[发明专利]一种风电机组叶片净空监测方法

权利要求书

1.一种风电机组叶片净空监测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、在风电机组的各叶片的叶根处分别布置叶片净空监测装置，叶片净空监测装置包括壳体以及壳体内部封装的PCB板、环形磁栅、传动齿轮、变速齿轮和动力齿条，其中PCB板配置有通过电气连接的电磁感应芯片和单片机，环形磁栅与传动齿轮同轴固定连接，变速齿轮由同轴的两个直径不同的子齿轮同轴固定构成，两个子齿轮分别为直径较大的第一子齿轮和直径较小的第二子齿轮，动力齿条采用弧形齿条，弧形齿条固定于金属转动杆的一端，金属转动杆通过旋转轴固定于壳体中，旋转轴与弧形齿条共圆心，金属转动杆的另一端通过开设于壳体端部的预留孔伸出于壳体之外，金属转动杆带动弧形齿条以旋转轴为轴旋转，传动齿轮与第一子齿轮外啮合，第二子齿轮与动力齿条外啮合，将碳素绳的一端连接于金属转动杆的伸出于壳体之外的一端，碳素绳的另一端固定于叶片的叶尖处；

S2、当叶片受到风力载荷发生形变时，叶片长度方向整体发生弯曲，叶尖拉动碳素绳，使金属转动杆摆动，并依次带动动力齿条、变速齿轮、传动齿轮和环形磁栅发生旋转；

S3、电磁感应芯片感应环形磁栅旋转产生的磁场变化信号，将磁场变化信号转化为电信号发送至单片机；

S4、单片机根据磁场变化规律以及传动齿轮、变速齿轮和动力齿条之间的传动比，计算得到金属转动杆受外力发生的转动角度α；

S5、叶片净空监测装置将转动角度α发送至上位机，上位机根据以下公式计算得到叶片净空距离L₁：

L₁＝L-H×sinα×sinβ×X

其中，L为叶片不受到风力载荷时的净空距离，H为叶片有效长度，β为叶片变桨角，X为修正系数。

2.根据权利要求1所述的风电机组叶片净空监测方法，其特征在于：步骤S1中，叶片净空监测装置通过L型板安装于叶片的叶根盖板，使叶片净空监测装置的金属转动杆受碳素绳拉力摆动的方向与叶片受风力载荷变形方向一致。

3.根据权利要求1所述的风电机组叶片净空监测方法，其特征在于：步骤S1中，碳素绳通过位于金属转动杆一端的碳素绳安装孔与金属转动杆连接。

4.根据权利要求1所述的风电机组叶片净空监测方法，其特征在于：步骤S5中，叶片净空监测装置首先将转动角度α发送至数据采集模块，数据采集模块通过无线发射模块发送至无线接收模块，无线接收模块通过无线网关发送至上位机。

5.根据权利要求1所述的风电机组叶片净空监测方法，其特征在于：步骤S1中，环形磁栅与传动齿轮通过第一定位销钉同轴地固定于壳体中，环形磁栅与传动齿轮以第一定位销钉为轴旋转，两个子齿轮通过第二定位销钉固定于壳体中，两个子齿轮以第二定位销钉为轴旋转。

6.根据权利要求1所述的风电机组叶片净空监测方法，其特征在于：步骤S1中，壳体上设有与弧形齿条的弧度一致的弧形滑轨，弧形滑轨的上端面设有滑槽，弧形齿条的下端面设有与滑槽适配的滑块。

7.根据权利要求1所述的风电机组叶片净空监测方法，其特征在于：步骤S1中，开设于壳体端部的预留孔处设有密封护套。

8.根据权利要求1所述的风电机组叶片净空监测方法，其特征在于：步骤S1中，壳体的一侧设有与PCB板电连接的航空插头。

9.根据权利要求1所述的风电机组叶片净空监测方法，其特征在于：步骤S1中，壳体包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体之间通过螺栓相互连接。