CN207777063U - 一种叶轮系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种叶轮系统。本申请实施例包括：叶轮、转轴、支架、转速传感器和壳体，所述转轴、所述支架、所述转速传感器均设置于所述壳体内；所述叶轮绕所述转轴旋转；所述支架固定于所述壳体；所述转速传感器通过所述支架固定，且位于所述叶轮的侧边，所述转速传感器的检测距离大于5毫米。

Description

一种叶轮系统

技术领域

本申请涉及风力发电领域，尤其涉及一种叶轮系统。

背景技术

风力发电的原理是，利用风力带动叶轮转动，在通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，由于自然风的风速变幻莫测，每时每刻都在变换，风的变化导致风力发电机的风轮转速无法保持恒定。随着风速的增加，要对风轮的转速有所限制，一方面，过快的转速会对风轮和风力机的其他部件造成损坏；另一方面，也需要把发电机的功率输出限定在一定范围内。因此需要及时反馈风轮的实时转速。

现有技术中的机组叶轮系统包括叶轮和叶轮传感器，叶轮传感器用于检测叶轮的转速，原有叶轮传感器检测距离为3mm，在湍流的影响下，机组叶轮产生一定的摆动幅度，这种情形下，不但容易导致原叶轮传感器表面产生磨损，也会由于叶轮产生摆动导致故障误报。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种叶轮系统，用于避免转速传感器受损。

本申请实施例提供了一种叶轮系统，包括：

本实用新型实施例中一种叶轮系统，包括：

叶轮、转轴、支架、转速传感器和壳体，所述转轴、所述支架、所述转速传感器均设置于所述壳体内；

所述叶轮绕所述转轴旋转；

所述支架固定于所述壳体；

所述转速传感器通过所述支架固定，且位于所述叶轮的侧边，所述转速传感器的检测距离大于5毫米。

可选的，所述检测距离为8毫米。

可选的，所述叶轮的法兰盘上均匀设置有用于传感器检测转速的通孔。

可选的，所述转速传感器器包括外壳、探头、所述外壳内设置有传感器；所述外壳为不锈钢外罩，或者，所述外壳的外表面具有喷塑。

可选的，所述转速传感器为光电传感器。

可选的，所述转速传感器为电容传感器。

可选的，所述转速传感器为霍尔式转速传感器。

可选的，所述叶轮的两侧分别设置有两个转速传感器。

可选的，所述两个转速传感器对称设置于叶轮靠下的部位。

可选的，所述两个转速传感器中的一个设置于叶轮靠下的部位，另一个设置于叶轮靠上的部位。

本申请实施例中，该转速传感器的检测距离大于5mm，机组叶轮产生一定的摆动幅度的情形下，该幅度小于5mm，避免叶轮传感器表面产生磨损，保证转速传感器的检测性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种叶轮系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中转速传感器的示意图；

图3为本实用新型实施例中转速传感器的设置部位侧视示意图；

图4为本实用新型实施例中转速传感器的设置部位侧视示意图；

图5为本实用新型实施例中转速传感器的设置部位侧视示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种叶轮系统，用于保证转速传感器的检测性能。

本实用新型实施例中提供了一种叶轮系统，请参阅图1所示，图1为叶轮系统的结构示意图。该叶轮系统包括叶轮10、转轴11、支架12、转速传感器13和壳体14；转轴11、支架12、转速传感器13均设置于所述壳体14内。

所述支架12固定于所述壳体14，支架12用于固定所述转速传感器13。可选的，所述叶轮的一侧设置有转速传感器，该转速传感器的数量可以为1个，也可以为两个。

所述叶轮10绕所述转轴旋转。

请结合2所示，图2为本实用新型实施例中转速传感器的示意图。

该转速传感器器13包括外壳201、探头202、所述外壳201内设置有传感器，根据传感器类型的不同，所述探头202会有不同的设计，例如若所述外壳内设置的传感器为光电传感器，则所述探头202前端设置有透光片，该透光片的边缘与探头202密封连接，该外壳201为不锈钢外罩，或者在外壳201的外表面进行喷塑。在转速传感器13的外壳201进行过喷塑或该外壳201制作成不锈钢外罩，传感器密闭性非常好，可以使得在腐蚀性较高的环境下，如潮湿、酸性环境均不会对传感器造成影响，避免传感器受损。

通过夹持螺母203将转速传感器2013固定于所述支架12上，且位于所述叶轮的侧边，该转速传感器20的探测头距离叶轮的检测距离大于5毫米。

叶轮在转动的过程中，转速传感器用于检测叶轮的转速。本申请实施例中，该转速传感器的检测距离大于5mm，机组叶轮产生一定的摆动幅度的情形下，该幅度小于5mm，避免叶轮传感器表面产生磨损。

可选的，所述检测距离为8毫米。

在一种可能的实现方式中，所述叶轮的法兰盘上均匀设置有用于传感器检测转速的通孔。或者，在另一种可能的实现方式中，该叶轮边缘设置有用于传感器检测转速的缝隙。

该探测头部可以为不同类型的传感器来实现测量转速的功能。

为了提高检测性能，需要选择可靠性和稳定性较高的传感器作为转速传感器，可靠性指传感器在既定的工作条件下能够正常工作，稳定性指传感器的特性指标不随时间与环境的变化而变化。

以下的选择几种可靠性和稳定性均较高的传感器作为本实用新型实施例中的转速传感器。

在一种可能的实现方式中，所述传感器为光电传感器。利用光的漫反射原理，光电传感器产生脉冲调制信号，经叶轮反射，如果接收器的反射光超过设定的阈值，则输出高电平信号，如果没有接收到反射光，即光照射到叶轮的通孔处，或者锯齿的缝隙处，接收的信号较弱，则输出低电平信号。每当叶轮扫过光电传感器的光束时，传感器将输出一个脉冲信号，此时单片机根据一定时间内的输入脉冲个数，即可估算叶轮的转速。

在另一种可能的实现方式中，所述传感器为电容传感器。电容式传感器有面积变化型和介质变化型两种。面积变化型电容转速传感器由两块固定金属板和与转动轴相连的可动金属板构成,可动金属板处于电容量最大的位置,当转轴旋转150度时则处于电容量最小的位置,电容量的周期变化速率即为转速,通过直流激励、交流激励和用可变电容构成振荡器的振荡槽路等方式即可得到转速的测量信号；介质变化型在电容器的两个固定电极板之间嵌入一块高介电常数的可动板,可动介质板与转动轴相连,随着转动轴的旋转,电容器板间的介电常数发生周期性变化从而引起电容量的周期性变化,变化速率即为转动轴的转速。

在另一种可能的实现方式中，所述传感器为霍尔式转速传感器。霍尔式转速传感器是小型封闭式转速传感器。霍尔效应表现为当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间出现电势差。霍尔式转速传感器由霍尔元件和磁钢构成,磁钢固定于转子上,随转轴旋转,霍尔元件固定在离磁钢一定距离内,对准磁钢。当转子转动时,交替变化的磁场将作用于霍尔元件(半导体材料)上,霍尔电压随即产生脉冲信号。根据所产生的脉冲数目即可检测转速。霍尔式转速传感器具有体积小,结构简单,无触点,使用寿命长,可靠性高,频率特性好,使用温度范围宽,可连续测量等优点,同时不受光线、大气环境、温度、湿度及振动等因素的影响,可以较好的满足风力发电监测系统的应用需求。

可选的，所述传感器为霍尔电流传感器。霍尔电流传感器的作用是将大电流信号转换为可供数据采渠卡采集的小电压、电流信号。由于风力发电系统往往运行于比较恶劣的环境中,因此要求电流传感器在不同的环境中仍旧能够保持优良的特性。而霍尔电流传感器具有结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高,耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀等优点,可以满足风力发电的监测需求。

可选的，参阅图3所示，图3为转速传感器的设置部位侧视示意图。所述叶轮10的两侧分别设置有两个转速传感器13，转速传感器13通过支架12固定。

可选的，参阅图4所示，图4为转速传感器的设置部位侧视示意图。

所述两个转速传感器13对称设置于叶轮10靠下的部位。转速传感器13通过支架12固定。

可选的，参阅图5所示，图5为转速传感器的设置部位侧视示意图。

两个转速传感器13中的一个设置于叶轮10靠下的部位，另一个设置于叶轮10靠上的部位。

本申请实施例中，通过设置两个传感器实现更精准的测量，避免一个传感器损坏，或者不同环境下传感器的测量结果产生误差，该两个传感器可以为不同类型的传感器，例如，其中一个传感器为霍尔式传感器，另一个为光电传感器。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种叶轮系统，其特征在于，包括：

叶轮、转轴、支架、转速传感器和壳体，所述转轴、所述支架、所述转速传感器均设置于所述壳体内；

所述叶轮绕所述转轴旋转；

所述支架固定于所述壳体；

所述转速传感器通过所述支架固定，且位于所述叶轮的侧边，所述转速传感器的检测距离大于5毫米。

2.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述检测距离为8毫米。

3.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述叶轮的法兰盘上均匀设置有用于传感器检测转速的通孔。

4.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述转速传感器器包括外壳、探头、所述外壳内设置有传感器；所述外壳为不锈钢外罩，或者，所述外壳的外表面具有喷塑。

5.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述转速传感器为光电传感器。

6.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述转速传感器为电容传感器。

7.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述转速传感器为霍尔式转速传感器。

8.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述叶轮的两侧分别设置有两个转速传感器。

9.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述两个转速传感器对称设置于叶轮靠下的部位。

10.根据权利要求1所述的叶轮系统，其特征在于，所述两个转速传感器中的一个设置于叶轮靠下的部位，另一个设置于叶轮靠上的部位。