一种风力发电机组叶轮转速与角度的检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及叶轮检测技术领域，尤其是涉及一种风力发电机组叶轮转速与角度的检测装置。


背景技术：

2.叶轮方位角是用于风力发电机组运行时控制与保护的重要参数，一般是用编码器采集读数通过plc程序计算获取方位角，或者增加叶轮零度输入信号，通过计算零度输入信号，与叶轮转速检测的脉冲信号，经过plc模块中的程序计算叶轮方位角。
3.然而，使用编码器检测转速时，由于风机运行中的震动、干扰等使编码器极易损坏，造成叶轮转速和方位角读数不准，严重影响到了风机正常安全的运行；此外编码器价格昂贵，经常更换使风场维护成本上升。
4.并且，使用叶轮零度信号与叶轮转速脉冲信号结合计算，由于脉冲信号单一，只能在机组启动后，检测叶轮正转的方位角，停机状态下无法监测。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种风力发电机组叶轮转速与角度的检测装置，以解决上述背景技术中提出的现有对叶轮转速和方位角检测时存在读数不准确、影响风机正常安全运行、维护成本高、以及无法在停机状态下进行监测的问题。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种风力发电机组叶轮转速与角度的检测装置，包括同轴连接在叶轮主轴上的叶轮测速盘，所述叶轮测速盘与叶轮主轴同步转动连接，所述叶轮测速盘表面开设有若干绕叶轮测速盘中心线均匀分布的通孔，相邻两个通孔之间形成横梁，所述通孔两侧边缘的延长线与叶轮测速盘的圆心相交，且夹角为a，所述横梁两侧边缘延长线的夹角为b，且a＝2b；在风力发电机组机壳上安装有两个中心线与叶轮测速盘中心线相互平行的转速接近开关，两个转速接近开关位于叶轮测速盘的端面方向，且转速接近开关中点与叶轮测速盘圆心的距离尺寸等于通孔中心与叶轮测速盘圆心的距离尺寸，两个转速接近开关中心与叶轮测速盘圆心连线所形成的夹角为d，且d＝[7
×
(a+b)]/4。
[0008]
优选的，所述通孔将叶轮测速盘均匀分为若干等份，每一等份的角度为c，c＝a+b。
[0009]
优选的，还包括安装在风力发电机组机壳上的叶轮零位接近开关，所述叶轮零位接近开关中心与叶轮测速盘中心的间距大于叶轮测速盘的外径。
[0010]
优选的，所述叶轮测速盘表面安装有叶轮零位触发支架，所述叶轮零位触发支架尾端延伸至叶轮测速盘的外部位置，且叶轮零位触发支架尾端边缘与叶轮测速盘圆心的间距大于叶轮零位开关中心与叶轮测速盘中心的间距。
[0011]
优选的，所述叶轮测速盘包括多个弧形结构板，多个弧形板在安装到叶轮主轴上后形成整体环形结构。
[0012]
采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
[0013]
本实用新型设计结构简单、使用便捷，在叶轮主轴上安装同步转动的叶轮测速盘，叶轮测速盘上设置指定距离的触发点，配合两个接近开关从而实现叶轮转速检测以及叶轮旋转方向检测的效果，具有抗干扰能力强、可靠性强以及成本低的优点。
附图说明
[0014]
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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]
图1为本实用新型的平面结构图；
[0016]
图2为本实用新型图1的局部放大视图；
[0017]
图3为本实用新型安装位置结构图；
[0018]
图4为本实用新型图3的局部放大视图。
[0019]
其中：
[0020]
1、叶轮零位接近开关；2、转速接近开关一；3、转速接近开关二；4、叶轮零位触发支架；5、叶轮测速盘；501、通孔；502、横梁；503、弧形结构板。
具体实施方式
[0021]
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。
[0022]
参阅图1-图4，一种风力发电机组叶轮转速与角度的检测装置，包括同轴连接在叶轮主轴上的叶轮测速盘5，所述叶轮测速盘5与叶轮主轴同步转动连接，所述叶轮测速盘5表面开设有若干绕叶轮测速盘5中心线均匀分布的通孔501，相邻两个通孔501之间形成横梁502，所述通孔501两侧边缘的延长线与叶轮测速盘5的圆心相交，且夹角为a，所述横梁502两侧边缘延长线的夹角为b，且a＝2b；在风力发电机组机壳上安装有两个中心线与叶轮测速盘5中心线相互平行的转速接近开关，具体为转速接近开关一2和转速接近开关二3两个转速接近开关通过支架安装在机组机壳上，两个转速接近开关位于叶轮测速盘5的端面方向，且转速接近开关中点与叶轮测速盘5圆心的距离尺寸等于通孔501中心与叶轮测速盘5圆心的距离尺寸，两个转速接近开关中心与叶轮测速盘5圆心连线所形成的夹角为d，且d＝[7
×
(a+b)]/4。
[0023]
其中，通孔501将叶轮测速盘5均匀分为若干等份，每一等份的角度为c，c＝a+b，结合上述a＝2b、d＝[7
×
(a+b)]/4的角度关系，得出d＝c+(3/4)
×
c，此外，c＝360
°
/x，x为叶轮转速触发信号均布数量，本实施例可选数值为30，从而得出：a为接近开关复位状态角度，b为接近开关触发状态角度，c为接近开关触发与复位状态的周期角度，d为两个叶轮转速接近开关位置角度，继而得出叶轮顺时针时序表如下：
[0024]
转速接近开关一01100...转速接近开关二00110...
[0025]
叶轮逆时针时序表如下：
[0026]
转速接近开关一00110...转速接近开关二01100...
[0027]
具体地，还包括安装在风力发电机组机壳上的叶轮零位接近开关1，叶轮零位接近开关1通过l型结构的支架安装在机壳上，所述叶轮零位接近开关1中心与叶轮测速盘5中心的间距大于叶轮测速盘5的外径，所述叶轮测速盘5表面安装有叶轮零位触发支架4，所述叶轮零位触发支架4尾端延伸至叶轮测速盘5的外部位置，且叶轮零位触发支架4尾端边缘与叶轮测速盘5圆心的间距大于叶轮零位开关中心与叶轮测速盘5中心的间距；如此设置，可以在叶轮零位触发支架4运动至叶轮零位接近开关1位置时，实现叶轮零位接近开关1脉冲信号的触发。
[0028]
具体地，所述叶轮测速盘5包括多个弧形结构板503，多个弧形板在安装到叶轮主轴上后形成整体环形结构，更为具体地，弧形结构板503数量为两个，如此设置，可以便于叶轮测速盘5的拆装。
[0029]
工作原理：
[0030]
在使用时，三个接近开关均连接于plc控制器，叶轮测速盘5在随着叶轮主轴旋转过程中，通过横梁502与通孔501相对于两个转速接近开关的变化关系从而产生脉冲信号，由于角度关系为a＝2b、c＝a+b、d＝[7
×
(a+b)]/4，因此，在叶轮正转时，转速接近开关一2和转速接近开关二3所产生的脉冲信号为(0，0)、(1，0)、(1，1)、(0，1)，四组信号以该顺序重复，在叶轮反转时，转速接近开关一2和转速接近开关二3所产生的脉冲信号为(0，0)、(0，1)、(1，1)、(1，0)，四组信号以该顺序重复，由于正转与反转的脉冲信号不同，由此可以判断叶轮的正转和反转。在叶轮测速盘5转动时，叶轮零位触发支架4一同运动，当运动至叶轮零位接近开关1所在位置时，叶轮零位接近开关1触发脉冲信号，从而利用plc控制器对叶轮方位角进行清零，减少因干扰造成的误差累积。在测速时，既可以通过叶轮零位接近开关1所触发的脉冲信号频率来计算，也可以利用转速接近开关一2或转速接近开关二3所触发的脉冲信号频率来结算，实现叶轮测速的目的。
[0031]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。