风力发电机组的变桨限位结构和叶片位置检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例提供一种风力发电机组的变桨限位结构和叶片位置检测装置，其中，变桨限位结构包含叶片安装装置和轮毂，还包括：多个接近开关和多个挡块；所述多个接近开关设置在所述叶片安装装置内侧的所述轮毂上，各所述接近开关沿同一旋转方向的第一间隔角度相同；所述多个挡块设置在所述叶片安装装置的内表面上，各所述挡块沿同一旋转方向的第二间隔角度相同；且所述第一间隔角度与所述第二间隔角度相同；各所述挡块的结构不相同，使得各所述挡块触发所述接近开关后产生的开关信号也不相同。本实用新型专利技术提供的方案，能够准确检测叶片的位置，避免或减少误报停机，提高风电机组运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的变桨限位结构和叶片位置检测装置
本技术涉及风电
，尤其涉及一种风力发电机组的变桨限位结构和叶片位置检测装置。
技术介绍
在风力发电机组(简称“风电机组”)中，变桨系统通过调整叶片的位置(也称“桨距角”)实现最大功率跟踪和气动刹车的重要功能，其可靠性直接关系到风电机组的安全。因此，对叶片的位置进行准确测量和保护是保证风电机组正常运行必不可少的重要环节。针对风电机组使用齿形带传动的变桨系统，由于其传动方式是利用带齿和轮齿啮合以传递运动和动力，而不是齿轮之间通过轮齿的啮合，所以一般难以对叶片的实际角度进行检测。当前，对于使用齿形带传动的变桨系统，其判断叶片位置的方法是通过一个挡块检测多个角度位置(一般为两个角度，如5度、87度)的接近开关，从而判断叶片实际位置是否达到预期位置，检测方法为：当编码器所测的角度值为预期位置附近时，然而该预期位置相应角度的接近开关信号没有触发，则认为有故障，风电机组顺桨停机。但该方法也存在如下不足：接近开关的检测距离一般较短，当接近开关距离挡块的距离变大，或接近开关故障，或接近开关线路松动，都会导致风力发电机触发故障，进而可能导致风电机组误报引起停机，或者使风电机组的运行存在安全隐患。
技术实现思路
本技术实施例提供的一种风力发电机组的变桨限位结构和叶片位置检测装置，能够准确检测叶片的位置，避免或减少因检测环节发生故障造成的误报停机，提高风电机组运行的安全性。为达到上述目的，本技术实施例提供了一种风力发电机组的变桨限位结构，包含叶片安装装置和轮毂，还包括：多个接近开关和多个挡块；所述多个接近开关设置在所述叶片安装装置内侧的所述轮毂上，各所述接近开关沿同一旋转方向的第一间隔角度相同；所述多个挡块设置在所述叶片安装装置的内表面上，各所述挡块沿同一旋转方向的第二间隔角度相同；且所述第一间隔角度与所述第二间隔角度相同；各所述挡块的结构不相同，使得各所述挡块触发所述接近开关后产生的开关信号也不相同。本技术实施例还提供了一种风力发电机组的叶片位置检测装置，包括：编码器、控制器和如上所述的风力发电机组的变桨限位结构，其中，所述编码器设置在变桨电机的驱动装置上，用于检测叶片的旋转角度；所述风力发电机组的变桨限位结构用于，在叶片旋转至预置角度时输出指定数目和类型的开关信号；所述控制器分别与所述编码器、所述风力发电机组的变桨限位结构连接，用于采集所述叶片的旋转角度和所述指定数目和类型的开关信号的信息，并根据预置判断逻辑对该信息进行逻辑处理，确定叶片的位置。本技术实施例提供的风力发电机组的变桨限位结构和叶片位置检测装置，通过在齿形带结构的变桨系统中设置多种不同结构的限位挡块，以产生多种类型的开关信号，并且在叶片经过一预置角度时同步触发多种类型的开关信号，然后基于该多个开关信号，以及编码器输出的控制旋转角度对叶片的位置进行检测，避免单个接近开关故障或线路故障而导致的风电机组误报停机，实现变桨系统叶片位置的多接近开关触发的冗余检测。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为现有技术中风力发电机组叶片位置的检测系统结构示意图；图2为本技术实施例提供的风力发电机组的变桨限位结构示意图一；图3为本技术实施例提供的多槽形结构示意图；图4本技术实施例提供的连续脉冲信号示意图；图5本技术实施例提供的风力发电机组的变桨限位结构示意图二；图6为本技术实施例提供的风力发电机组叶片位置的检测装置结构图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。首先，如图1所示，为现有技术中利用同种结构的限位挡块的叶片位置检测系统示意图，包括编码器(图中未标出)，以及减速机101、传动轮102、张紧轮103、张紧轮104、轮毂105、齿形带106、叶片安装装置107(具体是指变桨轴承及与变桨轴承相连接、固定的部件，如叶根法兰)、齿形带固定块108、齿形带固定块109、张紧轮固定装置110、5度接近开关111、87度接近开关112、挡块113；其中，编码器设置在变桨电机的尾部，即驱动装置上，用于检测叶片的旋转角度；减速机101与变桨电机(图中未示出)啮合；传动轮102与减速机101的输出轴机械连接；减速机101、张紧轮固定装置110均固定安装于轮毂105上；张紧轮固定装置110用于安装张紧轮103、张紧轮104；张紧轮103、张紧轮104用于对齿形带106进行拉紧，以保证传动的可靠性；5度接近开关111、87度接近开关112安装于叶片安装装置107内侧的轮毂105上，且5度接近开关111安装于叶片的5度位置；87度接近开关112安装于叶片的87度位置；挡块113安装于叶片安装装置107上且随叶片安装装置107转动；叶片安装装置107为圆环形的机械机构(图中虚线圆和到其相邻的实线圆之间的结构)，用于安装叶片，在实际操作中，也可将挡块113直接安装在叶片根部；齿形带106沿叶片安装装置107的侧面，并与叶片安装装置107的侧面贴紧，用于为传动提供动力；齿形带固定块108、齿形带固定块109和张紧轮固定装置110用于将齿形带106固定于叶片安装装置107上。该系统的工作原理为：当需要变桨(即改变叶片桨距角)时，变桨电机(图中未示出)带动减速机101转动，减速机101带动传动轮102转动，传动轮102转动时，带动齿形带106移动，齿形带106带动叶片安装装置107转动，从而使风电机组叶片的角度发生变化，实现调节桨距角的目的；当编码器(图中未标出)所测的角度在5度附近，同时挡块113转动到5度接近开关111的位置并触发5度接近开关111时，变桨系统认为叶片位置正确；当编码器所测的角度在5度附近，而5度接近开关111未触发时，则认为发生异常，变桨系统触发故障并使风电机组顺桨停机；同理，当编码器所测的角度在87度附近，同时挡块113转动到87度接近开关112的位置并触发87度接近开关112时，变桨系统认为叶片位置正确；当编码器所测的角度在87度附近，而87度接近开关112未触发时，则认为发生异常，变桨系统触发故障并使风电机组顺桨停机。这种叶片位置检测系统存在如下缺点：1)接近开关的检测距离一般较短，接近开关距离挡块的距离变大，或接近开关故障，或接近开关线路松动，都会导致风力发电机触发故障停机；2)发生故障的接近开关可能是5度位置的接近开关，也可能是87度位置的接近开关，还可能是挡块发生松动，而导致这三种故障的原因较多较复杂，难以全部有效解决；如果不进行处理，会使风力发电机误报故障的次数较多，影响发电量。本技术申请人在对上述检测过程进行深度分析后，发现导致变桨系统触发故障的重要原因，是因为当叶片旋转到某一预置角度(如上述5度或87度)时，有且只有一个挡块触发该预置角度接近开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组的变桨限位结构，包含叶片安装装置和轮毂，其特征在于，还包括：多个接近开关和多个挡块；所述多个接近开关设置在所述叶片安装装置内侧的所述轮毂上，各所述接近开关沿同一旋转方向的第一间隔角度相同；所述多个挡块设置在所述叶片安装装置的内表面上，各所述挡块沿同一旋转方向的第二间隔角度相同；且所述第一间隔角度与所述第二间隔角度相同；各所述挡块的结构不相同，使得各所述挡块触发所述接近开关后产生的开关信号也不相同。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的变桨限位结构，包含叶片安装装置和轮毂，其特征在于，还包括：多个接近开关和多个挡块；所述多个接近开关设置在所述叶片安装装置内侧的所述轮毂上，各所述接近开关沿同一旋转方向的第一间隔角度相同；所述多个挡块设置在所述叶片安装装置的内表面上，各所述挡块沿同一旋转方向的第二间隔角度相同；且所述第一间隔角度与所述第二间隔角度相同；各所述挡块的结构不相同，使得各所述挡块触发所述接近开关后产生的开关信号也不相同。2.根据权利要求1所述的风力发电机组的变桨限位结构，其特征在于，每个接近开关对应一个预置角度，所述多个挡块中包括一个基础挡块；当所述基础挡块触发任一所述接近开关形成开关信号后，当前叶片的旋转角度即为该接近开关对应的所述预置角度。3.根据权利要求2所述的风力发电机组的变桨限位结构，其特征在于，所述挡块的数量为两个，所述接近开关的数量为两个；所述基础挡块为凸起结构，触发所述接近开关形成的开关信号为单脉冲信号；除所述基础挡块外的另一所述挡块为多槽形结构，触发所述接近开关形成的开关信号为连续多脉冲信号；或者，所述基础挡块为多槽形结构，触发所述接近开关形成的开关信号为连续多脉冲信号；除所述基础挡块外的另一所述挡块为凸起结构，触发所述接近开关形成的开关信号为单脉冲信号。4.根据权利要求3所述的风力发电机组的变桨限位结构，其特征在于，所述第一间隔角度为82度，所述接近开关对应的所述预置角度分别是5度和87度。5.根据权利要求3或4所述的风力发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马磊，何洋，胡清阳，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11