[实用新型]一种风力发电机组主轴扭矩测量系统

说明书

本实用新型公开了一种风力发电机组主轴扭矩测量系统，包括扭矩应变片、桥路测量模块、编码器、无线发射模块、绝缘卡环、漆包线、感应电源模块、磁场发生器、无线接收模块和解码器；扭矩应变片安装在主轴的前轴承和后轴承之间进行主轴扭矩测量；绝缘卡环、感应电源模块、桥路测量模块、编码器和无线发射模块安装在主轴上，漆包线缠绕在绝缘卡环的表面，其两端接入感应电源模块；桥路测量模块与扭矩应变片、编码器、感应电源模块之间用电缆连接，无线发射模块与编码器之间用电缆连接，磁场发生器安装在机舱靠近绝缘卡环的位置；无线接收模块和解码器安装在机舱上。本实用新型精确测量真实主轴扭矩，并解决了现有技术存在的诸多问题。

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组主轴扭矩测量的技术领域，尤其是指一种风力发电机组主轴扭矩测量系统。

背景技术

风力发电机组的叶片和轮毂组成的风轮，吸收风能后，通过主轴，带动齿轮箱和发电机旋转，从而产生电能。主轴作为能量传递的主要部件，承担着主要作用，同时也承受极大的扭转载荷，即扭矩。主轴前后端分别布置有前轴承和后轴承，用于固定主轴，主轴在前、后轴承的支撑和固定作用下旋转。

由于主轴承担着风能传递的作用，所受扭矩载荷非常大，必须测量其扭矩，以验证风力发电机组的设计是否合理，并确保风力发电机组的运行安全。

目前测量主轴扭矩的方法，都是在前轴承的前端，即靠近风轮处的法兰盘附近的主轴圆锥面上安装扭矩应变片，扭矩信号通过电缆引入轮毂内的采集设备，扭矩应变片和电缆和采集设备跟随主轴和轮毂同时转动，即三者相对静止。

该方法存在如下缺点：

该测点位置位于前轴承的前端，受非常大的风轮重力影响，测得的扭矩信号中夹杂有很大的弯矩信号，并不是真实的主轴扭矩。

本实用新型的目的在于精确测量真实主轴扭矩，解决了之前把测量点置于主轴前端面上带来的测量误差，并解决了供电电缆无法接入应变片，信号电缆无法引入采集设备的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种合理可靠的风力发电机组主轴扭矩测量系统，能够精确测量真实主轴扭矩，解决了之前把测量点置于主轴前端面上带来的测量误差，并解决了供电电缆无法接入应变片，信号电缆无法引入采集设备的问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种风力发电机组主轴扭矩测量系统，包括扭矩应变片、桥路测量模块、编码器、无线发射模块、绝缘卡环、漆包线、感应电源模块、磁场发生器、无线接收模块和解码器；所述扭矩应变片安装在主轴的前轴承和后轴承之间进行主轴扭矩测量；所述绝缘卡环沿主轴径向安装在主轴上，并位于扭矩应变片旁边；所述漆包线缠绕在绝缘卡环的表面，其两端接入感应电源模块；所述感应电源模块、桥路测量模块、编码器和无线发射模块安装在主轴上，并位于扭矩应变片旁边，所述桥路测量模块与扭矩应变片之间用电缆连接，所述编码器与桥路测量模块之间用电缆连接，所述无线发射模块与编码器之间用电缆连接，所述感应电源模块与桥路测量模块之间用电缆连接，扭矩应变片的主轴扭矩信号通过桥路测量模块测量后经编码器编码，再通过无线发射模块发射出去；所述磁场发生器安装在风力发电机组的机舱靠近绝缘卡环的位置，并通过电缆连接至风力发电机组的UPS交流电源，漆包线跟随主轴转动时，根据电磁感应原理，感应电源模块即可获得电源，为桥路测量模块、编码器和无线发射模块持续供电；所述无线接收模块和解码器安装在机舱上，主轴在旋转过程中，无线接收模块接收来自无线发射模块的信号，并将其接入解码器，转成可识别的信号。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、采用在主轴的前轴承和后轴承之间的圆柱面上测量扭矩的方式，代替在前轴承前端的圆锥面上测量的方式，避免扭矩信号受风轮重力和弯矩的干扰，从而提高测试准确度，真实反映主轴所受扭矩。