CN108506172B - 一种风力发电叶片健康状态在线检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，包括风力发电机塔筒，风力发电机塔筒的顶部设有风机机舱，风机机舱与风力发电机塔筒转动连接，风机机舱内设有风机，风机机舱的外侧设有三个与风机连接的叶片，风力发电机塔筒上套设多个环形导轨，风机机舱上固定有铝合金长条，在铝合金长条上设有多个激光测距传感器，铝合金长条的背面与环形导轨之间设有智能小车，智能小车内设有伺服电机。该系统可以实现对叶片的健康状态进行实时监测，通过多点的激光测距传感器，获得叶片上多点与风力发电机塔筒之间的实时距离值，通过对实时获取的数据进行相关的处理，可以提前判断叶片的状态变化情况，从而采取相应的措施，有效的防止重大事故发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电叶片健康状态在线检测系统。
背景技术
目前，可用于风机叶片状态检测的技术方法有超声波检测技术、激光热成像检测技术、振动检测技术、X光检测技术、渗透测试技术、声发射检测技术等。其中，X光检测技术和超声波检测技术对实验环境要求较高，且多用于出厂前的叶片检测，红外热成像技术在现场检测时存在较大局限性，声发射检测技术需要在叶片上安装传感器，影响叶片工作且成本较高。目前，大多数地区对现场叶片监测的措施是定期人为检测，叶片服役到达年限后更换叶片，暂时还没找到一套成本低，检测效果好的系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种风力发电叶片健康状态在线检测系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，包括风力发电机塔筒，风力发电机塔筒的顶部设有风机机舱，风机机舱与风力发电机塔筒转动连接，风机机舱内设有风机，风机机舱的外侧设有三个与风机连接的叶片，所述风力发电机塔筒上套设多个环形导轨，风机机舱上固定有铝合金长条，铝合金长条与三个叶片所在的安装平面平行，在铝合金长条上设有多个激光测距传感器，铝合金长条的背面与环形导轨之间设有智能小车，智能小车的顶部焊接在铝合金长条的背面，智能小车的底部设有四个磁力轮，智能小车位于环形导轨的周面外侧并跨在环形导轨上，四个磁力轮与风力发电机塔筒的表面接触，智能小车内设有伺服电机，伺服电机的输出轴连接智能小车底部的两个前轮。
上述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，所述风力发电机塔筒呈锥形，环形导轨的数量为三个且直接箍在风力发电机塔筒的周面上。
上述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，所述智能小车的数量为三个，三个智能小车由上到下的安装位置呈竖直线排布。
上述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，所述铝合金长条的顶部设有控制器，控制器内设有单片机，铝合金长条内设有串口线，所述激光测距传感器通过串口线连接单片机，单片机连接智能小车内的伺服电机，单片机通过无线通讯的方式连接上位机。
上述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，所述无线通讯的方式为WIFI。
上述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，多个激光测距传感器在铝合金长条上等间距均匀排布。
上述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，所述单片机型号为MCX314AS。
本发明的有益效果为：该系统可以实现对叶片的健康状态进行实时监测，通过多点的激光测距传感器，获得叶片上多点与风力发电机塔筒之间的实时距离值，通过对实时获取的数据进行相关的处理，可以提前判断叶片的状态变化情况，从而采取相应的措施，有效的防止重大事故发生。
附图说明
图1为本发明的正面示意图；
图2为本发明的侧面示意图；
图3为图2中的A区放大图；
图4为本发明的控制原理示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示，一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，包括风力发电机塔筒1，风力发电机塔筒1的顶部设有风机机舱2，风机机舱2与风力发电机塔筒1转动连接，风机机舱2与风力发电机塔筒1的具体转动连接机构在本专利申请中不做赘述，该结构属于现有风机发电的现有技术；
在风机机舱2内设有风机，风机机舱2的外侧设有三个与风机连接的叶片3，风力发电机塔筒1上套设多个环形导轨4，风机机舱2上固定有铝合金长条5，铝合金长条5与三个叶片3所在的安装平面平行，在铝合金长条5上设有多个激光测距传感器6，本发明中，激光测距传感器6的数量为10个且等间距排布，铝合金长条5的背面与环形导轨4之间设有智能小车7，智能小车7的顶部焊接在铝合金长条5的背面，智能小车7的底部设有四个磁力轮8，智能小车7位于环形导轨4的周面外侧并跨在环形导轨4上，四个磁力轮8与风力发电机塔筒1的表面接触，智能小车7内设有伺服电机，伺服电机的输出轴连接智能小车底部的两个前轮，磁力轮8的具体原理或结构在本发明中不做赘述，磁力轮8采用现有技术。
本发明中，风力发电机塔筒1呈锥形，环形导轨4的数量为三个且直接箍在风力发电机塔筒1的周面上，智能小车7的数量为三个，三个智能小车7由上到下的安装位置呈竖直线排布。
进一步，铝合金长条5的顶部设有控制器9，控制器9内设有单片机10，铝合金长条5内设有串口线，所述激光测距传感器6通过串口线连接单片机10，单片机10连接智能小车7内的伺服电机，单片机10通过无线通讯的方式连接上位机11，其中，无线通讯的方式为WIFI，单片机10的型号为MCX314AS。
本专利利用激光测距传感器6进行采集：若干个激光测距传感器6同时工作，激光测距传感器6的个数根据叶片大小来确定，实时的测得风力发电机塔筒1与风力发电机的叶片3之间的距离，当风机接收到偏航信号，位于铝合金顶部的控制器也同时接收到偏航信号，单片机10发出指令控制三个智能小车同时启动，此时三个智能小车底部的磁力轮8的环形导轨4的外侧进行周向转动，三个智能小车转动同时带着风机机舱2和风机绕着风力发电机塔筒1转动，运动过程中，铝合金长条5始终保持竖直且铝合金长条5与三个叶片3所在的安装平面始终平行，为了增加监测的准确性，在风机偏航以及桨距变化的过程中，不进行数据处理，当风机偏航完成或者桨距变化完成后，恢复数据处理功能。
所述对采集到的数据进行传输：每个激光测距传感器6都通过串口线与位于铝合金条顶部的单片机10相连，激光测距传感器6采集到的数据，实时的通过串口线传送到单片机10，再由单片机上的无线传输模块实时的传输到上位机11中。
所述对采集到的数据进行处理：当风力发电叶片健康状态良好且工作状态正常时，所有激光测距传感器6同时开始采集数据，每采集一次，获得一组数据，在上位机11中通过软件，将采集到的每组实时数据拟合成曲线，通过比较相邻两次采集的数据拟合成的曲线的拟合优度来判断风力发电机叶片的健康程度，当拟合优度低于预设值时，则叶片可能存在某种健康问题，上位机软件会进行报警，为了增加监测的准确性，在风力发电机进行偏航运动或者改变桨距的过程中，不进行数据处理，当风机偏航完成或者桨距变化完成后，恢复相关的数据处理功能，需要说明的是，本专利中上位机软件借鉴市面上现有的曲线拟合软件，属于现有成熟的软件技术，软件的具体代码在本专利中不做详细描述。
该系统可以实现对叶片的健康状态进行实时监测，通过多点的激光测距传感器，获得叶片上多点与风力发电机塔筒之间的实时距离值，通过对实时获取的数据进行相关的处理，可以提前判断叶片的状态变化情况，从而采取相应的措施，有效的防止重大事故发生。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，包括风力发电机塔筒，风力发电机塔筒的顶部设有风机机舱，风机机舱与风力发电机塔筒转动连接，风机机舱内设有风机，风机机舱的外侧设有三个与风机连接的叶片，其特征在于，所述风力发电机塔筒上套设多个环形导轨，风机机舱上固定有铝合金长条，铝合金长条与三个叶片所在的安装平面平行，在铝合金长条上设有多个激光测距传感器，铝合金长条的背面与环形导轨之间设有智能小车，智能小车的顶部焊接在铝合金长条的背面，智能小车的底部设有四个磁力轮，智能小车位于环形导轨的周面外侧并跨在环形导轨上，四个磁力轮与风力发电机塔筒的表面接触，智能小车内设有伺服电机，伺服电机的输出轴连接智能小车底部的两个前轮；
若干个激光测距传感器同时工作，激光测距传感器的个数根据叶片大小来确定，实时的测得风力发电机塔筒与风力发电机的叶片之间的距离，当风机接收到偏航信号，位于铝合金长条顶部的控制器也同时接收到偏航信号，控制器发出指令控制三个智能小车同时启动，此时三个智能小车底部的磁力轮沿环形导轨的外侧进行周向转动，三个智能小车转动同时带着风机机舱和风机绕着风力发电机塔筒转动，运动过程中，铝合金长条始终保持竖直且铝合金长条与三个叶片所在的安装平面始终平行。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，其特征在于，所述风力发电机塔筒呈锥形，环形导轨的数量为三个且直接箍在风力发电机塔筒的周面上。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，其特征在于，所述智能小车的数量为三个，三个智能小车由上到下的安装位置呈竖直线排布。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，其特征在于，所述铝合金长条的顶部设有控制器，控制器内设有单片机，铝合金长条内设有串口线，所述激光测距传感器通过串口线连接单片机，单片机连接智能小车内的伺服电机，单片机通过无线通讯的方式连接上位机。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，其特征在于，所述无线通讯的方式为WIFI。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，其特征在于，多个激光测距传感器在铝合金长条上等间距均匀排布。
7.根据权利要求4所述的一种风力发电叶片健康状态在线检测系统，其特征在于，所述单片机型号为MCX314AS。
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Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| CN111255636B (zh) | 2018-11-30 | 2023-07-25 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 确定风力发电机组的塔架净空的方法和装置 |
| CN109340061A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-02-15 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 用于塔架净空监测系统的安装结构及风力发电机组 |
| CN109751199A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-14 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种风电机组叶片在线监测系统及其工作方法 |
| CN110374823A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-10-25 | 上海电气风电集团有限公司 | 一种可实时监测风力机的装置、监测系统及监测方法 |
| CN113864132B (zh) * | 2020-06-30 | 2023-04-07 | 乌鲁木齐金风天翼风电有限公司 | 塔架净空的监测方法、装置及设备 |
| CN112392668B (zh) * | 2020-10-30 | 2024-04-26 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风力发电机组叶片净空监测装置及其监测方法 |
| CN112943558B (zh) * | 2021-01-27 | 2021-12-28 | 浙江大学 | 一种风力发电机组叶片损伤监测系统及方法 |
| CN113653606B (zh) * | 2021-07-20 | 2022-11-08 | 中国海洋大学 | 一种海上风力发电机叶片健康状态监测设备及方法 |
| CN114485414B (zh) * | 2021-12-27 | 2024-04-26 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风电机组叶片弯曲位移测试及净空可靠性评估方法 |
| CN114184511B (zh) * | 2022-02-15 | 2022-05-13 | 河北工业大学 | 一种工业机器人线束磨损可靠性实验装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004293455A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Ebara Corp | ブレードのメンテナンスが容易な風車及び風力発電装置 |
| WO2009101697A1 (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Sakuraigiken Co., Ltd. | 風力発電設備の風車羽根のメンテナンス工法及びメンテナンス装置 |
| CN203906179U (zh) * | 2014-06-04 | 2014-10-29 | 新疆华讯科技开发有限公司 | 升降翼升力杠杆传递式抗风型风力发电专用装置 |
| EP2821639A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-07 | Alstom Renovables España, S.L. | Wind turbine blade leading edge inspection |
| CN105332860A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-17 | 山东泰景电力科技有限公司 | 一种侧梯行走支撑的风力发电机组塔架系统及其构建方法 |
| CN209115266U (zh) * | 2018-06-01 | 2019-07-16 | 河北工业大学 | 一种风力发电叶片健康状态在线检测系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9140029B2 (en) * | 2012-01-20 | 2015-09-22 | Illinois Tool Works Inc. | Tower erecting system |
| CN106574606A (zh) * | 2014-07-29 | 2017-04-19 | Ntn株式会社 | 状态监视系统和具有该状态监视系统的风力发电系统 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004293455A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Ebara Corp | ブレードのメンテナンスが容易な風車及び風力発電装置 |
| WO2009101697A1 (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Sakuraigiken Co., Ltd. | 風力発電設備の風車羽根のメンテナンス工法及びメンテナンス装置 |
| EP2821639A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-07 | Alstom Renovables España, S.L. | Wind turbine blade leading edge inspection |
| CN203906179U (zh) * | 2014-06-04 | 2014-10-29 | 新疆华讯科技开发有限公司 | 升降翼升力杠杆传递式抗风型风力发电专用装置 |
| CN105332860A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-17 | 山东泰景电力科技有限公司 | 一种侧梯行走支撑的风力发电机组塔架系统及其构建方法 |
| CN209115266U (zh) * | 2018-06-01 | 2019-07-16 | 河北工业大学 | 一种风力发电叶片健康状态在线检测系统 |
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