CN219795459U - 一种基于假轴测量风电变桨角的装置 - Google Patents

Abstract

一种基于假轴测量风电变桨角的装置，属于新能源风力发电机组技术领域。本实用新型解决了在特殊工况下，叶片的脱落物会导致光电编码器损坏，造成风电机组故障，影响风电机组的发电量的问题。本实用新型包括计数齿轮、前轴挡、前轴承、轴承座、后轴承、后轴挡、编码器、支架和假轴主轴，假轴主轴上依次安装有计数齿轮、前轴承和后轴承，前轴承与后轴承外套装有轴承座，轴承座的一端与前轴挡连接，前轴挡布置在近前轴承端，轴承座的另一端与后轴挡连接，后轴挡布置在近后轴承端，轴承座安装在支架上，编码器通过后轴挡与假轴主轴建立连接。本实用新型的测量风电变桨角的装置结构简单实用，运行故障率低，加工制造方便，运维成本低。

Description

一种基于假轴测量风电变桨角的装置

技术领域

本实用新型属于新能源风力发电机组技术领域，具体为一种基于假轴测量风电变桨角的装置。

背景技术

新能源风力发电机组控制系统包括塔底控制系统和变桨控制系统，变桨控制系统是关系到风电机组的发电效率，特别是整机安全可靠运行。

变桨控制系统由主控制器、伺服驱动器、伺服电机、变桨角测位、限位开关、备用电源等组成。桨距角测量是变桨控制系统部分的核心，所以测量风电变桨角的装置是变桨控制系统中的重要组成部分。

变桨控制系统安装在风电机组轮毂中，风机轮毂本体是旋转运行，所以测量风电变桨角的装置是在旋转体内工作，桨距角测量装置要结实耐用、安装牢固可靠、抗击抗震抗外力性要强。

目前市场上测量风电变桨角的装置一般大多都采用以下形式：

(1)计数齿轮和光电编码器及安装支架。

(2)安装支架固定在轮毂上，光电编码器固定在安装支架上，计数齿轮固定在光电编码器轴承上，计数齿轮与变桨大齿圈咬合，变桨大齿圈一侧固定在风机轮毂上另一侧固定在风电叶片上，所以风电叶片转动联动变桨大齿圈动作，变桨大齿圈咬合计数齿轮转动，从而光电编码器轴承动作，光电编码器本体轴承上光栅转处置电信号给变桨主控器计数，变桨主控器通过计数处理能实现计算桨距角测量，获得当前风电叶片实时位置。

实际运行环境时：

1)风机轮毂通过变桨轴承连接叶片，叶片材质为玻璃钢，叶片由于特殊制造工艺，大多风机叶片内部玻璃钢碎片会随之风机叶片旋转不定期脱落掉入风机轮毂内部。

2)风机轮毂内部装有：变桨控制系统、变桨减速机、电控柜、电池柜、电缆、安装附件，如螺丝、螺母、垫片、扎带等也会经常发生脱落，特别是安装附件。

3)计数齿轮在实际运转中，由于风机轮毂旋转导致计数齿轮本体振动并受离心力影响，也会加剧编码器光栅故障减少光栅使用寿命。

以上脱落物会经常进入到变桨大齿圈与计数齿轮咬合转动处，由于计数齿轮刚性直连光电编码器轴承至光栅，这样会直接导致光电编码器损坏，造成风电机组故障。所以这种特殊工况下，不但故障率高增加运维工作量，影响发电量，并且光电编码器本体损坏更换也会增加维护成本，光电编码器本体价格也很比较昂贵。

因此，本申请提出一种对编码器本体具有保护作用，提高风电机组发电效率的测量风电变桨角装置用以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型研发目的是为了解决在特殊工况下，叶片的脱落物会导致光电编码器损坏，造成风电机组故障，影响风电机组的发电量的问题。在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。

本实用新型的技术方案：

一种基于假轴测量风电变桨角的装置，包括计数齿轮、前轴挡、前轴承、轴承座、后轴承、后轴挡、编码器、支架和假轴主轴，假轴主轴上依次安装有计数齿轮、前轴承和后轴承，前轴承与后轴承外套装有轴承座，轴承座的一端与前轴挡连接，前轴挡布置在近前轴承端，轴承座的另一端与后轴挡连接，后轴挡布置在近后轴承端，轴承座安装在支架上，编码器通过后轴挡与假轴主轴建立连接。

进一步的，所述计数齿轮通过键与假轴主轴建立连接，螺母套装在假轴主轴上锁紧计数齿轮，螺母与计数齿轮之间设置有止推垫片。

进一步的，所述轴承座与前轴挡通过第一螺栓建立连接，轴承座与支架通过第二螺栓建立连接，轴承座与后轴挡通过第四螺栓建立连接，后轴挡与编码器通过第三螺栓建立连接。

进一步的，所述编码器的主轴穿过后轴挡插接在假轴主轴上，编码器的主轴与假轴主轴通过螺钉连接。

进一步的，所述前轴承与后轴承之间设置有弹性挡圈。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的一种基于假轴测量风电变桨角的装置在特殊工况的情况下，若风机轮毂内脱落物进入到变桨大齿圈与计数齿轮咬合转动处时，由于计数齿轮固定在假轴轴承前端，假轴主轴固定在风机轮毂上，所以机组本体和安装支架直接受力，此状态与编码器本体不发生任何关系，从而实现了保护编码器本体的作用。

2、本实用新型的一种基于假轴测量风电变桨角的装置的假轴主轴是自设计产品，不受尺寸和特殊条件的制约，所以假轴主轴牢固耐用，其前轴承与后轴承也特别稳定，计数齿轮固定在假轴主轴上的形式也会多样化，从而达到不会脱落的目的，技术齿轮不易脱落，编码器不易损坏，从而实现了整个风电机组运行可靠，故障率低、维护量减少、发电量提高，运维成本降低等有益效果。

3、本实用新型的一种基于假轴测量风电变桨角的装置由于假轴主轴上的前轴承和后轴承的承载强度高，变桨大齿圈与计数齿轮咬合间隙设计值可以提高，更精细化，以此实现变桨角测量更加精准。桨距角测量精准度提高后，风电机组控制系统算法可以更有效的利用风机叶片CP值，使风电机组发电效率提高，经济性更好，增加受益。

附图说明

图1是一种基于假轴测量风电变桨角的装置整体结构示意图；

图2是假轴主轴的示意图；

图3是前轴挡的示意图；

图4是轴承座的示意图；

图5是后轴挡的示意图。

1-计数齿轮，2-螺母，3-止推垫片，4-前轴挡，5-前轴承，6-轴承座，7-后轴承，8-后轴挡，9-编码器，10-支架，11-第一螺栓，12-第二螺栓，13-第三螺栓，14-弹性挡圈，15-螺钉，16-假轴主轴，17-第四螺栓，18-键。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接(即为不可拆卸连接)包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1，结合图1-图5说明本实施例，本实施例的一种基于假轴测量风电变桨角的装置，包括计数齿轮1、前轴挡4、前轴承5、轴承座6、后轴承7、后轴挡8、编码器9、支架10和假轴主轴16，假轴主轴16上依次安装有计数齿轮1、前轴承5和后轴承7，前轴承5与后轴承7外套装有轴承座6，轴承座6的一端与前轴挡4连接，前轴挡4布置在近前轴承5端，轴承座6的另一端与后轴挡8连接，后轴挡8布置在近后轴承7端，轴承座6安装在支架10上，编码器9通过后轴挡8与假轴主轴16建立连接。

前轴承5热套在假轴主轴16上，随后将弹性挡圈14卡在假轴主轴16上，再将后轴承7热套在假轴主轴16上，弹性挡圈14布置在前轴承5和后轴承7之间，将安装好前轴承5、弹性挡圈14和后轴承7的假轴主轴16从轴承座6的前端放入，将前轴挡4通过第一螺栓11固定在轴承座6上，随后将计数齿轮1套装在假轴主轴16上，计数齿轮1通过键18与假轴主轴16固定，再使用螺母2和止推垫片3将计数齿轮1锁紧在假轴主轴16上。

假轴主轴16通过第二螺栓12固定在支架10上，支架10固定在风机轮毂上，将编码器9通过第三螺栓13安装在后轴挡8上，将编码器9与后轴挡8安装好后，将编码器9的主轴插入假轴主轴16尾端的孔内，从假轴主轴16的侧壁上旋入螺钉15，通过螺钉15将编码器9的主轴与假轴主轴16固定，再通过第四螺栓17将后轴挡8与轴承座6连接。

计数齿轮1固定在增加的假轴主轴16轴承前端上，假轴主轴16固定在支架10上，支架10固定在风机轮毂上，编码器9固定在假轴主轴16轴承后端为悬浮状态，编码器9本体不受任何外力，编码器9轴承只受编码器8本体自身质量的轴向力和径向力，此状态编码器9轴承完全可以承载，不易损坏光栅。

本实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于假轴测量风电变桨角的装置，其特征在于：包括计数齿轮(1)、前轴挡(4)、前轴承(5)、轴承座(6)、后轴承(7)、后轴挡(8)、编码器(9)、支架(10)和假轴主轴(16)，假轴主轴(16)上依次安装有计数齿轮(1)、前轴承(5)和后轴承(7)，前轴承(5)与后轴承(7)外套装有轴承座(6)，轴承座(6)的一端与前轴挡(4)连接，前轴挡(4)布置在近前轴承(5)端，轴承座(6)的另一端与后轴挡(8)连接，后轴挡(8)布置在近后轴承(7)端，轴承座(6)安装在支架(10)上，编码器(9)通过后轴挡(8)与假轴主轴(16)建立连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于假轴测量风电变桨角的装置，其特征在于：所述计数齿轮(1)通过键(18)与假轴主轴(16)建立连接，螺母(2)套装在假轴主轴(16)上锁紧计数齿轮(1)，螺母(2)与计数齿轮(1)之间设置有止推垫片(3)。

3.根据权利要求2所述的一种基于假轴测量风电变桨角的装置，其特征在于：所述轴承座(6)与前轴挡(4)通过第一螺栓(11)建立连接，轴承座(6)与支架(10)通过第二螺栓(12)建立连接，轴承座(6)与后轴挡(8)通过第四螺栓(17)建立连接，后轴挡(8)与编码器(9)通过第三螺栓(13)建立连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于假轴测量风电变桨角的装置，其特征在于：所述编码器(9)的主轴穿过后轴挡(8)插接在假轴主轴(16)上，编码器(9)的主轴与假轴主轴(16)通过螺钉(15)连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于假轴测量风电变桨角的装置，其特征在于：所述前轴承(5)与后轴承(7)之间设置有弹性挡圈(14)。