CN109973318B - 发电机转子锁定销的控制系统及方法 - Google Patents

发电机转子锁定销的控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种发电机转子锁定销的控制系统，包括固定设置的锁定销和开设有锁定孔的转子；还包括：可与转子同步转动的检测基准件，其上开设有检测孔，且所述检测孔与所述锁定孔径向对应设置；光学量检测部件，相对于所述转子固定设置；控制部件，根据所述光学量检测部件获取的所述检测孔的位置信号，输出第一控制指令至转子驱动部件。以检测孔作为待检对象，即可精确的确定锁定孔相对于锁定销的周向相对位置关系，以此输出第一控制指令至转子驱动部件，进而随着转子的转动使得锁定销与锁定孔准确对中。此外，除获得精确对中精度外，本方案大大提高了对中处理效率。在此基础上，本发明还提供一种发电机转子锁定销的控制方法。

Description

发电机转子锁定销的控制系统及方法
技术领域
本发明涉及风力发电机技术领域，具体涉及一种发电机转子锁定销的控制系统及方法。
背景技术
随着风力发电机组大型化的发展，安装机组的叶片难度越来越大，叶片单独安装的方式逐渐成为趋势。在叶片单独安装过程中，需要发电机组轮毂进行转动配合(也就是盘车工作)，以配合叶片的安装操作。
众所周知，在单叶片吊装过程中，需要同时对发电机转子进行锁定。通常，现有盘车系统与发电机转子之间利用锁定销来实现两者之间的锁定，锁定销固定在发电机定轴上，在发电机转子上设置有相适配的锁定孔，即锁定销是固定的，锁定孔是转动的。当需要对发电机转子进行锁定时，发电机转子可转动至其上的转子锁定孔与锁定销对中，显然，转子锁定孔和锁定销对中精度是快速可靠地完成后续操作的关键性指标。
目前，现有转子锁定销的对中主要依据操作者观察来完成，肉眼观察存在不可避免的偏差，难以保证锁定销与锁定孔准确对中，对中处理时间无法得以有效控制。
有鉴于此，亟待针对现有盘车系统进行优化设计，以有效解决盘车系统锁定销对中精度无法精确控制的问题，以确保叶片安装等后续操作快速可靠地进行。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种发电机转子液控盘车系统的控制方法及装置，该方法和装置能够在液控盘车系统工作过程中动态修正累积误差，从而能够大大提升盘车系统的作业精度及操作可靠性。
本发明提供的发电机转子锁定销的控制系统，包括固定设置的锁定销和开设有锁定孔的转子；还包括：
可与转子同步转动的检测基准件，其上开设有检测孔，且所述检测孔与所述锁定孔径向对应设置；
光学量检测部件，相对于所述转子固定设置；
控制部件，根据所述光学量检测部件获取的所述检测孔的位置信号，输出第一控制指令至转子驱动部件以对中所述锁定销和所述锁定孔。
优选地，所述控制部件还根据所述光学量检测部件获取的所述检测孔的位置信号，输出第二控制指令至锁定销驱动部件以锁定所述转子。
优选地，所述位置信号包括至少三个位置信号，基于所述转子的转动依次获取；其中，
第一位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔上游侧的所述检测基准件的实体部相对时获取的位置信号；
第二位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔相对时获取的位置信号；
第三位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔下游侧的所述检测基准件的实体部相对时获取的位置信号。
优选地，根据所述转子沿第一方向转动获取的第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号，所述控制部件输出向第二方向转动预设角度的第一控制指令至转子驱动部件；所述预设角度为所述光学量检测部件的检测部在所述检测孔内相对于所述转子的转动角度的一半。
优选地，所述光学量检测部件具体为红外传感器、超声波传感器或者激光传感器。
优选地，所述光学量检测部件的检测部与所述检测孔的分度圆正对设置。
优选地，所述检测基准件为转子，所述光学量检测部件固定设置在发电机定轴上。
优选地，所述锁定孔和所述检测孔均为周向均布的多个，所述检测孔的分度圆直径小于所述锁定孔的分度圆直径。
本发明还提供一种发电机转子锁定销的控制方法，包括以下步骤：
确定检测孔内的检测位置相对于转子的转动角度的一半为预设角度；
基于光学量检测部件获取的所述检测孔的位置信号，输出第一控制指令至转子驱动部件以对中所述锁定销和所述锁定孔。
优选地，输出所述第一控制指令至转子驱动部件后输出第二控制指令至锁定销驱动部件以锁定所述转子。
优选地，所述位置信号包括至少三个位置信号，基于所述转子的转动依次获取；其中，
第一位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔上游侧的所述检测基准件的实体部相对时获取的位置信号；
第二位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔相对时获取的位置信号；
第三位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔下游侧的所述检测基准件的实体部相对时获取的位置信号。
优选地，根据所述转子沿第一方向转动获取的第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号，所述控制部件输出向第二方向转动预设角度的第一控制指令至转子驱动部件；所述预设角度为所述光学量检测部件的检测部在所述检测孔内相对于所述转子的转动角度的一半。
与现有技术相比，本发明针对性的提出了自动对中基准，在与转子同步转动的检测基准件上开设有检测孔，并利用固定设置的光学量检测部件，实时检测转动对中过程中的检测孔位置信号；本方案中，检测孔与锁定孔径向对应设置，因此，以检测孔作为待检对象，即可精确的确定锁定孔相对于锁定销的周向相对位置关系，以此输出第一控制指令至转子驱动部件，进而随着转子的转动使得锁定销与锁定孔准确对中。此外，除获得精确对中精度外，本方案大大提高了对中处理效率。
在本发明的优选方案中，基于转子的转动依次获取至少三个位置信号，具体为检测部的信号获取路径分别与检测孔、检测孔上游侧和检测孔下游侧的检测基准件实体部相对时获取的位置信号；如此设置，可最大限度的提高对中处理效率。
在本发明的另一优选方案中，检测基准件为转子，与其相应的光学量检测部件固定设置在发电机定轴上，也即无需额外增设构件，利用现有结构件即可实现本申请的核心设计构思，在获得较佳对中精度的基础上，方案实现成本可控。
附图说明
图1为具体实施方式所述发电机转子锁定销控制系统的结构件配合示意图；
图2为具体实施方式中超声波传感器的工作原理示意图；
图3为具体实施方式中所述锁定与检测结构的关系示意图；
图4为具体实施方式中所述发电机转子锁定销的控制方法流程图。
图1－图4中：
转子1、锁定孔11、检测孔12、锁定销2、光学量检测部件3、控制部件4、转子驱动部件5、锁定销驱动部件6。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本实施方式所述发电机转子锁定销控制系统的结构件配合示意图。图中所示，该控制系统主要包括锁定销2、转子1、光学量检测部件3和控制部件4。
其中，转子1上周上开设有十二个均布的锁定孔11，与该锁定孔11适配设置有锁定销2。应当理解，销定孔11的数量可以采用其他复数个，具体可以根据整机参数等因素进行综合设定。实际工作过程，锁定销与锁定孔的中心线重合即为对中，其中，锁定销2可以固定设置在发电机定轴(图中未示出)上，可以确定的是，该锁定销2固定设置在发电机其他固定构件上，同样能够满足与锁定孔11对中实现机组锁止的基本功能需要。
本方案还包括可与转子同步转动的检测基准件，该检测基准件上开设有检测孔12，这里，检测孔12与锁定孔11径向对应设置，由此建立待控对象与检测基准的一一对应关系。为了控制额外构件的增加，本方案优选采用转子1作为检测基准件，当然，该检测基准件可以为独立于转子设置的、可与转子同步转动的构件。
如图1所示，检测孔12同样为十二个，分别与十二个锁定孔11径向对应设置。需要说明的是，这里的“径向对应设置”是指检测孔与锁定孔在径向上具有对应关系，而非局限于图中所示的通过转子回转中心的同一径向。由于转子具有足够的刚性，检测孔和锁定孔之间的相对位置关系不变，与此同时，锁定销2与光学量检测部件3都是固定的；也就是说，基于本方案所设检测孔与锁定孔之间的相对位置，转子转动过程中检测孔与锁定孔转动幅度一致。当光学量检测部件3的信号获取路径与检测孔12对中时，锁定销2与锁定孔11是对中的。
作为优选，光学量检测部件3的检测部与检测孔12的分度圆正对设置，以典型几何图形为控制依据，更加方便可靠实现方案。另外，锁定孔11和检测孔12均为周向均布的多个，检测孔12的分度圆直径小于锁定孔11的分度圆直径，更利于总体布局要求。
其中，光学量检测部件3相对于转子1固定设置，可以与锁定销2一致固定在发电子定轴上，也可以设置在相对于转子固定的构件上。该光学量检测部件3依据光学原理进行测量，具有不受干扰、高速传输以及可遥测等特点；检测过程中，其信号获取路径分别对应实体结构和虚体结构时，可反馈不同信号，例如，可以选择红外传感器、超声波传感器或者激光传感器等。
具体如图2所示，该图示出了以超声波传感器为例的工作原理。当传感器的信号获取路径与检测孔12相对时，传感器无法接收到发射回来的光，此时反馈无信号。如果传感器的信号获取路径与检测孔12上方或下方的实体结构相对时，传感器就会接收到表面反射回来的光，此时反馈有信号。
其中，控制部件4根据前述超声传感器(光学量检测部件3)获取的检测孔的位置信号，输出第一控制指令至转子驱动部件5，随着转子1的转动使得锁定销2与锁定孔11准确对中。
进一步地，控制部件4还可以根据超声传感器(光学量检测部件3)获取的检测孔12位置信号，输出第二控制指令至锁定销驱动部件6以锁定转子1。由此，完成机组锁止操作。应当理解，转子驱动部件5及锁定销驱动部件6非本申请的核心发明点所在，故本文不再赘述。
众所周知，转子1外形尺寸及自重均较大，锁定销2的插入过程不排除存在微小转动惯量，为了获得更加稳定的锁止动作，锁定销2可以设置为多个，优选锁定孔和检测孔均为2N个，锁定销为径向对称设置的2n个；其中，N≥n≥1。如此设置，偶数个锁定销2径向对称设置可以有效均载。
除前述控制系统外，本实施方式还提供一种发电机转子锁定销的控制方法，结合图4所示，该控制方法包括以下步骤：
S1、确定预设角度。
具体以检测孔12内的检测位置相对于转子1的转动角度L的一半为预设角度；该阈值可以储存在控制部件4集成的存储单元中，也可以储存在独立于控制部件4的存储单元中。
S2、利用光学量检测部件3获取检测孔12的位置信号。
S3、基于光学量检测部件3获取的检测孔12的位置信号，输出第一控制指令至转子驱动部件5以对中锁定销2和相应的锁定孔11。
为了进一步提高该控制方案的自动化程度及处理效率，还可以进一步包括：
S4、输出第一控制指令至转子驱动部件5后输出第二控制指令至锁定销驱动部件6，以锁定转子1。
通常，转子转动的某一时刻，传感器(光学量检测部件3)反馈信号为反馈无信号，结合图3所示，也就是说，传感器的信号获取路径与检测孔12相对，此时锁定销2与检测孔12并未精准对中。为了进一步提高控制精度，结合图2所示，作为优选，所述位置信号包括至少三个位置信号，基于所述转子的转动依次获取。
其中，第一位置信号为所述检测部的信号获取路径与所述检测孔上游侧的检测基准件(转子1)的实体部相对时所获取的位置信号；如图2左图所示。
其中，第二位置信号为所述检测部的信号获取路径与所述检测孔相对时获取的位置信号；如图2中图所示。
其中，第三位置信号为所述检测部的信号获取路径与所述检测孔下游侧的所述检测基准件的实体部相对时获取的位置信号；如图2右图所示。
信号处理量直接影响到系统处理运算量，进而直接影响到处理效率问题，优选上述三个位置信号，在确保对中精度的基础上，可最大限度的提高对中处理效率。具体地，根据转子1沿第一方向(逆时针或顺时针)转动获取的第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号，控制部件4输出向第二方向(顺时针或逆时针)转动预设角度的第一控制指令至转子驱动部件5；该预设角度为光学量检测部件3的检测部在检测孔12内相对于所述转子的转动角度L的一半。
需要说明的是，本实施方式提供的上述实施例，并非局限于图1所示具有十二个锁定孔、两个锁定销和一个光学量检测部件的描述基础，应当理解，只要核心构思与本方案一致均在本申请请求保护的范围内。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.发电机转子锁定销的控制系统，包括：
固定设置的锁定销；和
开设有锁定孔的转子；其特征在于，还包括：
可与转子同步转动的检测基准件，其上开设有检测孔，且所述检测孔与所述锁定孔径向对应设置；
光学量检测部件，相对于所述转子固定设置，以基于所述转子沿第一方向的转动依次获取所述检测孔的至少三个位置信号；其中，第一位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔上游侧的所述检测基准件的实体部相对时获取的位置信号；第二位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔相对时获取的位置信号；第三位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔下游侧的所述检测基准件的实体部相对时获取的位置信号；
控制部件，根据第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号，输出向第二方向转动预设角度的第一控制指令至转子驱动部件以对中所述锁定销和所述锁定孔；所述预设角度为所述光学量检测部件的检测部在所述检测孔内相对于所述转子的转动角度的一半。
2.如权利要求1所述的发电机转子锁定销的控制系统，其特征在于，所述控制部件，还根据所述光学量检测部件获取的所述检测孔的位置信号，输出第二控制指令至锁定销驱动部件以锁定所述转子。
3.如权利要求1所述的发电机转子锁定销的控制系统，其特征在于，所述光学量检测部件具体为红外传感器、超声波传感器或者激光传感器。
4.如权利要求3所述的发电机转子锁定销的控制系统，其特征在于，所述光学量检测部件的检测部与所述检测孔的分度圆正对设置。
5.如权利要求1所述的发电机转子锁定销的控制系统，其特征在于，所述检测基准件为转子，所述光学量检测部件固定设置在发电机定轴上。
6.如权利要求5所述的发电机转子锁定销的控制系统，其特征在于，所述锁定孔和所述检测孔均为周向均布的多个，所述检测孔的分度圆直径小于所述锁定孔的分度圆直径。
7.发电机转子锁定销的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定检测孔内的检测位置相对于开有锁定孔的转子的转动角度为预设角度；
基于光学量检测部件获取所述转子沿第一方向的转动中所述检测孔的至少三个位置信号，输出向第二方向转动预设角度的第一控制指令至转子驱动部件以对中所述锁定销和所述锁定孔；
其中，所述位置信号至少三个位置信号包括：第一位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔上游侧的检测基准件的实体部相对时获取的位置信号；第二位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔相对时获取的位置信号；第三位置信号，所述检测部的信号获取路径与所述检测孔下游侧的所述检测基准件的实体部相对时获取的位置信号；
其中，所述预设角度为所述光学量检测部件的检测部在所述检测孔内相对于所述转子的转动角度的一半，所述检测基准件与转子同步转动。
8.如权利要求7所述的发电机转子锁定销的控制方法，其特征在于，输出所述第一控制指令至转子驱动部件后输出第二控制指令至锁定销驱动部件以锁定所述转子。
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