CN210003452U - 风力发电机组的塔架净空监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风力发电机组的塔架净空监测装置，该净空监测装置包括：雷达传感器组件，被设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域，雷达传感器组件用于探测机舱下方叶片的外表面，其中，雷达传感器组件包括第一雷达传感器和第二雷达传感器，第一雷达传感器探测叶片的吸力面，第二雷达传感器探测叶片的压力面。采用根据本实用新型示例性实施例的上述风力发电机组的塔架净空监测装置，能够实时准确地确定风力发电机组的塔架净空，以有效避免叶片扫塔情况的发生。

Description

风力发电机组的塔架净空监测装置

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的塔架净空监测装置。

背景技术

风力发电机组的塔架净空是指叶片的尖端与塔架之间的距离。风力发电机组在运行过程中，由于叶片受损、传感器故障、控制系统故障或者遭遇极端风况等情况的发生，可能会出现整机振动失稳，叶片的尖端和塔架的距离(净空)急剧降低，最终导致叶片与塔架相碰，造成叶片和塔架断裂，该现象又称为“扫塔”。

对于风力发电机组而言，一旦发生叶片扫塔，则需要更换叶片。单只叶片的成本较高，同时由于更换叶片期间还会造成风力发电机组停机，因此在更换叶片期间还会造成发电量损失，这会为风电场带来较大的经济损失。

目前，一般是通过视觉传感器捕获风力发电机组的图像，利用图像识别技术来识别出叶尖与塔架之间的距离以实现对塔架净空的监测，但上述监测方式需要有良好的光照条件，且监测准确性容易受到光照、天气、镜头污染等因素的影响。

参照图1，风力发电机组包括塔架4、机舱2、叶片3和轮毂5。机舱2设置在塔架4顶部，叶片3设置在机舱2端部的轮毂5上。叶片3组成的叶轮朝着风向W转动，风压使叶片向后弯曲并朝向塔架4弯曲。为了防止叶尖31撞击塔架4，叶尖31被设置为朝前弯曲。当叶片3静止时或者小风状态时，叶尖31将处于叶根形成的平面P前面的某个距离s上。

如图1所示，叶片3的叶尖31向外弯曲，如果在机舱2底部安装一台摄像机向下方拍摄叶尖31，由于叶片中间段遮挡，导致摄像机不能拍摄到叶尖31。另一方面，如果在机舱2底部安装激光雷达测量叶尖31与塔架4之间的距离，也会由于叶片3中间段遮挡激光测距信号，导致激光雷达不能检测到真正的叶尖31位置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种风力发电机组的塔架净空监测装置，能够实现对塔架净空的实时准确监测，从而保证风力发电机组的安全运行。

本实用新型示例性实施例的一方面，提供一种风力发电机组的塔架净空监测装置，风力发电机组包括机舱、轮毂、叶片和塔架，机舱设置在塔架顶部，叶片设置在机舱端部的轮毂上，该塔架净空监测装置包括：雷达传感器组件，被设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域，雷达传感器组件用于探测机舱下方叶片的外表面，其中，雷达传感器组件包括第一雷达传感器和第二雷达传感器，第一雷达传感器探测叶片的吸力面，第二雷达传感器探测叶片的压力面。

可选地，雷达传感器组件可还包括第三雷达传感器，第三雷达传感器探测叶片的后缘。

可选地，第一雷达传感器和第二雷达传感器分别设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域内，且分别靠近机舱左右两侧边缘的位置处；第三雷达传感器设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域内。

可选地，该塔架净空监测装置可还包括用于确定风力发电机组的塔架净空的处理器和风力发电机组的主控制器，处理器可被设置在风力发电机组的机舱内，主控制器可被设置在机舱的控制柜内。

可选地，处理器可包括多个以太网接口，其中，多个以太网接口中的至少两个以太网接口可分别与雷达传感器组件连接，多个以太网接口中除所述至少两个以太网接口之外的一个以太网接口可与主控制器连接。

可选地，塔架净空监测装置可还包括设置在风电场的监控中心的风场控制器，所述多个以太网接口中除所述至少两个以太网接口之外的另一个以太网接口可与所述风场控制器连接。

可选地，所述处理器可还包括：至少一个微槽，用于连接固态硬盘和/或总线网络的从站，音频接口，用于连接外部音频设备，以传输音频信号。

可选地，每个雷达传感器可为扫描式毫米波雷达传感器。

本实用新型采用扫描式毫米波雷达探测叶片的压力面和吸力面，即使由于叶片预弯或者气动外形的结构特征对雷达的探测区域造成遮挡，也可以通过合理设置雷达传感器组件安装方式，来准确定位到叶尖位置。此外，采用根据本实用新型示例性实施例的上述风力发电机组的塔架净空监测装置，能够实时准确地确定风力发电机组的塔架净空，以有效避免叶片扫塔情况的发生。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出现有技术中风力发电机组的结构示意图；

图2示出根据本实用新型的风力发电机组的塔架净空监测装置的安装示意图；

图3示出根据本实用新型的风力发电机组的机舱外壳底部的示意图；

图4示出根据本实用新型的两个雷达传感器的安装示意图；

图5示出根据本实用新型的三个雷达传感器的安装示意图；

图6A至图6C示出根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的叶片的基本结构的示意图；

图7示出根据本实用新型示例性实施例的设置两个雷达传感器时叶片与塔架横截面的示意图；

图8示出根据本实用新型示例性实施例的设置三个雷达传感器时叶片与塔架横截面的示意图；

图9示出根据本实用新型示例性实施例的处理器的板载示意图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本实用新型的实施例。

根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置包括一组雷达传感器组件。下面参照图2来介绍塔架净空监测装置在风力发电机组上的安装方式。

图2示出根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置的安装示意图。

如图2所示，根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置包括雷达传感器组件，被设置在风力发电机组的机舱2底部，用于探测机舱下方叶片的外表面。

这里，考虑到机舱2内部结构复杂，为满足塔架净空监测需求以及机组可靠性要求，选择将雷达传感器组件安装于机舱2底部来测量塔架净空的大小。应理解，图2所示的是在风力发电机组上安装两个雷达传感器1的塔架净空监测装置的安装示意图，但本实用新型不限于此，还可以安装更多数量的雷达传感器。

在一优选实施例中，每个雷达传感器可均为扫描式毫米波雷达传感器。扫描式毫米波雷达传感器具有体积小、易集成和空间分辨率高的特点。与摄像头、红外测距仪、激光测距仪、激光雷达等光学传感器相比，扫描式毫米波雷达传感器穿透雾、烟、灰尘的能力较强，且抗干扰能力也较强，具备全天候(大雨天除外)全天时监测的特点，因此利用扫描式毫米波雷达传感器来监测塔架净空，能够有效提高净空监测的准确性和稳定性。

作为示例，扫描式毫米波雷达传感器的探测距离一般在150米～250米之间，有的高性能毫米波雷达探测距离甚至能达到300米，能够满足对塔架净空的监测要求。

在一示例中，可利用德尔福(delphi)的ESR 2327701677G毫米波雷达传感器来进行塔架净空的监测，该毫米波雷达传感器可提供两种测量模式：一种是检测半径为60米、检测角度为90度的中距离大角度检测模式，另一种是检测半径为174米、检测角度为20度的远距离小角度检测模式。风力发电机组的叶片长度一般为60米，作为示例，为监测到叶片的尖端的状态，可选用远距离小角度检测模式来测量塔架净空。

应理解，上述列举的用于塔架净空监测的毫米波雷达传感器仅为示例，本实用新型不限于此，本领域技术人员也可以选用其他型号的扫描式毫米波雷达传感器进行塔架净空的监测。

针对雷达传感器组件中的每个雷达传感器1，该雷达传感器1所发射的电磁波能够照射到塔架4的边缘上，在风力发电机组的叶片3旋转至该雷达传感器1的监测范围内时，该雷达传感器1所发射的电磁波能够照射到叶片3的尖端上，通过反射以接收到回波，从而获得用于确定塔架净空的雷达监测数据。

这里，可通过调整各雷达传感器1在机舱2底部的安装位置和监测角度，来使得各雷达传感器1所发射的电磁波能够照射到塔架4的边缘和叶片3的尖端上。

图3示出根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的机舱外壳底部的示意图。

如图3所示，2表示风力发电机组的机舱，4表示风力发电机组的塔架，6表示风力发电机组的发电机，优选地，可将雷达传感器组件设置在机舱2外壳底部的前侧位于塔架4与发电机6之间的区域A内。这里，机舱2前侧可指机舱2靠近发电机6的一侧，即，靠近轮毂5的一侧。

换言之，可以在风力发电机组的机舱2外壳底部上处于塔架4与轮毂5之间的区域A内设置雷达传感器组件，以使每个雷达传感器1所发射的电磁波能够探测到叶片3和塔架4的边缘上。

也就是说，可以通过调整雷达传感器组件中的每个雷达传感器1与风力发电机组之间的相对位置关系，使得叶片3位于有效测量净空的角度范围内时，叶片3正好能够处于至少一个雷达传感器1的监测范围内。即，在叶片3旋转至有效测量净空的角度范围内(即，叶片3接近于垂直向下)时，至少一个雷达传感器1射出的电磁波能够照射到叶片3上。

这里，上述有效测量净空的角度范围可以是预定的角度范围。例如，该有效测量净空的角度范围可指当叶片3的尖端垂直于地面时所处的叶轮方位角附近的预定角度范围，换句话说，可指以塔架4为对称线和半径且中心角为预定角度的扇形。

在一优选实施例中，雷达传感器组件可包括两个雷达传感器，即，第一雷达传感器和第二雷达传感器，第一雷达传感器探测叶片的吸力面，第二雷达传感器探测叶片的压力面。下面参照图4来介绍两个雷达传感器的安装方式。

图4示出根据本实用新型示例性实施例的两个雷达传感器的安装示意图。

如图4所示，两个雷达传感器1可分别被设置在机舱2外壳底部上处于塔架4与发电机6(即，轮毂5)之间的区域内，且分别靠近机舱2左右两侧边缘的位置处，如图中所示的a1位置处和a2位置处。

这里，机舱2左右两侧可指机舱2四周除了靠近轮毂5的一侧(即，机舱2前端)和远离轮毂5的一侧(即，机舱2尾部)之外的两侧。

作为示例，两个雷达传感器1的监测范围可以存在部分重叠区域，两个雷达传感器1的监测范围的并集应大于或者等于有效测量净空的角度范围，以扩大对塔架净空的监测范围。

这里，应理解，图4所示的两个雷达传感器的安装方式仅为示例，本领域技术人员可以在图3所示的区域A内的任意位置处设置两个雷达传感器，只要每个雷达传感器所发射的电磁波能够照射到叶片的尖端和塔架的边缘即可。

在另一优选实施例中，雷达传感器组件可包括三个雷达传感器，即，第一雷达传感器、第二雷达传感器和第三雷达传感器，第一雷达传感器探测叶片的吸力面，第二雷达传感器探测叶片的压力面，第三雷达传感器探测叶片的后缘。下面参照图5来介绍三个雷达传感器的安装方式。

图5示出根据本实用新型示例性实施例的三个雷达传感器的安装示意图。

如图5所示，三个雷达传感器中的两个雷达传感器1可分别被设置在机舱2外壳底部上处于塔架4与发电机6之间的区域内，且分别靠近机舱2左右两侧边缘的位置处，如图中所示的a1位置处和a2位置处，三个雷达传感器中的剩余一个雷达传感器1可被设置在机舱2外壳底部上处于塔架4与发电机6之间的区域内，优选地，可位于机舱2的中轴线I的位置处，如图中所示的a3位置处。

这里，用于设置雷达传感器1的a3位置处不必一定位于机舱2的中轴线I上，其位于机舱2的中轴线I的附近(即，a3位置处到中轴线I的距离小于或者等于预定距离)即可，这样布置可以提高对塔架净空测量的准确度。

作为示例，三个雷达传感器1的监测范围相互之间可以存在重叠区域，三个雷达传感器1的监测范围的并集可大于或者等于有效测量净空的角度范围，以扩大对塔架净空的监测范围。

这里，应理解，图5所示的三个雷达传感器的安装方式仅为示例，本领域技术人员可以在图3所示的区域A内的任意位置处设置三个雷达传感器，只要每个雷达传感器所发射的电磁波能够照射到叶片的尖端和塔架的边缘即可。

应理解，在图4和图5中是以雷达传感器组件包括两个或者三个雷达传感器为例来进行介绍的，但本实用新型不限于此，本领域技术人员还可以选择在机舱底部设置更多数量(例如三个以上)的雷达传感器用于塔架净空的监测。

在本实用新型的示例性实施例中是基于两个或者两个以上的雷达传感器来实现对塔架净空的监测的，相较于仅利用一个测距传感器来进行净空监测的情况而言，不仅可以扩大对塔架净空的监测范围，还可以基于多个雷达传感器的监测数据获得更加准确的塔架净空，避免由于塔架净空测量不准确造成的危害。这里，在机舱底部设置的雷达传感器的数目越多，相对的塔架净空测量的精确度可越高。

在一优选实施例中，根据本实用新型的示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置可还包括处理器，该处理器利用从雷达传感器组件接收的雷达传感器组件所监测的雷达监测数据，来确定指示叶片的尖端到塔筒的边缘的距离的塔架净空。

例如，在通过上述方式在风力发电机组的机舱底部安装完各雷达传感器之后，处理器分别从每个雷达传感器1获取用于确定塔架净空的雷达监测数据，并确定指示叶片3的尖端到塔架4的边缘的距离的塔架净空S。

图6A至图6C是示出风力发电机组的叶片的基本结构的示意图。

参照图6A，叶片包括：最靠近风力发电机组的轮毂的叶根701、最远离轮毂的叶尖703、以及位于叶根701和叶尖703之间的叶翼702。叶尖703具有气动形状，而叶根701的横截面大致为圆形，以减小空气阵风的负载，并使得叶片更加容易地安装到轮毂上。叶翼702的轮廓形状从叶根701的圆形逐渐改变为叶尖703的气动外形。叶翼2的横截面如图6B和图6C所示。参照图6B和图6C，叶翼2具有上壳体2-1(对应于吸力面20)和下壳体2-2(对应于压力面30)，以及前缘12和后缘11。吸力面20为圆弧面，还可称为背风面；压力面30为略微S形的面，还可称为迎风面；前缘12呈钝圆头形状，后缘11呈尖头形状。

在风力发电机组运行中，风力发电机组的变桨控制器根据当前风速大小控制叶片绕其叶根701的中心轴旋转，使叶片攻角在0°～90°范围内改变，从而调整吸力面20和压力面30之间的气流速度差，产生推力来使叶轮转动。

本实用新型中采用的雷达传感器为扫描式毫米波雷达传感器，能够扫描叶片的吸力面、压力面、后缘。

针对雷达传感器组件包括两个雷达传感器的情况，两个雷达传感器以图4所示的方式安装在机舱底部，在此情况下，第一雷达传感器可探测到风力发电机组的塔架的边缘和叶片的吸力面20(如图7中所示的实线部分)，第二雷达传感器可探测到风力发电机组的塔架的边缘和叶片的压力面30(如图7中所示的虚线部分)。

处理器利用从第一雷达传感器和第二雷达传感器获取的叶片的吸力面、叶片的压力面的雷达探测数据，来确定出叶片的尖端，再利用塔架的边缘的雷达探测数据和所确定的叶片的尖端，来确定出塔架净空。

针对雷达传感器组件包括三个雷达传感器的情况，三个雷达传感器以图5所示的方式安装在机舱底部，在此情况下，第一雷达传感器可探测到风力发电机组的塔架的边缘和叶片的吸力面20(如图8中所示的实线部分)，第二雷达传感器可探测到风力发电机组的塔架的边缘和叶片的压力面30(如图8中所示的虚滑线部分)，第三雷达传感器可探测到风力发电机组的塔架的边缘和叶片的后缘(如图8中所示的虚点线部分)。

处理器利用从第一雷达传感器、第二雷达传感器、第三雷达传感器获取的叶片的吸力面、叶片的压力面、叶片的后缘的雷达探测数据，来确定出叶片的尖端，再利用塔架的边缘的雷达探测数据和所确定的叶片的尖端，来确定出塔架净空。

这里，对于每个雷达传感器而言，扫描式雷达传感器所发射的电磁波会照射到叶片上形成多个测点，可利用现有的各种方法来从叶片上的多个测点中识别出叶片的吸力面、叶片的压力面、叶片的后缘，从而确定出作为叶片的尖端的测点。相应地，雷达传感器所发射的电磁波会照射到塔架上形成多个测点，可利用现有的各种方法来从塔架上的多个测点中识别出作为塔架的边缘的测点，并基于作为叶片的尖端的测点和作为塔架的边缘的测点对应的雷达监测数据来确定塔架净空S。

上述所列举的识别叶片的尖端的方式仅为示例，也可以通过现有的其他方式来识别出叶片的尖端。此外，对于识别塔架的边缘的方法本实用新型不再一一列举。

处理器可单独被设置于机舱2内，例如，处理器可被设置在机舱2的控制柜内，或者处理器也可与传感器集成为一体。

对于处理器被设置在机舱2内的情况，处理器可与每个雷达传感器1进行连接，处理器可以通过现有的各种通信方式(有线或者无线通信方式)来实现与每个雷达传感器1之间的数据传输。

可选地，根据本实用新型示例性实施例的塔架净空监测装置可还包括显示器。此时，处理器可将获得的塔架净空发送至显示器，显示器接收并显示塔架净空，以使机组人员可以实时观察到风力发电机组的塔架净空的变化。

此外，根据本实用新型示例性实施例的塔架净空监测装置可还包括存储器，用于存储风力发电机组的风资源数据(例如，风速、风向、环境温度、空气密度等)、机组运行数据(例如，输出功率、发电机转速、电磁扭矩等)和塔架净空，以为后续针对风力发电机组的设计、升级、改造提供有力的数据支撑。

除上述利用探测到的叶片的吸力面、叶片的压力面、叶片的后缘的雷达探测数据来确定塔架净空的方式之外，处理器还可以通过以下方式来获得塔架净空。

作为示例，用于确定塔架净空的雷达监测数据可包括叶片的尖端到雷达传感器的距离，叶片的尖端相对于雷达传感器的运动速度、叶片的尖端相对于雷达传感器的方位，塔架的边缘到雷达传感器的距离，塔架的边缘相对于雷达传感器的运动速度、塔架的边缘相对于雷达传感器的方位。

叶片的尖端的位置在风力发电机组运行过程中实时在变化，即，随着叶片的旋转叶片的尖端到雷达传感器的距离、叶片的尖端相对于雷达传感器的运动速度、叶片的尖端相对于雷达传感器的方位实时在变化。

例如，由于叶片的尖端是整个叶片上距离雷达传感器最远的点，那么雷达传感器在发射电磁波之后，从叶片的尖端接收到的回波的延迟时间应最长。此外，由于叶片的尖端距离雷达传感器最远，则叶片的尖端应是整个叶片上相对于雷达传感器的运动速度最大的点，因此，可以基于叶片上的各测点的运动速度和/或回波的延迟时间来从叶片上的各测点中识别出作为叶片的尖端的测点。从而利于所确定的叶片的尖端，确定其到塔架的边缘的距离。

这里，雷达传感器发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标到电磁波发射点(即，雷达传感器)的距离、目标相对于雷达传感器的运动速度、目标相对于雷达传感器的方位(角度)等信息的方法为本领域的公知常识，本实用新型对此部分内容不再赘述。

在一优选实施例中，根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置可还包括设置在风电场的监控中心的风场控制器。

处理器可比较确定的塔架净空和安全净空阈值，并且在确定的塔架净空小于安全净空阈值时，产生报警信号，风场控制器从处理器接收报警信号，并进行报警。当确定的塔架净空大于安全净空阈值时，不产生报警信号。

这里，处理器执行比较塔架净空和安全净空阈值的处理为处理器的固有功能，处理器在塔架净空小于安全净空阈值时产生报警信号的方法为本领域的公知常识。

此外，除上述通过报警方式来避免“扫塔”情况发生之外，还可以通过变桨控制方式来避免“扫塔”情况发生。

在一优选实施例中，根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置可还基于所获得的塔架净空对风力发电机组进行控制。

例如，根据本实用新型示例性实施例的净空监测装置可还包括：风力发电机组的主控制器，主控制器可被设置在风力发电机组的机舱内，例如，被设置在机舱的控制柜内。

例如，处理器可比较确定的塔架净空和安全净空阈值，并且在确定的塔架净空小于或者等于安全净空阈值时产生变桨控制信号，并将产生的变桨控制信号发送至主控制器。

这里，处理器执行比较塔架净空和安全净空阈值的处理为处理器的固有功能，处理器在塔架净空小于或者等于安全净空阈值时来产生变桨控制信号的方法为本领域的公知常识。例如，当处理器确定获得的塔架净空小于或者等于安全净空阈值时，处理器产生变桨控制信号，并将产生的变桨控制信号发送至变桨控制系统。作为示例，安全净空阈值可指能够避免“扫塔”情况发生的叶片与塔架之间的最小距离。

主控制器从处理器接收变桨控制信号，并控制风力发电机组执行变桨动作，以改变风力发电机组的桨距角，从而扩大叶片的尖端到塔架的边缘的距离。这里，主控制器根据变桨控制信号来改变风力发电机组的桨距角的方式为本领域的公知常识，本实用新型对此部分的内容不再赘述。

当处理器确定获得的塔架净空大于安全净空阈值时，处理器不产生变桨控制信号。

应理解，当处理器确定获得的塔架净空小于或者等于安全净空阈值时，除上述通过变桨控制方式来避免“扫塔”情况发生之外，处理器还可以产生急停控制信号，并将产生的急停控制信号发送至风力发电机组的主控制器，主控制器根据接收的急停控制信号控制风力发电机组紧急停机，以有效避免“扫塔”现象的发生。

下面结合图9来介绍处理器的具体结构。

图9示出根据本实用新型示例性实施例的处理器的板载示意图。

如图9所示，根据本实用新型示例性实施例的处理器可包括中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、多个以太网接口、至少一个微槽、超级输入输出芯片、音频接口、内存、嵌入式控制器。作为示例，CPU可为I7-6300U。

例如，多个以太网接口中的每个以太网接口可由网卡和网口组成。作为示例，网卡可包括但不限于Inter I219LM网卡、Realtek RTL8111GN网卡、Inter I211AT网卡。网口可包括但不限于LAN(局域网，Local Area Network)网口。

多个以太网接口中的至少两个以太网接口分别与雷达传感器组件连接，以从雷达传感器组件获取雷达监测数据。多个以太网接口中除所述至少两个以太网接口之外的一个以太网接口与主控制器连接，以将变桨控制信号发送至主控制器。多个以太网接口中除所述至少两个以太网接口之外的另一个以太网接口与风场控制器连接。以将报警信号发送至风场控制器。

作为示例，每个以太网接口与CPU之间通过PCI E(Peripheral ComponentInterconnect Express)总线接口方式来进行数据交互。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量。

至少一个微槽(PCIE Mini solt)用于连接固态硬盘和/或总线网络(Profibus，PROcessFIeld BUS)的从站。作为示例，每个微槽与CPU的数据交互方式可使用PCIE总线接口方式。

音频接口(Audio connector)，用于连接外部音频设备，以传输音频信号。

内存可使用DDR4SDRAM(synchronous dynamic random-access memory，同步动态随机存取内存)SO-DIMM(small outline dual in-line memory module，小外形双列直插式内存模块)通道进行连接。在一示例中，可选用主频为2400MHZ，DDR4 8G的内存，以保证设备的高效性。但本实用新型不限于此，也可以选用其他型号大小的内存。

嵌入式控制器(EC，Embed Controller)，可用来实现风扇控制、温度控制数据的预处理以及系统的待机、休眠等状态，在一示例中，嵌入式控制器可选用EC ITE IT8528E/FX，但本实用新型不限于此，还可以选用其他型号的控制器。

嵌入式控制器可连接风扇控制器(Fan control)，以进行风扇控制，嵌入式控制器还可连接系统状态监测仪(H/W Monitor，Hardware Monitor)，以实时监测CPU的电压、温度、风扇转速，内存电压、主板南北桥温度、硬盘温度、显卡温度等。作为示例，嵌入式控制器、风扇控制器和系统状态监测仪三者共同组成了主板的安装保障系统。

超级输入输出(SIO，Super Input Output)芯片，该芯片为标准I/O接口提供控制处理功能。超级输入输出SIO芯片集成了PS/2键盘、PS/2鼠标、串行通讯端口(COM口，cluster communication port)、并口LPT(打印终端，line print terminal)接口等处理功能，上述接口均为低速I/O设备，该芯片可用于设备和低速外设的连接。

也就是说，超级输入输出SIO芯片的主要功能可包括负责处理从键盘、鼠标、串行通讯端口等设备传输来的串行数据，将它们转换成为并行数据，同时也负责并行接口、软驱接口数据的传输与处理。

超级输入输出SIO芯片可通过LPC总线(Low pin count Bus)与南桥通信，进行数据传输，而且超级输入输出SIO芯片本身也是一块MCU(微控制单元，MicrocontrollerUnit)，可以独立的控制输入输出设备。

超级输入输出SIO芯片可分别连接8位数字输入/输出接口(8-bit DIO)和多种通信接口，作为示例，多种通信接口可包括但不限于RS-232、RS-422、RS-485通信接口。例如，超级输入输出SIO芯片与CPU之间可通过LPC总线连接。

在一示例中，可选用精拓科技的F81866芯片，但本实用新型不限于此，还可以选用其他型号的芯片。

应理解，上述所示的处理器的板载结构仅为示例，本实用新型不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要来改变处理器的结构，例如，改变处理器中包含的各接口的类型和数量等。

本实用新型示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置，结构简单可靠，在实际应用中通过合理设计雷达传感器的安装位置和数量，不仅能够提高对塔架净空监测的准确性，还能够保证风力发电机组的安全运行。

此外，根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置，通过在风力发电机组的机舱底部设置两个或者两个以上的毫米波雷达传感器，不仅可扩大对塔架净空的监测范围，还可对净空距离进行校正优化，提高对塔架净空监测的准确度，避免由于个别传感器的故障导致塔架净空监测结果出现误差。

此外，根据本实用新型示例性实施例的风力发电机组的塔架净空监测装置，将一组雷达安装在机舱前侧底部，安装方式不会对风力发电机组的整体结构产生较大影响。本实用新型采用扫描式毫米波雷达探测叶片的压力面和吸力面，即使由于叶片预弯或者气动外形的结构特征对雷达的探测区域造成遮挡，也可以通过合理设置雷达传感器组件安装方式，来准确定位到叶尖位置。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本申请，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本申请的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (8)

1.一种风力发电机组的塔架净空监测装置，所述风力发电机组包括机舱、轮毂、叶片和塔架，所述机舱设置在所述塔架顶部，所述叶片设置在机舱端部的轮毂上，其特征在于，所述塔架净空监测装置包括：

雷达传感器组件，被设置在所述机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域，所述雷达传感器组件用于探测机舱下方叶片的外表面，

其中，所述雷达传感器组件包括第一雷达传感器和第二雷达传感器，第一雷达传感器探测叶片的吸力面，第二雷达传感器探测叶片的压力面。

2.根据权利要求1所述的塔架净空监测装置，其特征在于，所述雷达传感器组件还包括第三雷达传感器，所述第三雷达传感器探测叶片的后缘。

3.根据权利要求2所述的塔架净空监测装置，其特征在于，所述第一雷达传感器和第二雷达传感器分别设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域内，且分别靠近机舱左右两侧边缘的位置处；

所述第三雷达传感器设置在机舱外壳底部处于塔架与轮毂之间的区域内。

4.根据权利要求1所述的塔架净空监测装置，其特征在于，所述塔架净空监测装置还包括用于确定风力发电机组的塔架净空的处理器和风力发电机组的主控制器，

其中，所述处理器被设置在风力发电机组的机舱内，所述主控制器被设置在机舱的控制柜内。

5.根据权利要求4所述的塔架净空监测装置，其特征在于，所述处理器包括多个以太网接口，

其中，所述多个以太网接口中的至少两个以太网接口分别与所述雷达传感器组件连接，所述多个以太网接口中除所述至少两个以太网接口之外的一个以太网接口与所述主控制器连接。

6.根据权利要求5所述的塔架净空监测装置，其特征在于，所述塔架净空监测装置还包括设置在风电场的监控中心的风场控制器，

其中，所述多个以太网接口中除所述至少两个以太网接口之外的另一个以太网接口与所述风场控制器连接。

7.根据权利要求6所述的塔架净空监测装置，其特征在于，所述处理器还包括：

至少一个微槽，用于连接固态硬盘和/或总线网络的从站，

音频接口，用于连接外部音频设备，以传输音频信号。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的塔架净空监测装置，其特征在于，每个雷达传感器为扫描式毫米波雷达传感器。

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