CN102313530A - 一种转角测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转角测量装置，用于对风力发电机组的变桨轴承的转角进行测量，其包括倾角仪和卡具，所述卡具用于将所述倾角仪可拆装地安装于所述变桨轴承的端面；所述倾角仪随所述变桨轴承转动，用以实时测量所述变桨轴承的偏转角度。本发明提供的转角测量装置能够适用于对包括齿形带和齿轮传动在内的多种传动方式的变桨轴承的转角测量，进而可测量上述变桨传动系统的传动误差。

Description

一种转角测量装置

技术领域

本发明涉及风电设备检测技术领域，具体地，涉及一种转角测量装置。

背景技术

随着科技进步，大型风力发电机组均以具备变速变桨式调节能力。所谓变桨是指，根据风速的变化而实时调节风机叶片的桨距角，从而保证风力发电机组在各种风速条件下均能稳定运行的控制技术。因此，变桨系统的控制精度对于现代大型风力发电机组的安全运行至关重要。

目前，在风力发电机组中常用的电驱动变桨系统包括控制器、驱动电机、传动装置以及变桨轴承。其控制过程为：控制器控制电机转动，传动装置将动力输出到变桨轴承，以驱动变桨轴承按照要求速度和方向转动并实现要求的变桨角度。其中，传动装置又分为齿轮传动和齿形带传动两种主要类型。具体地，齿轮传动是指借助传动齿轮与变桨轴承外圈的齿形进行啮合而实现对变桨轴承的驱动；齿形带传动则是指借助固定于变桨轴承的外圈上同一直径的两端点处的齿形带而对变桨轴承进行驱动。

无论采用何种传动方式，在风力发电机组出厂之前均需对变桨传动系统进行检测，以保证变桨系统的控制精度。其中，准确测量变桨轴承回转角度在对变桨系统的测试过程中必不可少。请参阅图1，为一种目前常用的变桨轴承旋转角度检测装置的原理示意图。该装置包括：变桨电机2、减速机3、驱动齿轮4、以及设置在变桨电机2轴端的旋转编码器1和与变桨轴承相啮合的冗余编码器5。其中，旋转编码器1用于直接读取电机的旋转参数，冗余编码器5用于测量变桨轴承的实际旋转角度，然后按照一定的传动比将上述两个编码器所测得数据进行对比即可得知变桨传动系统的传动精度。

然而，上述测量装置仅适用于对采用齿轮传动的变桨系统进行检测。当传动装置采用齿形带传动时，由于变桨轴承上既没有实际转动轴又没有外圈齿形，导致无法使用编码器对传动轴承进行直接测量，唯一可测量的转动参数为驱动电机的转动角度，但是由于无法获得变桨轴承的偏转角度，因而无法得知变桨传动的精度是否达到要求。

综上所述，现有技术中的检测装置仅适用于采用齿轮传动的变桨传动系统的检测，而无法对采用其他传动方式(例如齿形带传动)的变桨传动系统进行检测。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种测量装置，其能够对采用齿形带传动的变桨传动系统的变桨轴承转角进行准确检测。

为此，本发明提供一种转角测量装置，用于对风力发电机组的变桨轴承的转角进行测量，其包括倾角仪和卡具，其中，卡具用于将倾角仪可拆装地安装于变桨轴承的端面；倾角仪随变桨轴承转动，用以实时测量变桨轴承的偏转角度。

其中，卡具包括底座和连接部件；底座的两个端面分别与倾角仪和连接部件固定连接；连接部件可与变桨轴承的端面进行可拆装地固定连接。

其中，连接部件具有磁性，倾角仪借助该磁性连接部件与变桨轴承进行磁性连接。

其中，连接部件包括真空吸盘，倾角仪借助真空吸盘与变桨轴承进行吸附连接。

其中，连接部件包括可重复粘贴的贴片，倾角仪借助贴片与变桨轴承进行粘接。

其中，连接部件包括螺栓，倾角仪借助螺栓与变桨轴承的叶片连接孔进行固定连接。

其中，转角测量装置还包括数据处理单元，该数据处理单元用于将变桨轴承的驱动电机的旋转角度按照变桨传动系统的传动比进行换算，并将换算得到的变桨轴承的偏转角度与倾角仪实际测得的变桨轴承的偏转角度进行对比，以得出变桨传动系统的传动误差。

其中，转角测量装置还包括旋转编码器，该旋转编码器与驱动电机的旋转轴相连接，用于测量驱动电机的旋转角度并将所测得的数据传输至数据处理单元。

其中，变桨传动系统包括齿形带传动系统和齿轮传动系统。

其中，数据处理单元包括计算机。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的转角测量装置包括倾角仪和卡具，借助上述卡具能够将倾角仪可拆装地安装于所述变桨轴承的端面；倾角仪随变桨轴承转动，用以实时测量变桨轴承的偏转角度。由于上述倾角仪与变桨轴承之间不需要齿形传动而只需随变桨轴承同步转动即可测得变桨轴承的旋转角度。因此，本发明提供的转角测量装置能够适用于测量包括齿形带传动及齿轮传动等多种传动方式的变桨传动系统的偏转角度。

附图说明

图1为一种目前常用的变桨轴承旋转角度检测装置的原理示意图；

图2为本发明提供的转角测量装置第一种具体实施例的结构示意图；

图3为本发明提供的转角测量装置第二种具体实施例的结构示意图；

图4为本发明提供的转角测量装置第三种具体实施例的结构示意图；以及

图5为本发明提供的转角测量装置的应用示意图。

具体实施方式

本发明提供一种适用于对齿形带传动的风机变桨系统的变桨轴承进行转角测量的转角测量装置。该装置至少包括倾角仪和卡具，其中，卡具用于将倾角仪可拆装地安装于变桨轴承的端面；倾角仪随变桨轴承转动，用以实时测量变桨轴承的偏转角度。这里，倾角仪可以采用目前市场上已有的倾角仪。当倾角仪随变桨轴承进行同步转动时即可测量出变桨轴承的旋转角度，这时，只需将该测得的角度值与变桨传动系统的期望角度进行对比即可得出变桨传动系统的误差。其中，上述变桨传动系统的期望角度可以将驱动电机的旋转角度按照该传动系统的传动比进行换算而得到。在实际应用中，上述卡具例如可以采用粘接、螺接、磁性连接等多种连接方式而将上述倾角仪与变桨轴承的端面进行可拆装的连接在一起。

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的转角测量装置进行详细描述。

请参阅图2，为本发明提供的转角测量装置第一种具体实施例的结构示意图。如图所示，该装置至少包括倾角仪21和与之固定连接的卡具。其中，卡具进一步又包括底座22和连接部件23。底座22的两个端面分别与倾角仪21和连接部件23进行固定连接。其中，底座22与倾角仪21的连接板25通过螺钉29进行固定连接，至于底座22和连接部件23之间的连接方式则可以采用焊接、螺接、粘接等常用手段而实现。本实施例中，连接部件23采用例如永磁铁等的磁性材料制成，由于变桨轴承通常均为铁质材料，因而该磁性材料所制成的连接部件23能够与变桨轴承的端面牢固的吸附在一起，从而将倾角仪21与变桨轴承进行磁性连接。

此外，本发明提供的转角测量装置还包括数据处理单元，在测量过程中，倾角仪21随变桨轴承进行同步旋转，并将变桨轴承的旋转角度值通过数据线27实时传输给上述数据处理单元。该数据处理单元用于将变桨轴承的驱动电机的旋转角度按照变桨传动系统的传动比进行换算，并将换算后的变桨轴承的偏转角度与倾角仪实际测得的变桨轴承的偏转角度进行对比，以得出变桨传动系统的传动误差。上述驱动电机的旋转角度可以通过在旋转电机的旋转轴上设置与之同步旋转的旋转编码器而测得。该旋转编码器可被视为本发明提供的转角测量装置的一部分，其用于将所测得的驱动电机的旋转角度等数据实时传输至上述数据处理单元。在实际应用中，上述数据处理单元例如可以采用计算机等上位控制设备而实现。

由上述描述可知，本实施例中所描述的转角测量装置能够实现与变桨轴承的快速拆装，并且无需借助任何其他连接结构即可对变桨轴承的转角进行准确测量，进而对变桨传动系统的传动误差进行测量。因而，本发明提供的转角测量装置特别适用于对采用齿形带传动方式的变桨轴承的转角测量，当然，本发明提供的转角测量装置同样适用于采用齿轮传动等其他传动方式的变桨轴承的转角测量及传动误差测量。

请参阅图3，为本发明提供的转角测量装置第二种具体实施例的结构示意图。本实施例与上述图2所示的第一种实施例相比，其区别仅在于，将上述具有磁性的连接部件23改为采用真空吸盘作为连接部件33使用。容易理解的是，借助该真空吸盘同样能够实现将倾角仪21与变桨轴承之间的快速拆装，因而同样能够使倾角仪21随变桨轴承进行同步旋转，并对变桨轴承的旋转角度进行精确测量。除上述连接部件33的结构不同之外，本实施例中的转角测量装置与上述第一种实施例中的转角测量装置具有相同或类似的结构，在此不再赘述。

请参阅图4，为本发明提供的转角测量装置第三种具体实施例的结构示意图。如图所示，在本实施例中，具体采用一种螺栓和螺母作为连接部件43，在进行测量时，将该螺栓穿入变桨轴承的叶片连接孔内，然后将螺母拧紧以实现将倾角仪21与变桨轴承进行固定连接。除上述连接部件43的结构不同之外，本实施例中的转角测量装置与上述第一、第二种实施例中的转角测量装置具有相同或类似的结构，在此不再赘述。

需要指出的是，本发明提供的转角测量装置的连接部件并不限于上述各个实施例中的结构，而只要能够实现将倾角仪可拆装地与变桨轴承进行固定连接的连接部件均应视为本发明的保护范围。例如还可以将连接部件设置为一种可重复粘贴的贴片，倾角仪能够借助该贴片与变桨轴承进行粘接，从而使倾角仪与变桨轴承同步转动。

请参阅图5，为本发明提供的转角测量装置的应用示意图。如图所示，变桨轴承50的内圈通过螺栓等连接部件而连接到轮毂56上，并且构成本发明的转角测量装置的倾角仪51借助卡具52而与变桨轴承50的端面固定连接，该转角测量装置可以采用上述各个实施例中的任意一种。倾角仪51随变桨轴承50同步旋转并实时测得变桨轴承50的旋转角度。倾角仪51通过数据线58与作为数据处理单元59的计算机相连接，从而将所测得的数据实时传输至该数据处理单元59，该数据处理单元59将变桨轴承50的驱动电机的旋转角度按照变桨传动系统的传动比进行换算，并将换算得到的变桨轴承50的偏转角度与上述倾角仪50实际测得的变桨轴承50的偏转角度进行对比，便可得出该变桨传动系统的传动误差。

需要指出的是，虽然本发明提供的转角测量装置是针对以齿形带传动方式的变桨传动系统而设计，但是由于该转角测量装置的应用并不受具体传动结构的限制，因此其同样可适用于对包括齿轮传动系统在内的多种传动方式的变桨轴承的转角测量。而且，基于相同或类似的原因，本发明提供的转角测量装置在用于其它设备上的传动轴承的转角测量时同样适用。

综上所述，本发明提供的转角测量装置不会受到具体传动方式的限制，从而能够适用于对各种设备中的采用各种传动方式的传动轴承的转角测量，进而测量该传动系统的传动误差。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变形和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转角测量装置，用于对风力发电机组的变桨轴承的转角进行测量，其特征在于，包括倾角仪和卡具，

所述卡具用于将所述倾角仪可拆装地安装于所述变桨轴承的端面；

所述倾角仪随所述变桨轴承转动，用以实时测量所述变桨轴承的偏转角度。

2.根据权利要求1所述的转角测量装置，其特征在于，所述卡具包括底座和连接部件；其中

所述底座的两个端面分别与所述倾角仪和所述连接部件固定连接；

所述连接部件可与所述变桨轴承的端面进行可拆装地固定连接。

3.根据权利要求2所述的转角测量装置，其特征在于，所述连接部件具有磁性，所述倾角仪借助该磁性连接部件与所述变桨轴承进行磁性连接。

4.根据权利要求2所述的转角测量装置，其特征在于，所述连接部件包括真空吸盘，所述倾角仪借助所述真空吸盘与所述变桨轴承进行吸附连接。

5.根据权利要求2所述的转角测量装置，其特征在于，所述连接部件包括可重复粘贴的贴片，所述倾角仪借助所述贴片与所述变桨轴承进行粘接。

6.根据权利要求2所述的转角测量装置，其特征在于，所述连接部件包括螺栓，所述倾角仪借助所述螺栓与所述变桨轴承的叶片连接孔进行固定连接。

7.根据权利要求1所述的转角测量装置，其特征在于，还包括数据处理单元，

所述数据处理单元用于将变桨轴承的驱动电机的旋转角度按照变桨传动系统的传动比进行换算，并将换算得到的变桨轴承的偏转角度与所述倾角仪实际测得的所述变桨轴承的偏转角度进行对比，以得出所述变桨传动系统的传动误差。

8.根据权利要求7所述的转角测量装置，其特征在于，还包括旋转编码器，所述旋转编码器与所述驱动电机的旋转轴相连接，用于测量所述驱动电机的旋转角度并将所测得的数据传输至所述数据处理单元。

9.根据权利要求7所述的转角测量装置，其特征在于，所述变桨传动系统包括齿形带传动系统和齿轮传动系统。

10.根据权利要求7所述的转角测量装置，其特征在于，所述数据处理单元包括计算机。

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