[发明专利]一种采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法

权利要求书

1.一种采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，包括监测设置在定子上的传感器到转子磁极表面的距离，从而测量出风力发电机定、转子之间的气隙大小；其特征是：

在所述风力发电机的定子表面，沿其圆周设置至少四个径向电涡流传感器，用于测量所述风力发电机定子和转子之间的径向气隙；

在所述风力发电机的定子轴向方向上设置至少一个轴向电涡流传感器，用于测量风力发电机定子和转子之间的轴向气隙；

在所述风力发电机转轴径向位置的机体或机架上，固定设置一个键相传感器，用于进行键相识别或转速测量；

在与所述键相传感器的安装位置相对应的风力发电机转轴上，设置一个金属质凸台，当所述的金属质凸台随所述的转轴转动至所述键相传感器所在的位置时，所述的金属质凸台非接触式地触发所述的键相传感器输出一次键相信号。

其所述径向电涡流传感器、轴向电涡流传感器和键相传感器的信号输出端，与风力状态监测及采集设备的信号输入端分别对应连接；

所述的风力状态监测及采集设备，至少包括模拟整形电路、A/D转换器、可编程门阵列逻辑单元FPGA和嵌入式处理器单元ARM；具有实时采样、同步整周期采样、数字滤波及FFT频谱分析功能。

所述的风力状态监测及采集设备，将所述各电涡流传感器的输出信号经模拟整形电路处理后送入A/D转换器，由可编程门阵列逻辑单元FPGA控制A/D转换器进行快速采样，采集一定的数量点数后，嵌入式处理器单元ARM从可编程门阵列逻辑单元FPGA读取采样结果进行处理计算，然后将处理后的结果通过以太网口上传到服务器的数据库中；

所述的服务器连接到局域网、广域网或互联网，局域网内的工作站或者远程的工作站可以通过局域网、广域网或互联网访问所述服务器中的数据库，实时查看风力发电机的实时气隙数据，并可以通过气隙监测系统软件控制所述风力状态监测及采集设备进行不同工作方式或工作模式的切换。

2.按照权利要求1所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是所述的径向电涡流传感器，与所述风力发电机定子纵向轴线相垂直地设置在所述风力发电机定子的表面，其所述的径向电涡流传感器通过螺纹连接的方式固定在所述风力发电机定子的表面。

3.按照权利要求1所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是所述的径向电涡流传感器设置在风力发电机定子与转子相对部分的定子表面，其所述径向电涡流传感器的表面或端面，低于所述定子外表面的轮廓圆周线，以防止在定子套装时碰到径向电涡流传感器探头而导致径向电涡流传感器探头的损坏。

4.按照权利要求1所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是所述的轴向电涡流传感器，与所述风力发电机定子纵向轴线相平行地设置在所述风力发电机定子端部的表面，其所述的轴向电涡流传感器通过螺纹连接的方式固定在所述风力发电机定子端部的表面。

5.按照权利要求3或4所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是在所述的定子套装后，通过所述的螺纹连接结构，分别调整所述径向或轴向电涡流传感器的位置，使得所述径向或轴向电涡流传感器的输出值在量程的中点附近。

6.按照权利要求1所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是所述的键相传感器为电涡流传感器、有源磁电式传感器或者非接触式接近开关；所述的键相传感器与所述发电机转轴之间成径向设置。

7.按照权利要求1所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是所述的键相传感器用于在进行气隙监测时提供键相信号，用来对发电机定、转子径向或轴向气隙信号进行计算和分析，也可以用于提供一个转速测量信号。

8.按照权利要求1所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是所述的气隙监测系统软件具有采样方式选择，实时监测，输出气隙棒图、时域波形、频域波形、时域雷达图或定、转子气隙趋势图，计算出转子的轴心位置，绘制出转子的轴心轨迹，测量数据分析和根据分析的数据及结果生成气隙监测报告的功能。

9.按照权利要求1所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是所述的不同工作方式或工作模式至少包括采样方式的选择、采样周期的调整、FFT频谱分析参数的设定、同步整周期采样模式的切换以及输出图形种类的切换。

10.按照权利要求1所述的采用电涡流传感器测量风力发电机气隙的方法，其特征是测量风力发电机气隙的方法，基于所述电涡流传感器具有的非接触、高线性度和高分辨力性能，通过所述的风力状态监测及采集设备，实现风力发电机定、转子气隙的出厂前测试、现场运转前测试和运行过程中的实时监测。