一種風力發電機葉片振動保護儀的製作方法
2023-05-11 20:06:01
專利名稱：一種風力發電機葉片振動保護儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發電機葉片振動保護儀，屬於風力發電技術領域。
背景技術：
風能是綠色、環保和可再生的能源。在當今世界能源短缺，同時又突出強調環保的情況下，大力開發利用風能發電乃是普遍的趨勢和潮流。風力機的葉片作為攝取風能的關鍵部件，它的氣動性能和結構性能直接決定風力機的工作效率和運行壽命。隨著風力機的大型化，勢必尋求葉片的大型化、輕質化和長壽化。由於大自然風力的隨機性、葉片動力激擾的多樣性、葉片變形之間及變形與氣動力之間的耦合性，加之葉片經常要在失速工況下運行，決定了風力機葉片有著不同於普通葉輪機葉片的特殊動力學失效行為，其中，氣彈耦 合經典顫振、失速顫振對於現代大型柔性葉片無疑是最常見、最有危害的，顫振是由於作大範圍空間旋轉的柔性葉片彎扭耦合變形及其氣動力與彈性變形的耦合造成的。顫振交變應力會使葉片萌生疲勞裂紋導致其斷裂，是發展現代風力機亟待突破的瓶頸問題。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種風力發電機葉片振動保護儀。一種風力發電機葉片振動保護儀，包括順次連接的加速度傳感器、放大器、信號轉換電路、濾波電路和單片機，單片機連接風機繼電器、傳感器繼電器和顯示模塊，所述單片機用於控制濾波電路濾波頻率範圍，同時根據加速度傳感器的信號控制風機繼電器是否切斷風機供電，根據加速度傳感器和轉速傳感器的工作狀態控制傳感器繼電器是否切斷傳感器電路；所述濾波電路包括順次連接的硬體高通濾波器、硬體低通濾波器和帶通數字濾波器。實現葉片的振動保護和葉輪的轉速保護兩項功能。通過理論分析葉片受力情況和常見的破壞形式，結合國產風機情況，有針對性地開發保護葉片的振動保護模塊。減少風機的運行故障率，提高產品競爭力。
圖I為本實用新型的原理圖。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。參考圖1，風力發電機葉片振動保護儀包括順次連接的加速度傳感器、放大器、信號轉換電路、濾波電路和單片機，單片機連接風機繼電器、傳感器繼電器和顯示模塊，所述單片機用於控制濾波電路濾波頻率範圍，同時根據加速度傳感器的信號控制風機繼電器是否切斷風機供電，根據加速度傳感器和轉速傳感器的工作狀態控制傳感器繼電器是否切斷傳感器電路；所述濾波電路包括順次連接的硬體高通濾波器、硬體低通濾波器和帶通數字濾波器。由加速度傳感器採集的加速度信號經傳感器變換為電壓信號，中間經過信號轉換電路轉換成直流信號，再經過硬體高通濾波器，濾除過高的頻率成分，再由信號放大器進行信號放大，防止信號傳輸過程的衰減，然後經過硬體低通濾波器和帶通數字濾波器，將不需要的信號濾除掉，保留需要的信號頻段，再經A/D轉換，送入單片機，其中硬體高通濾波器、硬體低通濾波器和帶通數字濾波器的濾波頻率範圍可以由單片機控制，經過上述三種濾波器後的信號實際上就是完成了信號的粗濾，送入單片機以後，再由單片機內的帶通濾波模塊完成進一步的精細濾波，主要濾出以下兩個頻段(頻段根據不同的風機可編程更改)的 信號幅值1. 7-1. 75Hz、3. 05-3. 2Hz，在5s內求這個信號幅值的平均值，當平均值大於設定值許用應變O. 25% -O. 3%時，風機繼電器4A切斷風機供電，同時發出報警信號。另外一路信號是轉速傳感器信號，直接將風機葉輪的轉速信號輸入到單片機，當轉速過高時，超過系統設定值，表示風機已經失速，也由風機繼電器4A切斷風機供電，同時發出報警信號。同時，單片機系統一直在檢測加速度傳感器和轉速傳感器的工作狀態，當這兩個傳感器正常工作時，傳感器狀態繼電器5A不工作，顯示模塊顯示傳感器正常，當任一傳感器(加速度傳感器和轉速傳感器)出現故障時，單片機控制繼電器5A切斷傳感器電路，同時在顯示模塊顯示傳感器異常。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
權利要求1. 一種風カ發電機葉片振動保護儀，其特徵在於，包括順次連接的加速度傳感器、放大器、信號轉換電路、濾波電路和單片機，單片機連接風機繼電器、傳感器繼電器和顯示模塊，所述單片機用於控制濾波電路濾波頻率範圍，同時根據加速度傳感器的信號控制風機繼電器是否切斷風機供電，根據加速度傳感器和轉速傳感器的工作狀態控制傳感器繼電器是否切斷傳感器電路；所述濾波電路包括順次連接的硬體高通濾波器、硬體低通濾波器和帶通數字濾波器。
專利摘要本實用新型公開了一種風力發電機葉片振動保護儀，包括順次連接的加速度傳感器、放大器、信號轉換電路、濾波電路和單片機，單片機連接風機繼電器、傳感器繼電器和顯示模塊，所述單片機用於控制濾波電路濾波頻率範圍，同時根據加速度傳感器的信號控制風機繼電器是否切斷風機供電，根據加速度傳感器和轉速傳感器的工作狀態控制傳感器繼電器是否切斷傳感器電路；所述濾波電路包括順次連接的硬體高通濾波器、硬體低通濾波器和帶通數字濾波器。實現葉片的振動保護和葉輪的轉速保護兩項功能。通過理論分析葉片受力情況和常見的破壞形式，結合國產風機情況，有針對性地開發保護葉片的振動保護模塊。減少風機的運行故障率，提高產品競爭力。
文檔編號G05B19/042GK202443273SQ20122001692
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者喬印虎, 張春燕, 陳杰平, 韓江 申請人:安徽科技學院