JPS63159677A

JPS63159677A - 風車翼異常監視装置

Info

Publication number: JPS63159677A
Application number: JP61307507A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Hamabe; 浜辺　安正
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1988-07-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複数翼からなるプロペラ型風車における風車
翼異常監視装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、大型風力発電装置における複数翼のプロペラ型風
車の運転中における翼の異常監視は、各員の同位置に翼
の応力検出用ストレンゲージを取付け、シグナルコンデ
ィショナー等を介してペンレコーダー等に応力波形を記
録し、その波形の違いを人手によシ分析し異常を判断し
ている。

しかしながら、このような翼異常監視手段では、翼の応
力波形を記録するため、シグナルコンディショナー等の
アンプ類及びペンレコーダー等の記碌計が必要であるの
で高価になる。また翼異常の判断は人手によるため、風
車運転中は常時人手が必要であシ、人件費がかさむ等の
欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
風車運転を自動的に認知し、風車運転中における各翼間
の応力値の偏差から翼異常を自動的に判断し、警報信号
を出力し、装置費廉価かつ維持費低廉な風車翼異常監視
装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明は、複数翼それぞれの同一関係位置に
取付けられた応力検出用ストレンゲージと、上記ストレ
ンゲージの出力を応力に比例した電気信号に変換するシ
グナルコンディショナーと、上記シグナルコンディショ
ナーの出力から交流成分を取出す直流分除去回路と、上
記直流分除去回路の出力を交流分の大きさに比例した直
流電圧に変換する絶対値検出回路及び平滑回路と、上記
平滑回路の各翼出力の偏差を算出する引算回路及び絶対
値検出回路と、上記絶対値検出回路出力のそれぞれ偏差
信号を段大値検出回路を介し入力するレベル設定器と、
上記レベル設定器出力と回転信号レベル設定器の出力の
一定時間持続に応じ作動する警報信号スイッチとを具え
たことを特徴とする。

〔作　用〕

上述の構成によシ、風車翼が回転することによって生ず
る翼応力は、ストレンゲージとシグナルコンディショナ
ーの組合わせで電気信号に変換される。応力レベルに比
例した電気信号は各翼間の偏差を検出する信号処理回路
を通シ、偏差の最大値が応力用レベル設定器に入力され
異常の場合、異常信号を出力する。

一方、風車回転数に比例した回転信号を回転数レベル設
定器へ入力し風車運転中を判断し、この２つのレベル設
定器動作の場合に異常とし、最終的な警報出力はタイマ
ーによシ異常が一定時間持続した場合に出力する。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面について説明すると、第１図は第
１実施例の系統図、第２図は第２実施例の系統図である
。

まず第１実施例を示す第１図において、これは３枚翼プ
ロペラ型風車の場合でアク、各員の最大応力発生点近傍
でかつ各員とも同位置にストレンゲージを取付けて応力
（歪）を取シ出せるようにブリッジ回路１ａ、１ｂ。

１Ｃを組み、シグナルコンディショナー２ａ。

２ｂ、２ｃに結線する。シグナルコンディショナー２ａ
、２ｂ、２ｃの各出力は、直流分除去回路３ａ、３ｂ、
３Ｃ１絶対値検出回路４ａ、４ｂ、４ｃ、平滑回路５ａ
、５ｂ、５ｃ。

引算回路６ａ、６ｂ、６ｃ、絶対値検出回路７ａ、７ｂ
、７ｃを通シ最大値検出回路８に入る。

更に最大値検出回路８の出力はレベル設定器９ａに接続
し、一方回転信号１０は他方のレベル設定器９ｂに入力
される。レベル設定器９ａ　、９ｂに連動したスイッチ
１１ａ。

１１ｂは直列に結線し、タイマー１２に入力する。タイ
マー１２の出力１３が警報信号である。なお１４ａ、１
４ｂはレベル設定器９　ａ　。

９ｂのレベル調整用可変抵抗である。

このような装置の作用を説明すると、風車回転中、各員
には負荷に比例した静的応力と、回転に同期した変動応
力が発生するが、本装置では変動応力のみを監視するも
のであシ、ストレンゲージによるブリッジ回路１ａ、１
ｂ。

１Ｃによシ応力（歪）変化を検出し、シグナルコンディ
ショナー２ａ、２ｂ、２ｃによシ応カレベルに比例した
電気信号へ変換する。

シグナルコンディショナー２ａ、２ｂｊ２ｃの各出力は
直流分除去回路３ａ、３ｂ、３ｃに入力され、変動成分
のみを抽出する。これらの信号は更に絶対値検出回路４
ａ、４ｂ、４ｃと平滑回路５ａ、５ｂ、５ｃによシ、変
動成分に比例した直流電圧信号に変換される。次に各翼
間の変動成分の偏差を検出するため、平滑回路５ａ、５
ｂ、５ｃの出力は引算回路６ａ、６ｂ、６ｃに接続され
る。６ａは５ａ−５ｂ、６ｂは５ｂ−５ｃ１６．ｃは５
ｃｍ５ａのように結線し、更に絶対値検出回路７ａ。

７ｂ、７ｃにて変動成分の偏差の絶対値を求める。

絶対値検出回路７ａ、７ｂ、７ｃの出力は最大値検出回
路８に入力され％　７ａｊ７ｂ＃７Ｃのうち最大値を適
当−な時定数で保持する。

ただし最大値検出回路８の中で、ダイオードＤは逆流防
止用であシ、コンデンサーＣ，！−抵抗Ｒはτ＝ＣＲで
決定される時定数調整用素子である。

最大値検出回路８の出力はレベル設定器９ａに入力され
、レベル調整用可変抵抗１４ａで調整されたレベル以上
の信号になると、レベル設定器９ａに連動したスイツ、
チ１１ａが作動する。

一方、風車運転を自動的に認知するため、風車制御装置
から分岐した回転信号１０はレベル設定器９ｂに入力さ
れ、レベル調整用可変抵抗１４ｂで調整された回転以上
になると、レベル設定器９ｂに連動したスイッチ１１ｂ
が作動する。

スイッチ１１ａ及びスイッチ１１ｂがともに作動したと
きに、タイマー１２は作動を開始し、タイマー１２で設
定された時間以上にスイッチ１１ａ、１１ｂが作動して
いると、タイマー１２に連動したスイッチ１３が作動し
警報信号となる。

以上のような作用の中で、レベル調整用可変抵抗１４ａ
　、　１４ｂの設定及びタイマー１２の時間設定を適当
に調整する仁とで本装置は有効に作用する。

このように変動応力のみを監視する装置は。

可変ピッチ式風車で可動翼の応力緩和のための翼保持器
を持った風車のように、静的応力が比較的小さい場合に
有効であシ、装置を小型にすることができる。

次に第２実施例を示す第２図において、第１実施例と異
なる点は次のとおルである。

（１）　　交流会除去回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ　。

引算回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、絶対値検出回路１７
ａ、１７ｂ、１７ｃ、最大値検出回路１８及びレベル設
定器１９を追加したこと。

位）　シグナルコンディショナー２ａ、２ｂ。

２Ｃの各出力を分岐し、交流会除去回路１５ａ、１５ｂ
、１５Ｃに入力したこと。

（３）　　レベル設定器１９に連動したスイッチ２０は
、レベル設定器９ａに連動したスイッチ１１ａと並列に
接続したこと。

その他は第１実施例と同様で、記号はそれぞれ対応して
いる。

このような装置の作用を説明すると、風車回転中、各員
には負荷に比例した静的応力と、回転に同期した変動応
力が発生し、第１実施例は変動応力のみを監視したが、
本装置は静的応力と変動応力の両方を監視するものであ
る。

変動応力の監視は第１実施例の作用と同様である。

第１実施例と異なる点は次のとおシである。

（１）　　静的応力を監視するため、シグナルコンディ
ショナー２ａ、２ｂ、２ｃの各出力から分岐された信号
は、交流会除去回路１５ａ。

１５ｂ、１５ｃに入力され、静的応力に比例した直流電
圧信号を抽出する。これらの信号は直流成分の偏差を検
出するため、引算回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続さ
れる。１１６ａは１５ａ−１５ｂ、ｉ６ｂは１５ｂ−１
５ｃ、１６ｃは１５ｃｍ１５ａのように結線し、更に絶
対値検出回路１７ａ。

１７ｂ　、　１７ｃにて直流成分の偏差の絶対値を求め
る。

絶対値検出回路１７ａ、１７ｂ、１７Ｃの出力は最大値
検出回路１８に入力され、これら回路１７ａ、１７ｂ、
１７ｃのうち最大値を適当な時定数で保持する。最大値
検出回路１８の出力はレベル設定器１９に入力され、レ
ベル調整用可変抵抗２１で調整されたレベル以上になる
と、レベル設定器１９に連動したスイッチ２０が作動す
る。

■　レベル設定器１９に連動したスイッチ２０は、変動
成分の異常を検知するレベル設定器９ａに連動したスイ
ッチ１１ａと並列に接続しているため、スイッチ１１ａ
とスイッチ２０のいずれかが作動し、かつスイッチ１１
ｂが作動したときにタイマー１２は作動を開始し、タイ
マー１２で設定された時間以上にスイッチ１１ａと２０
のいずれかとスイッチ１１ｂが作動していると、タイマ
ー１２に連動したスイッチ１３が作動し警報信号となる
。

このように静的応力と変動応力の両方を監視する装置は
、一般のプロペラ型風車で翼の応力緩和装置を持たない
風車のように、静的応力が比較的大きい場合に有効であ
フ、第１実施例に対して監視能力が向上する。

以上２つの実施例で説明したように、このような装置に
よれば、風車運転中、各員の挙動の違いが応力の偏差に
表われ、この偏差から風車翼異常を検知し警報信号を発
生するため、翼に無理がかかる前に風車を安全に停止す
ることができ、翼の折損事故等を防止できる。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、複数翼それぞれの同一関係位
置に取付けられた応力検出用ストレンゲージと、上記ス
トレンゲージの出力を応力に比例した電気信号に変換す
るシグナルコンディショナーと、上記シグナルコンディ
ショナーの出力から交流成分を取出す直流分除去回路と
、上記直流分除去回路の出力を交流分の大きさに比例し
た直流電圧に変換する絶対値検出回路及び平滑回路と、
上記平滑回路の各翼出力の偏差を算出する引算回路及び
絶対値検出回路と、上記絶対値検出回路出力のそれぞれ
偏差信号を最大値検出回路を介し入力するレベル設定器
と、上記レベル設定器出力と回転信号レベル設定器の出
力の一定時間持続に応じ作動する警報信号スイッチと金
具えたことによシ、風車運転を自動的に認知し、風車運
転中における各翼間の応力値の偏差から翼異常を自動的
に判断し、を報信号を出力し、装置費廉価かつ維持費低
摩な風車翼異常監視装置を得るから、本発明は産業上極
めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明風車翼異常監視装置の第１実施例の系統
図、第２図は第２実施例の系統図である。１ａ、１ｂ、１ｃ・・・ストレンゲージで構成したブリ
ッジ回路、２ａ、２ｂ、２ｃ・・・シグナルコンディシ
ョナー、３ａ、３ｂ、３Ｃ・・・直流分除去回路、４ａ
、４ｂ、４ｃ、７ａ、７ｂ、７ｃ。１７ａ、１７ｂ、１７ｃｍ・・絶対値検出回路、５ａ。５　ｂ　、　５　ｃ　・・・平滑回路、６ａ、６ｂ、６
ｃ、１６ａ。１６ｂ、１６ｃ・・・引算回路、８，１８・・・最大値
検出回路、９ａ、９ｂ、１９・・・レベル設定器、１１
ａ　ｊｌ　ｌ　ｂ　、　１３　、２０−・・スイッチ、
１２・・・タイマー、１４ａ、１４ｂ、２１・・・可変
抵抗第１図

Claims

【特許請求の範囲】複数翼それぞれの同一関係位置に取付けられた応力検出用ストレンゲージと、上記ストレンゲージ
の出力を応力に比例した電気信号に変換するシグナルコ
ンデイシヨナーと、上記シグナルコンデイシヨナーの出
力から交流成分を取出す直流分除去回路と、上記直流分
除去回路の出力を交流分の大きさに比例した直流電圧に
変換する絶対値検出回路及び平滑回路と、上記平滑回路
の各翼出力の偏差を算出する引算回路及び絶対値検出回
路と、上記絶対値検出回路出力のそれぞれ偏差信号を最
大値検出回路を介し入力するレベル設定器と、上記レベ
ル設定器出力と回転信号レベル設定器の出力の一定時間
持続に応じ作動する警報信号スイツチとを具えたことを
特徴とする風車翼異常監視装置。