一种风机超速时的转速测量装置

摘要

本发明的提供了一种风机超速时的转速测量装置，风机齿轮箱低速轴上配合套接有通讯滑环，所述转速测量装置对应通讯滑环设置、测量通讯滑环静止侧和转动侧之间的相对转速，该转速测量装置的信号输出端通过通讯滑环变桨侧的接插件、直接连接变桨系统的信号输入端。本发明解决了风机在超速状态下的安全问题，该通讯过程短、运算时间短、信号衰减和误差较小、使得控制效率大大提高；采用通讯滑环接插件的信号输出端传输，没有通讯滑环内部的干扰和外界条件的影响，通讯准确可靠，能够有效地保护风机的变桨系统的安全运转。

权利要求

1.一种风机超速时的转速测量装置，风机齿轮箱低速轴上配合套接有通讯滑环，其特征在于：所述转速测量装置对应通讯滑环设置、测量通讯滑环静止侧和转动侧之间的相对转速，该转速测量装置的信号输出端通过通讯滑环变桨侧的接插件、直接连接变桨系统的信号输入端；

所述转速测量装置包括测速传感器和测速码盘，测速传感器设置在通讯滑环转动侧的周面上、与通讯滑环转动侧同步转动，测速码盘相对于通讯滑环静止侧静止、对应测速传感器位置固定。

2.根据权利要求1所述的风机超速时的转速测量装置，其特征在于：所述测速码盘设置在通讯滑环静止侧的端面或齿轮箱端盖上。

3.根据权利要求1所述的风机超速时的转速测量装置，其特征在于：所述测速码盘是一个机械码盘，该机械码盘的幅板上均匀对称设置有一圈测速孔，测速传感器是一个电感式接近开关，对应测速孔位置设置，通过测量单位时间内测速孔的位移、得到通讯滑环静止侧和转动侧之间的相对转速。

4.根据权利要求3所述的风机超速时的转速测量装置，其特征在于：所述测速传感器的探头和测速孔同心。

说明书

一种风机超速时的转速测量装置

技术领域

[0001] 本发明涉及风力发电机组变桨系统的保护装置，具体是一种检测齿轮箱低速轴转速、并将该转速信号直接送给变桨系统的测量装置。

背景技术

[0002] 能源，是当前全人类共同面临的一个问题。传统的能源慢慢减少，已经不能满足人们的需求，更严重的是，诸如火力发电、石油、天然气等，对环境的破坏很大，因此，开发新的清洁能源显得相当急切。其中，风力发电是未来的一种清洁能源，越来越得到人们的重视。

[0003] 用于风力发电的通讯滑环，作为为变桨系统提供动力电源、传输控制信号和通讯功能的重要部件，它安装在与轮毂同速同轴转动的齿轮箱低速转轴上。风机超速后，通讯滑环作为传输信号的载体可能会失效，使得变桨系统不能正常接收主控发出的超速信号转速信息，不能及时做出反应动作，使得风机的超速运转不能得到及时遏制。因此，风机存在很大的安全隐患，如何在风机超速时、可靠地保护变桨系统，就显得相当重要了。

[0004] 一般的解决方法是，如图1所示，通过在通讯滑环尾部加装编码器，编码器与通讯滑环轴承同步旋转、测得风机的转数；编码器测得的风机转数信号输送至主控系统，主控系统对该转数信号进行处理、运算，得到单位时间内的风机转速——即风机的转速信号；主控系统将该转速信号与程序设定的风机最高转速值比较，若高于设定值，则表示风机超速，主控系统控制单元发出快速收桨信号，通过通讯滑环传递给变桨系统，激发变桨系统执行机构快速收桨，保护风机。这种方式在一般情况下可以一定程度地解决风机在超速状态下的安全问题。但是，因为该测速过程经过的元器件较多、通讯过程长，转速信号要经过多次转换才能最终送入变桨系统、发出执行机构的操作信号，具有一定的延时性、而且多次转换对信号传输会产生衰减和误差；而且，由于国内风力发电技术尚不成熟，通讯滑环滑道的通讯功能并不可靠、会受到内部设备的干扰和外界条件的影响等，使其信号传输不准确，甚至于在超速情况下、通讯滑环失效，造成信号无法传输。如此，风机还是存在很大的安全问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种风机超速时的转速测量装置，使变桨系统得到完善、可靠的超速保护。

[0006] 本发明所采用的技术方案是：

[0007] 一种风机超速时的转速测量装置，风机齿轮箱低速轴上配合套接有通讯滑环，所述转速测量装置对应通讯滑环设置、测量通讯滑环静止侧和转动侧之间的相对转速，该转速测量装置的信号输出端通过通讯滑环变桨侧的接插件、直接连接变桨系统的信号输入端。

[0008] 所述转速测量装置包括测速传感器和测速码盘，测速传感器设置在通讯滑环转动侧的周面上、与通讯滑环转动侧同步转动，测速码盘相对于通讯滑环静止侧静止、对应测速传感器位置固定。

[0009] 所述测速码盘设置在通讯滑环静止侧的端面或齿轮箱端盖上。

[0010] 所述测速码盘是一个机械码盘，该机械码盘的幅板上均匀对称设置有一圈测速孔，测速传感器是一个电感式接近开关，对应测速孔位置设置，通过测量单位时间内测速孔的位移、得到通讯滑环静止侧和转动侧之间的相对转速。

[0011] 所述测速传感器的探头和测速孔同心。

[0012] 本发明所产生的有益效果是：

[0013] 本发明的风机超速时的转速测量装置，采用独立的测量设备测得风机齿轮箱低速轴的转速信号、再通过通讯滑环的信号接口直接将该转速信号传送至变桨系统，而不使用通讯滑环的滑道传输。这种方式解决了风机在超速状态下的安全问题，风机直接利用转速信号、有效作用到变桨系统实施风机的超速保护，该通讯过程短、运算时间短、信号衰减和误差较小、使得控制效率大大提高；而且采用通讯滑环接插件的信号输出端传输，没有通讯滑环内部的干扰和外界条件的影响，通讯准确可靠，能够有效地保护风机的变桨系统的安全运转。

附图说明

[0014] 图1是现有技术风机超速保护转速信号传输的流程示意图；

[0015] 图2是本发明所采用的风机超速信号传输流程示意图

[0016] 图3是本发明转速测量装置的安装结构主视示意图；

[0017] 图4是本发明转速测量装置的安装结构侧视示意图；

[0018] 图5是本发明测速码盘结构图；

[0019] 图中标号表示：1-测速码盘，2-测速传感器，3-安装支架，4-过线孔，5-通讯滑环转动侧，6-通讯滑环静止侧，7-通讯滑环主控侧接插件，8-通讯滑环变桨侧接插件，9-测速孔。

具体实施方式

[0020] 如图2所示，本发明公开了一种风机超速时的转速测量装置，该转速测量装置将独立测量得到的风轮转速信号、直接传输给变桨系统的保护回路，避开转速信号经过动静转换部套——通讯滑环的传输。风机直接利用风轮转速信号，有效作用到变桨系统，实施对风机的超速保护。

[0021] 如图3～图4所示是安装有转速测量装置后的通讯滑环的结构示意图，该通讯滑环设置在风机机舱内部、配合套接在风机齿轮箱的低速轴，其转动状态对应风轮的转动状态，即通讯滑环转动侧5相对于通讯滑环静止侧6的转动状态相当于风机齿轮箱的低速轴的转动状态，即通讯滑环转动侧5的转速等于风机转速。

[0022] 转速测量装置对应该通讯滑环设置，由两部分构成，为测速码盘1和测速传感器2。测速传感器2是一个电感接近开关，通过安装支架3安装设置在通讯滑环转动侧5的周面上、与通讯滑环转动侧5同步转动。测速码盘1相对于通讯滑环静止侧6静止、不具有转动的运动状态，对应测速传感器2的位置固定。如图5所示，测速码盘1是一个机械码盘，该机械码盘的幅板上均匀对称设置有一圈测速孔9，测速码盘1固定安装在通讯滑环静止侧6的端面上或齿轮箱端盖上。对于有支撑板结构的通讯滑环，测速码盘1与通讯滑环的支撑板做成一体式结构；对于没有支撑板结构的通讯滑环，测速码盘1可以做成独立的结构，固定安装在滑环本体上。

[0023] 本具体实施方式中，测速码盘1固定安装在通讯滑环静止侧6的端面上、其幅板外表面对应通讯滑环转动侧5的端面，且该测速码盘1周围均匀开30个测速孔9，所有测速孔9对应滑环中轴线的距离相同。测速传感器2对应测速孔9的位置设置，并且，该测速传感器2的探头和测速码盘1上的测速孔9同心设置。当测速传感器2跟随通讯滑环转动侧5转动时，通过读取经过的测速码盘1上的测速孔9的数量、计算出通讯滑环转动侧5实际转动的圈数，如此，计算出单位时间内通讯滑环转动侧5的转动圈数，即风机的转速。由此，测速传感器2测得风机转速信号。

[0024] 测速传感器2的末端连接有电缆线，该电缆线通过通讯滑环转动侧5的外周面壳体上设置的过线孔4，进入通讯滑环的内部，从而连接通讯滑环变桨侧接插件8的数据通信接口。该数据通信接口对应风轮轮毂内、变桨系统控制元件的信号输入端，如此，将转速信号直接反馈给变桨系统，避免因通讯滑环自身的信号传输问题出现而影响风机的安全性。

[0025] 变桨系统的控制单元接收测速传感器2测得的风机转速信号，将其与预设的超速转速临界值进行比较、运算，对变桨系统执行机构发出操作信号。如果风机超速、则变桨系统控制单元发出快速收桨信号，激发变桨系统执行机构快速停机。