[发明专利]叶轮方位角的测量方法和装置

说明书

本发明提供了一种叶轮方位角的测量方法和装置，该方法包括：气压高度传感器采集自身的当前高度，并将当前高度发送给控制器；控制器根据当前高度，采用圆周三角函数，计算叶轮的全部叶片的当前方位角，以完成叶轮方位角的测量。其中，气压高度传感器固定设置于轮毂内，并靠近叶轮的叶片的根部位置。由于气压高度传感器的测量精度高，响应速度快，所以可以精确地对叶轮的方位角进行测量。并且气压高度传感器设置在轮毂内，与风力发电机的低速轴为非接触式连接，不需要在低速轴上安装任何辅助设备，简化了风力发电机组的结构，降低了制造成本。

技术领域

本发明实施例涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种叶轮方位角的测量方法和装置。

背景技术

近年来，风力发电机的叶轮大都采用三桨叶式叶轮，三个桨叶通过可转动的推力轴承或专门为变桨距机构设计的回转支撑装置联结于轮毂上。这种叶轮可根据风速的变化，驱动变桨距机构调整风对桨叶的攻角。以使在风速超过额定风速后，输出功率可稳定地保持在额定功率附近，在大风或风力发电机组发生故障的情况下，调节风力发电机处于顺桨状态，使桨叶和整机的受力状况大为改善。

当前对风电变桨距机构的控制方法主要有两种，分别为统一变桨距控制方法和独立变桨距控制方法。其中，独立变桨距控制方法的实现方式主要是基于方位角的权系数分配。独立变桨距控制方法在额定风速以下时使用统一变桨距控制方法，在额定风速以上时，计算出风力发电机组的叶轮方位角，进而获得三个叶片的方位角，根据三个叶片的方位角，由权系数重新分配每个叶片的桨距角变化量Δβ，从而实现独立变桨控制。所以独立变桨控制方法需要测量风力发电机组叶轮的方位角。

目前，对风力发电机组叶轮方位角的测量多采用接近开关的方式。即在风力发电机组低速轴上安装金属转盘，在金属转盘边缘处的圆周上，等间隔开孔，将接近开关固定在低速轴附近，在金属转盘随低速轴旋转时使用接近开关进行位置检测。具体地，当开孔转到接近开关的位置时，接近开关信号状态为0，当开孔转过接近开关后，接近开关的信号状态为1，根据接近开关的状态变化进行计数，由此来计算叶轮的方位角。

这种方法虽然可以测量叶轮方位角，但由于金属转盘上的开孔个数有限，只能测得叶轮方位角的跳跃性的数值，导致测量精度不高。若要提高测量精度，需要将金属转盘的直径做的很大，则金属转盘的质量变得较大，在低速轴上安装质量较大的金属转盘时，需要改变风力发电机组低速轴的结构，增加了风力发电机组的结构复杂度和制造成本。

发明内容

本发明实施例提供一种叶轮方位角的方法和装置，解决了现有技术中采用接近开关测量叶轮方位角时造成的测量精度不高，为了提高测量精度，需要改变风力发电机组低速轴的结构，增加了风力发电机组的结构复杂度和制造成本的技术问题。

本发明实施例提供一种叶轮方位角的测量方法，包括：

气压高度传感器采集自身的当前高度，并将当前高度发送给控制器；

控制器根据所述当前高度，采用圆周三角函数，计算叶轮的全部叶片的当前方位角，以完成所述叶轮方位角的测量；

其中，所述气压高度传感器固定设置于轮毂内，并靠近所述叶轮的叶片的根部位置。

本发明实施例提供一种叶轮方位角的测量装置，包括：气压高度传感器及控制器；

所述气压高度传感器固定设置于轮毂内，并靠近叶轮的叶片的根部位置；

所述气压高度传感器与所述控制器电连接；

所述气压高度传感器用于采集自身的当前高度，并将当前高度发送给控制器；

所述控制器用于根据所述当前高度，采用圆周三角函数，计算所述叶轮的全部叶片的当前方位角，以完成所述叶轮方位角的测量。