[实用新型]用于风力发电机组的偏航测量装置与系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，尤其涉及一种用于风力发电机组的偏航测量装置与系统。

背景技术

作为一种无污染的可再生能源，风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发展前景，其中风力发电可以极大程度的满足社会对电能的急剧需求。在风力发电机组中设置偏航系统，一方面偏航系统与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率，同时在风向相对固定时能提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组的安全运行。另一方面由于风力发电机组可能持续地向一个方向偏航，为了保证风力发电机组悬垂部分的电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂、失效，在电缆达到设计缠绕值时能自动解除缠绕。

对于偏航系统而言，风力发电机组的偏航角度是风力发电机组运行的重要参数，主要用于风力发电机组的控制和解缆等，偏航角度的准确性是风力发电机组稳定运行的关键参数。目前偏航角度主要采用接近开关、电位计或者编码器原理测量。其中，接近开关是感应传感器，感应并偏航大齿轮圈齿的高低电平信号来工作。编码器是将偏航大齿轮的位移转变成计数脉冲或绝对位置编码表示偏航位置。采用接近开关测量的方案，成本较低，使用寿命长，但不能记录PLC不能正常运行时的偏航角度变化，需要将数据保存在PLC掉电保持寄存器；且由于测量是通过圈齿的高低不同实现的，会存在误触发造成的累计误差，需要进行定期校准。采用电位计测量的方案，电位计容易磨损，从而影响测量精度，使用寿命低。采用编码器测量的方案，编码器的成本高。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于，提供一种用于风力发电机组的偏航测量装置与系统，寿命长，精度稳定。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的实施例提供了一种用于风力发电机组的偏航测量装置，所述风力发电机组包括偏航齿，所述偏航测量装置包括用于与所述偏航齿啮合的凸轮计数器和霍尔角度传感器，所述霍尔角度传感器的输入端与电源相连，所述霍尔角度传感器还连接所述凸轮计数器，所述霍尔角度传感器输出的电压值用于确定所述风力发电机组的偏航角度。

优选地，所述霍尔角度传感器输出的电压值与所述风力发电机组的偏航角度为线性对应关系。

优选地，所述凸轮计数器包括计数器本体和小齿轮，所述计数器本体安装在所述小齿轮上，所述小齿轮用于与所述偏航齿啮合。

优选地，所述凸轮计数器还包括齿轮传动机构，所述齿轮传动机构连接所述小齿轮和霍尔角度传感器。

优选地，所述小齿轮的转动角度＝所述风力发电机组的偏航角度*所述偏航齿的齿轮数*所述凸轮计数器的变比/所述小齿轮的齿轮数。

优选地，所述霍尔角度传感器输出的电压值与其磁体旋转角度为预设的第一线性对应关系，且所述霍尔角度传感器的磁体旋转角度与所述小齿轮的转动角度为预设的第二线性对应关系。

优选地，所述霍尔角度传感器输出的电压值为0～10V，对应的所述风力发电机组的偏航角度为-2517度～2517度。

优选地，所述霍尔角度传感器安装在所述凸轮计数器内。

本实用新型的实施例还提供了一种用于风力发电机组的偏航测量系统，包括控制器，还包括上述用于风力发电机组的偏航测量装置，所述霍尔角度传感器的电压输出端与所述控制器的输入端相连。

优选地，所述控制器为所述风力发电机组的偏航控制器。

本实用新型实施例提供的用于风力发电机组的偏航测量装置与系统，通过霍尔角度传感器输出的电压值确定风力发电机组的偏航角度。采用该技术方案，一方面由于霍尔角度传感器的寿命主要取决于轴承，轴承的旋转次数可以达到千万次的级别，且其测量过程中霍尔角度传感器本身的损耗非常小，因此，在风力发电机组的生命周期内，可以不用更换霍尔角度传感器，使用寿命长；同时，由于其损耗非常小，使得测量精度稳定，准确性高。

附图说明

图1为本实用新型实施例中偏航齿和凸轮计数器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中凸轮计数器的结构示意图；

图3a为本实用新型实施例中霍尔角度传感器的主视示意图；

图3b为本实用新型实施例中霍尔角度传感器的左视示意图；

图4为本实用新型实施例中霍尔角度传感器的接线原理图；

图5为本实用新型实施例中霍尔角度传感器输出的电压值与偏航角度的对应关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例用于风力发电机组的偏航测量装置与系统进行详细描述。