CN108194267B - 风机偏航校正系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种风机偏航校正系统，涉及风力发电技术领域，用于解决现有技术缺乏对偏航角度误差情况的预判机制的问题。本发明风机偏航校正系统包括：控制器、凸轮计数器以及电子开关量传感器；电子开关量传感器用于测试实时的偏航角度，控制器与电子开关量传感器相连，用于获取电子开关量传感器的第一测试结果；凸轮计数器包括滑动变阻器，利用滑动变阻器测量偏航角度，控制器与滑动变阻器相连，用于获取滑动变阻器的第二测试结果，计算第一测试值和第二测试值之间的第一差异，当第一差异超过第一预设差异时，启动报警，以通知工作人员偏航角度误差较大。

Description

风机偏航校正系统
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风机偏航校正系统。
背景技术
风力发电机组是将风能转换成电能的设备，在风力发电机组中偏航系统是风力发电机组的重要组成部分之一，用于与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组始终处于迎风状态，充分利用风能。
在偏航系统中偏航角度的计算是非常重要的部分，高精度的偏航角度计算不仅有利于偏航控制，还可以用于较少偏航安全链故障率。比如，准确的偏航角度有利于准确计算出扭缆角度，若偏航角度的计算误差较大，易导致较大的扭缆角度的计算误差，进而导致因实际扭缆角度过大而缩短电缆使用寿命。
但是由于现有技术缺乏对偏航角度误差情况的预判机制，因此容易出现因偏航角度的误差而导致的偏航安全链故障。
发明内容
本发明提供一种风机偏航校正系统，用于解决现有技术缺乏对偏航角度误差情况的预判机制的问题。
本发明实施例提供了一种风机偏航校正系统，应用于风机偏航系统，包括：
控制器、凸轮计数器以及电子开关量传感器；所述电子开关量传感器用于测试实时的偏航角度，所述控制器与所述电子开关量传感器相连，用于获取所述电子开关量传感器的第一测试结果；所述凸轮计数器包括所述滑动变阻器，利用所述滑动变阻器测量偏航角度，所述控制器与所述滑动变阻器相连，用于获取所述滑动变阻器的第二测试结果，计算并输出第一测试值和第二测试值之间的第一差异，当第一差异超过第一预设差异时，启动报警，以通知工作人员偏航角度误差较大。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述凸轮计数器为所述风机偏航系统的极限凸轮计数器，包括极限凸轮和两个极限机械式限位开关。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述凸轮计数器包括两个所述极限凸轮，每个所述极限凸轮分别与一个所述极限机械式限位开关配合，用于检测扭缆角度是否达到扭缆极限角度；
所述极限机械式限位开关与所述控制器相连，当扭缆角度达到扭缆极限角度时，所述控制器接收到所述极限机械式限位开关发送的扭缆角度达到扭缆极限角度的通知信号，触发所述风机偏航系统的安全链断故障。
结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述凸轮计数器为所述风机偏航系统的极限凸轮计数器以外的校正凸轮计数器。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述凸轮计数器用于判断扭缆角度是否达到预设角度，所述预设角度小于扭缆极限角度，当扭缆角度达到所述预设角度时，向所述控制器发送角度到达信号；
当所述控制器接收到所述凸轮计数器发送的角度到达信号时，根据所述第一测试结果确定扭缆角度第一测试值，判断所述扭缆角度第一测试值与所述预设角度的第二差异是否超过第二预设差异，若超过，则启动报警，以通知工作人员偏航角度误差较大。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述凸轮计数器包括小齿轮、校正凸轮和至少一个校正机械式限位开关；
所述小齿轮与所述偏航系统的偏航大齿圈的外齿啮合，所述校正凸轮跟随所述小齿轮的转动而旋转，当所述校正凸轮旋转至目标位置时，所述校正机械式限位开关与所述校正凸轮接触；
所述控制器与所述校正机械式限位开关相连，所述校正机械式限位开关根据与所述校正凸轮的接触情况向所述控制器发送检测信号，所述控制器根据所述校正机械式限位开关发送的检测信号确定角度到达信号。
结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述预设角度包括左偏预设角度和右偏预设角度；
所述校正凸轮计数器包括两个所述校正机械式限位开关，分别用于检测所述左偏预设角度和所述右偏预设角度。
结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式、第一方面的第四种可能的实现方式、第一方面的第五种可能的实现方式和第一方面的第六种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述预设角度小于所述风机偏航系统的解缆角度。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供了一种风机偏航校正系统，包括控制器、凸轮计数器以及电子开关量传感器；电子开关量传感器用于测试实时的偏航角度，控制器与电子开关量传感器相连，用于获取电子开关量传感器的第一测试结果；凸轮计数器包括滑动变阻器，利用滑动变阻器测量偏航角度，控制器与滑动变阻器相连，用于获取滑动变阻器的第二测试结果，计算并输出第一测试值和第二测试值之间的第一差异，当第一差异超过第一预设差异时，启动报警，以通知工作人员偏航角度误差较大。和现有技术相比，增加了对偏航角度误差情况的预判机制，有利于减少因偏航角度的误差而导致的偏航安全链故障。
附图说明
图1是本发明风机偏航校正系统一个实施例示意图；
图2是本发明风机偏航校正系统中校正凸轮计数器一个实施例示意图；
图3是本发明风机偏航校正系统中校正凸轮计数器另一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种风机偏航校正系统，用于对偏航角度出现较大误差的情况进行预判，以减少因偏航角度的误差而导致的偏航安全链故障。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
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。偏航角度用于控制风力发电机组的机舱根据风向旋转，以使得风力发电机组始终处于迎风状态。
机舱可以顺时针或逆时针旋转，但是，在偏航过程中，机舱不能总是朝向一个方向旋转，因为机舱底部大齿圈内部布置着多根电缆，机舱旋转电缆也跟着扭转，为了防止电缆扭转过度发生损坏，机舱的扭缆角度不能超过扭缆极限角度(一般为800度)。为了防止扭缆角度超过扭缆极限角度，偏航系统通常设置有极限凸轮计数器，极限凸轮计数器包括极限凸轮和2个极限机械式限位开关，分别为左偏极限机械式限位开关和右偏极限机械式限位开关，串入安全链电气回路，当极限凸轮计数器检测到扭缆角度达到扭缆极限角度时，可以通过左或右偏极限机械式限位开关发生动作，触发安全链断故障，使得风力发电机组快速停机。
但是风力发电机组频繁停机容易造成系统故障，影响发电效率，为此，需要在扭缆角度达到扭缆极限角度之前(比如达到解缆角度，解缆角度小于扭缆极限角度，一般为650度)便提前控制机舱旋转解缆。由于极限凸轮计数器为机械开关，只能检测到当前角度是否达到某个预设角度，无法测量实时角度，因此偏航角度通常采用可以实时测量偏航角度的电子开关量传感器测量的偏航角度来判断扭缆角度是否达到解缆角度，电子开关量传感器又常被称作接近开关。比如，电子开关量传感器可以为光学接近开关，利用偏航大齿圈齿的高低不同而使得光信号不同来工作，采集光信号并计数。光学接近开关根据脉冲数计算偏航角度，容易在左偏航和右偏航的过程中产生计算误差，当风机不断向左和向右偏航时，容易积累该误差，导致误差逐渐增大，误差积累到一定程度，控制器根据电子开关量传感器的测试数据记录的偏航角度已严重失真，最终导致测量的偏航角度与实际扭缆角度不一致，容易导致无法在实际扭缆角度达到解缆角度时及时解缆，从而触发限位开关报出安全链断故障，使得风力发电机组停机。
可见，需要对偏航角度的误差情况进行预判，以减少因偏航角度的误差而导致的偏航安全链故障。为此，本发明实施例提供一种风机偏航校正系统，应用于风机偏航系统，请参阅图1、图2和图3，本发明实施例中风机偏航校正系统一个实施例包括：
控制器1、凸轮计数器2以及电子开关量传感器3；电子开关量传感器3用于测试实时的偏航角度，控制器1与电子开关量传感器3相连，用于获取电子开关量传感器3的第一测试结果；凸轮计数器2包括滑动变阻器201，利用滑动变阻器201测量偏航角度，控制器1与滑动变阻器201相连，用于获取滑动变阻器201的第二测试结果，计算并输出第一测试值和第二测试值之间的第一差异，当第一差异超过第一预设差异时，启动报警，以通知工作人员偏航角度误差较大。
可选的，凸轮计数器2为风机偏航系统的极限凸轮计数器，包括极限凸轮和两个极限机械式限位开关，分别为左偏极限机械式限位开关和右偏极限机械式限位开关。请参阅图2，为凸轮计数器2的一种可能的结构示意图，极限凸轮202可以为两个，每个极限凸轮202分别与一个极限机械式限位开关203配合，用于检测扭缆角度是否达到扭缆极限角度。极限机械式限位开关203与控制器1相连，当控制器1接收到极限机械式限位开关203发送的扭缆角度达到扭缆极限角度的通知信号时，触发安全链断故障，使得风力发电机组快速停机。
可选的，凸轮计数器2为极限凸轮计数器以外的校正凸轮计数器。
优选的，当凸轮计数器2为校正凸轮计数器时，控制器1与凸轮计数器2相连，凸轮计数器2用于判断扭缆角度是否达到预设角度，预设角度小于扭缆极限角度，当扭缆角度达到预设角度时，向控制器1发送角度到达信号；当控制器1接收到凸轮计数器2发送的角度到达信号时，可以根据所述第一测试结果确定扭缆角度第一测试值，并判断扭缆角度第一测试值与预设角度的第二差异是否超过第二预设差异，若超过，则启动报警，以通知工作人员偏航角度误差较大。之后，工作人员可以顺缆至0度，将偏航角度清零。在滑动变阻器的基础上增加凸轮计数器来对第一测试结果进行准确性预判，进一步提高偏航角度误差预判机制的可靠性。
请参阅图3，当凸轮计数器2为校正凸轮计数器时，凸轮计数器2可以包括小齿轮(图中未示出)、校正凸轮204和至少一个校正机械式限位开关205，小齿轮(图中未示出)与偏航系统的偏航大齿圈的外齿啮合，校正凸轮204跟随小齿轮(图中未示出)转动而旋转，当校正凸轮204旋转至某一位置时，校正机械式限位开关205与校正凸轮204接触；控制器1与校正机械式限位开关205相连，校正机械式限位开关205根据与校正凸轮204的接触情况向控制器1发送检测信号，控制器1根据校正机械式限位开关205发送的检测信号确定角度到达信号。
当凸轮计数器2为校正凸轮计数器时，优选的，预设角度包括左偏预设角度和右偏预设角度，凸轮计数器2包括两个校正机械式限位开关205，分别检测左偏预设角度和右偏预设角度。
当凸轮计数器2为校正凸轮计数器时，优选的，继续参阅图3，凸轮计数器2可以包括两个校正凸轮204，其中的一个校正凸轮204与一个校正机械式限位开关205相配合，用于检测扭缆角度是否达到左偏预设角度，另一个校正凸轮204与另一个校正机械式限位开关205相配合，用于检测扭缆角度是否达到右偏预设角度。
优选的，为了尽早的发现偏航角度误差情况，为工作人员留出更多的处置时长，预设角度可以小于解缆角度，比如可以设为600度。
通过上述方案，可以防止扭缆故障频繁发生，减少偏航减速器与偏航电机的损坏，以及减少偏航闸片的磨损，同时减少频繁偏航引起的陀螺转矩对传动链的冲击。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种风机偏航校正系统，应用于风机偏航系统，其特征在于，包括：
控制器、凸轮计数器以及电子开关量传感器；
所述电子开关量传感器用于测试实时的偏航角度，所述控制器与所述电子开关量传感器相连，用于获取所述电子开关量传感器的第一测试结果；
所述凸轮计数器包括滑动变阻器，利用所述滑动变阻器测量偏航角度，所述控制器与所述滑动变阻器相连，用于获取所述滑动变阻器的第二测试结果，计算第一测试值和第二测试值之间的第一差异，当第一差异超过第一预设差异时，启动报警，以通知工作人员偏航角度误差较大；
所述凸轮计数器为所述风机偏航系统的极限凸轮计数器，包括极限凸轮和两个极限机械式限位开关；
所述凸轮计数器包括两个所述极限凸轮，每个所述极限凸轮分别与一个所述极限机械式限位开关配合，用于检测扭缆角度是否达到扭缆极限角度；
所述极限机械式限位开关与所述控制器相连，当扭缆角度达到扭缆极限角度时，所述控制器接收到所述极限机械式限位开关发送的扭缆角度达到扭缆极限角度的通知信号，触发所述风机偏航系统的安全链断故障。
2.根据权利要求1所述的风机偏航校正系统，其特征在于，所述凸轮计数器为所述风机偏航系统的极限凸轮计数器以外的校正凸轮计数器。
3.根据权利要求2所述的风机偏航校正系统，其特征在于，所述凸轮计数器用于判断扭缆角度是否达到预设角度，所述预设角度小于扭缆极限角度，当扭缆角度达到所述预设角度时，向所述控制器发送角度到达信号；
当所述控制器接收到所述凸轮计数器发送的角度到达信号时，根据所述第一测试结果确定扭缆角度第一测试值，判断所述扭缆角度第一测试值与所述预设角度的第二差异是否超过第二预设差异，若超过，则启动报警，以通知工作人员偏航角度误差较大。
4.根据权利要求3所述的风机偏航校正系统，其特征在于，所述凸轮计数器包括小齿轮、校正凸轮和至少一个校正机械式限位开关；
所述小齿轮与所述偏航系统的偏航大齿圈的外齿啮合，所述校正凸轮跟随所述小齿轮的转动而旋转，当所述校正凸轮旋转至目标位置时，所述校正机械式限位开关与所述校正凸轮接触；
所述控制器与所述校正机械式限位开关相连，所述校正机械式限位开关根据与所述校正凸轮的接触情况向所述控制器发送检测信号，所述控制器根据所述校正机械式限位开关发送的检测信号确定角度到达信号。
5.根据权利要求4所述的风机偏航校正系统，其特征在于，所述预设角度包括左偏预设角度和右偏预设角度；
所述校正凸轮计数器包括两个所述校正机械式限位开关，分别用于检测所述左偏预设角度和所述右偏预设角度。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的风机偏航校正系统，其特征在于，所述预设角度小于所述风机偏航系统的解缆角度。
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