[发明专利]风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量装置和方法

权利要求书

1.一种风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量方法，采用风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量装置，所述的风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量装置包括智能控制运算单元(D1)、设于风力发电机组的脉冲数齿盘上的接近开关(D2)、用于测量风向与机舱夹角θ的风向标(D3)、用于测量风速v的风速计(D4)、用于测量直流母线电压Udc的电压传感器(D5)、用于测量直流负载电流I的电流传感器(D6)和主轴制动系统，所述的主轴制动系统包括用于检测刹车位置并测量刹车间隙的刹车到位反馈装置(D7)和用于驱动主轴制动器执行刹车动作的驱动装置(D8)；其特征在于，具体步骤包括：

采用风速计(D4)测量风速v并反馈给智能控制运算单元(D1)，智能控制运算单元(D1)进行判断，当风速v满足要求Am/s<v<Bm/s且需要测量风力发电机组主轴制动器的制动力矩时，通过风向标(D3)测量风向与机舱夹角θ并反馈给智能控制运算单元(D1)，智能控制运算单元(D1)判断风向与机舱夹角θ是否在-5°与5°之间，如若风向与机舱夹角θ的绝对值大于5°，智能控制运算单元(D1)控制风力发电机组执行偏航对风动作直至风向与机舱夹角θ在-5°与5°之间，启动风力发电机组，通过接近开关(D2)测量风轮转速RPM并反馈给智能控制运算单元(D1)，当风轮转速RPM>C后，智能控制运算单元(D1)控制主轴制动系统的驱动装置(D8)驱动主轴制动器执行刹车动作并通过刹车到位反馈装置(D7)检测刹车位置并测量刹车间隙，从主轴制动器开始动作至刹车到位的时间T内，每隔△T时间段，智能控制运算单元(D1)记录当前风速v、当前风向θ、当前风轮转速RPM、当前直流母线电压Udc和当前直流负载电流I并按照下式计算风力发电机组主轴制动器制动力矩Tbreak：

Tbreak＝Jα+Twind-Tload，

其中，

其中，J为风力发电机组转动惯量；Pi为圆周率；R为风轮半径；ρ为空气密度；Cp为风能利用系数。

2.如权利要求1所述的风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量方法，其特征在于，所述的智能控制运算单元(D1)为可编程控制器，可编程控制器的模拟量输入端接风向标(D3)、风速计(D4)、电压传感器(D5)和电流传感器(D6)的输出端，可编程控制器的带高数计数器的数字量输入端接置于脉冲数齿盘上用于测风轮转速的接近开关(D2)；可编程控制器的普通数字量输入端接主轴制动系统的刹车到位反馈装置(D7)；可编程控制器的数字量输出端接主轴制动系统的驱动装置(D8)。

3.如权利要求1所述的风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量方法，其特征在于，所述的脉冲数齿盘为机构齿轮盘。

4.如权利要求1所述的风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量方法，其特征在于，所述的接近开关(D2)为电磁感应接近开关。

5.如权利要求1所述的风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量方法，其特征在于，所述的风向标(D3)为风向传感器。

6.如权利要求1所述的风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量方法，其特征在于，所述的风速计(D4)为风速传感器。

7.如权利要求1所述的风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量方法，其特征在于，所述电压传感器(D5)为直流霍尔电压传感器。

8.如权利要求1所述的风力发电机组主轴制动器的制动力矩的测量方法，其特征在于，所述电流传感器(D6)为直流霍尔电流传感器。