本发明专利技术公开了一种偏航角度测量装置及测量方法、风力发电机组，该测量装置包括支撑本体和检测部件；当进行偏航动作时，位于马鞍面以上的电缆线束段将随偏航逐渐被提升，检测部件可以实时检测能够表征电缆线束竖直方向位移量的位置参数，通过检测部件所检测的位置参数进而获得电缆线束在竖直方向的位移量，通过电缆线束位移量与偏航角度之间的关系可以知晓当前时刻风机偏航角度；因本发明专利技术的偏航角度测量装置位于塔筒内部，基本不受外界环境干扰，测量精度大大提高。
A yaw angle measuring device and method, wind turbine
【技术实现步骤摘要】
一种偏航角度测量装置及测量方法、风力发电机组
本专利技术涉及偏航控制
，特别涉及一种偏航角度测量装置及测量方法、风力发电机组。
技术介绍
风力发电机组是一种将气流能量转换成电能的发电装置。具体的，在外界风能的驱动下，风力发电机的叶片转动以获得机械动能，在叶片的带动下，发电机的转子转动，进而发电产生电能。风力发电机组在发电过程中，风力是随机变化的，为了能捕获更多的风能，风力发电机组通常需要进行偏航对风控制。也就是说，风力发电机组工作时，需要计算风向和风力发电机组的角度差，根据角度差来进行偏航对风。目前风力发电机组的偏航控制通常通过设置风速风向传感器、PLC控制器和偏航执行机构来实现，偏航执行机构控制机舱进行左偏航或者右偏航，以追踪风向，保持正对风的来流方向。机舱中各部件所需电能是通过从机舱到塔底的电缆传输，风力发电机组(以下简称风机)在进行偏航转动过程中，电缆也随之旋转，如果风机偏航角度过大，电缆束容易出现拧麻花现象，影响电缆束的使用寿命。所以当风机偏航角度大于最大允许值时，则主动反向偏航，以释放电缆的扭转。现有技术通常使用霍尔效应的计数齿传感器获取偏航角度，但是由于偏航旋转的速度过于缓慢(偏航的速度为0.06rpm，rpm中文为：转/分钟)使得计数齿的检测精度很低，并且由于机舱内的振动环境导致传感器的可靠性较差，使用寿命较低。因此，如何提高现有技术中偏航角度的测量准确性，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为现有偏航角度测量精确性差以及使用寿命短的缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种偏航角度测量装置，用于获得机舱偏航角度，包括支撑本体和检测部件；所述支撑本体包括固定部和安装部，所述固定部用于与风力发电机组的电缆线束固定连接；所述安装部用于与塔筒内壁转动配合连接，至少使二者在竖直面内能够转动；所述检测部件，用于检测能够表征所述电缆线束竖直方向位移量的位置参数。当进行偏航动作时，位于马鞍面以上的电缆线束段将随偏航逐渐被提升，检测部件可以实时检测固定部相对塔筒的位置参数，通过检测部件所检测的不同时刻的表征电缆线束竖直方向位移量的位置参数，进而获得电缆线束在竖直方向的位移量，通过电缆线束位移量与偏航角度之间的关系可以知晓当前时刻风机偏航角度。因本专利技术的偏航角度测量装置位于塔筒内部，振动情况较机舱内大为改善，并且不存在机舱内外众多电气部件如电控柜，发电机等的电磁影响，因此角度测量的可靠性大幅提升。另外，与现有设计通过感应偏航轴承外圈的啮合齿进行角度感知相比，本专利技术所提供的检测电缆在竖直方向位置参数进而反应偏航角度，检测误差小，准确性高。本文所获取的风机偏航角度可以用于校正偏航系统的控制，使得偏航执行系统的偏航动作更加精确，尤其，本文所获取的风机偏航角度对于执行解缆动作有着重要的意义。即当本文所检测的风机偏航角度大于或者等于偏航极限角度时，控制系统执行解缆动作。这样有利于避免电缆线束过度缠绕扭转，起到保护电缆线束的作用。可选的，所述固定部包括沿竖直方向延伸的固定通孔，所述固定通孔的数量至少为一个，所述固定通孔与所述电缆线束一一对应，所述固定通孔的内壁与相应所述电缆线束配合固定。可选的，所述支撑本体包括至少一个横向延伸的水平臂，各所述水平臂的内端部固定连接于所述固定通孔的外壁部，所述水平臂的外端部设置所述安装部。可选的，所述水平臂的数量为两个，自外向内，所述水平臂包括相互连接的第一段和第二段，两所述水平臂的第一段相互平行，所述安装部设置于所述第一段，所述水平臂的第二段的内端部固定连接所述固定通孔的外壁部，并且两个所述水平臂的第二段之间距离自外向内逐渐减小。可选的，还包括安装臂，所述安装臂的一端用于固定连接所述塔筒内壁，另一端设置有铰接孔，所述水平臂的外端部也设置有铰接孔，所述安装部包括所述铰接孔，销轴同时安装于所述安装臂和所述水平臂二者的铰接孔内部。可选的，所述销轴与所述水平臂的铰接孔过盈配合，所述销轴与所述安装臂的铰接孔转动配合，所述检测部件包括角度检测器，用于检测所述固定部相对所述塔筒的转动角度，所述角度检测器包括固定壳体和旋转机构，所述固定壳体固定于所述安装臂，所述旋转机构固定于所述销轴。可选的，所述销轴与所述水平臂的铰接孔周向限位，所述销轴的末端穿过所述水平臂的铰接孔、所述安装臂的铰接孔连接螺母；所述检测部件包括角度检测器，用于检测设置所述固定通孔的端部相对所述塔筒的转动角度，所述角度检测器包括固定壳体和旋转机构，所述固定壳体固定于所述安装臂，所述旋转机构固定于所述销轴。可选的，所述水平臂的铰接孔至少部分孔段为多边形孔段，所述多边形孔段的横截面为多边形，所述销轴包括与上述多边形孔段配合的轴段，该轴段的外轮廓与所述多边形孔段相适配。可选的，所述销轴包括依次相连接的头部、大径段和小径段，所述头部的外轮廓为多边形，以与所述多边形孔段相适配，所述大径段为光轴段，所述小径段的外表面具有螺纹，以与所述螺母配合连接。可选的，还包括控制器，根据所述检测部件所检测的能够表征所述电缆线束竖直方向位移量的位置参数计算机舱的偏航角度，并且预存有所述检测部件的检测参数与机舱偏航角度对应关系。再者，本专利技术提供了一种风力发电机组，包括塔筒，还包括上述任一项所述的偏航角度测量装置，所述风力发电机组机舱电缆线束与所述支撑本体的固定部固定，所述支撑本体的安装部与所述塔筒内壁转动连接。此外，本专利技术还提供了一种偏航角度测量方法，包括上述任一项所述的偏航角度测量装置，该方法包括以下步骤：预先存储表征电缆线束竖直方向位移量的位置参数与机舱偏航角度对应关系于控制器；实时获取当前状态能够表征电缆线束竖直方向位移量的位置参数；根据所获取的当前状态的固定部相对塔筒的位置参数，自所述预存的表征电缆线束竖直方向位移量的位置参数与机舱偏航角度对应关系中查找当前状态的偏航角度。可选的，所述表征电缆线束竖直方向位移量的位置参数与机舱偏航角度对应关系为所述支撑本体的固定部转动角度与机舱偏航角度的对应关系；或者所述表征电缆线束竖直方向位移量的位置参数与机舱偏航角度对应关系为所述支撑本体的固定部沿竖直方向位移量与机舱偏航角度的对应关系。上述方法是以偏航角度测量装置为基础实施的，上述风力发电机组包括上述偏航角度测量装置，故该测量方法和风力发电机组也具备装置的上述技术效果，本文不做赘述。附图说明图1为本专利技术一种实施例中塔筒、电缆线束等组件的局部结构示意图；图2为本专利技术一种实施例中偏航角度测量装置与塔筒、电缆线束装配后的结构示意图；图3为图2所示结构的另一方向示意图；图4为本专利技术一种实施例中支撑本体的结构示意图；图5为本专利技术一种实施例中安装臂与塔筒的安装示意图；图6为图2所示结构的局部俯视图；图7为本专利技术一种实施例中安装臂与支撑本体铰接位置的局部放大图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种偏航角度测量装置，用于获得机舱偏航角度，其特征在于，包括支撑本体(2)和检测部件；/n所述支撑本体(2)包括固定部和安装部，所述固定部用于与风力发电机组的电缆线束(1)固定连接；所述安装部用于与塔筒内壁(101)转动配合连接，至少使二者在竖直面内能够转动；/n所述检测部件，用于检测能够表征所述电缆线束(1)竖直方向位移量的位置参数。/n
【技术特征摘要】
1.一种偏航角度测量装置，用于获得机舱偏航角度，其特征在于，包括支撑本体(2)和检测部件；
所述支撑本体(2)包括固定部和安装部，所述固定部用于与风力发电机组的电缆线束(1)固定连接；所述安装部用于与塔筒内壁(101)转动配合连接，至少使二者在竖直面内能够转动；
所述检测部件，用于检测能够表征所述电缆线束(1)竖直方向位移量的位置参数。
2.如权利要求1所述的偏航角度测量装置，其特征在于，所述固定部包括沿竖直方向延伸的固定通孔(2a)，所述固定通孔(2a)的数量至少为一个，所述固定通孔(2a)与所述电缆线束(1)一一对应，所述固定通孔(2a)的内壁与相应所述电缆线束(1)配合固定。
3.如权利要求2所述的偏航角度测量装置，其特征在于，所述支撑本体(2)包括至少一个横向延伸的水平臂，各所述水平臂的内端部固定连接于所述固定通孔(2a)的外壁部，所述水平臂的外端部设置所述安装部。
4.如权利要求3所述的偏航角度测量装置，其特征在于，所述水平臂的数量为两个，自外向内，所述水平臂包括相互连接的第一段(22)和第二段(21)，两所述水平臂的第一段(22)相互平行，所述安装部设置于所述第一段(22)，所述水平臂的第二段(21)的内端部固定连接所述固定通孔(2a)的外壁部，并且两个所述水平臂的第二段(21)之间距离自外向内逐渐减小。
5.如权利要求3所述的偏航角度测量装置，其特征在于，还包括安装臂(3)，所述安装臂(3)的一端用于固定连接所述塔筒内壁(101)，另一端设置有铰接孔(2b)，所述水平臂的外端部也设置有铰接孔(2b)，所述安装部(4)包括所述铰接孔，销轴(41)同时安装于所述安装臂(3)和所述水平臂二者的铰接孔内部。
6.如权利要求5所述的偏航角度测量装置，其特征在于，所述销轴(41)与所述水平臂的铰接孔(2b)过盈配合，所述销轴(41)与所述安装臂(3)的铰接孔转动配合，所述检测部件包括角度检测器(5)，用于检测设置所述固定通孔(2a)的端部相对所述塔筒的转动角度，所述角度检测器(5)包括固定壳体和旋转机构，所述固定壳体固定于所述安装臂(3)，所述旋转机构固定于所述销轴(41)。
7.如权利要求1所述的偏航角度测量装置，其特征在于，所述销轴(41)与所述水平臂的铰接孔(2b)周向限位，所述销轴(41)的末端穿过所述水平臂的铰接孔(2b)、所述安装臂(3)的铰接孔连接螺母；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：拜亮，顾伟峰，刘岩，李强，张才盛，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65
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