例中，所述监控预警设备22还包括位置定位模块224，所述位置定位模块224与所述微处理器220电连接。

可选地，所述位置定位模块224可采用GPS定位设备，或者其他高精度定位设备，本实施例对此不做限制。

进一步地，所述监控预警设备22还包括液晶显示器225，所述液晶显示器225与所述微处理器220电连接。所述液晶显示器225用于显示所述微处理器220接收到的所述电子控制器210、传感器组件222以及监控装置221发送的状态参数，以便于检修人员在检修过程中，通过该液晶显示器225观察检修参数以及检修结果。

其中，所述液晶显示器225与所述微处理器220之间可采用可拆卸式连接，例如，当需要使用该液晶显示器225时，可将其与所述微处理器220上的输出接口连接；反之，则断开二者的连接。在实际应用过程中，采用可拆卸式连接能够延长该液晶显示器225的使用寿命，降低所述监控预警设备22的使用成本。

进一步地，根据实际需求，为了实现对风力发电机21的远程监控，所述监控预警设备22还包括无线通信模块226，所述无线通信模块226与所述微处理器220电连接。实际应用中，所述无线通信模块226用于将该监控预警设备22获取的所述风力发电机21的实时工作状态数据发送给远程监控系统，以及接收该远程监控系统发送的控制指令或预警信息等，具体地，本实施例对此不做限制。

基于上述对所述监控预警设备22的描述，本实施例还提供一种风力发电系统20，所述风力发电系统20包括风力发电机21和上述的监控预警设备22，所述监控预警设备22设置于所述风力发电系统20，且与该风力发电系统20中的电子控制器210电连接。

进一步地，如图5所示，本实施例还给出一种监控预警系统10，该监控预警系统10包括电子终端30和多个上述的风力发电系统20，所述电子终端30与每个风力发电系统20中的监控预警设备22通信连接。

其中，所述电子终端30可以是，但不限于能够进行数据处理移动设备、服务器等，此外，根据实际需求，所述还可用于在所述风力发电机21出现故障等时，发送通知给对应的工作人员，从而进一步提高对风力发电机21的维护速度，缩短维护周期。

综上所述，本实用新型提供一种监控预警设备22、风力发电系统20和监控预警系统10。其中，监控预警设备22通过实时监测、获取风力发电机21的工作状态参数，以保证该风力发电机21的正常运转。与此同时，本实用新型能够有效提高该风力发电机21的维护速度，且缩短维护周期。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。