[发明专利]一种基于毫米波的叶片净空监测系统

说明书

本发明提供了一种基于毫米波的叶片净空监测系统，包括毫米波传感器、安装支架、智能控制器和主控机，毫米波传感器安装于安装支架上并通过安装支架多向调整方位，安装支架固定于机舱罩上和/或通过滑轨安装于塔筒上，智能控制器安装于机舱罩内和/或塔筒底部，机舱罩上固定有横向的毫米波传感器以及纵向的毫米波传感器，实现传感设备容错互备；安装支架固定于滑轨的滑块上并连接驱动电机，驱动电机与智能控制器连接，毫米波传感器的安装高度与叶片理论变形量达到最小净空值时的高度一致。实现对叶片净空的动态实时容错监测，其不受雨雾、沙尘等恶劣工况的影响，具有可靠性高、精度高的优点。

技术领域

本发明涉及风力发电机组叶片监测技术领域，尤其涉及一种基于毫米波的叶片净空监测系统。

背景技术

风力发电机组作为新能源的重要部分，其发展速度迅速，尤其随着低风区的风资源应用、海上风电机组的快速发展以及机组单机容量不断增加，叶轮直径不断增加，叶片也不断加长，叶片本身所存在的隐患也随之增加。在不同风载情况下，叶片存在摆振以及扭转情况，同时随叶片尺寸增加其变形量也随之增加，即旋转曲面在风载作用下的变化量更大。在叶片生产过程中通过工艺及设计过程中锥角设置来理论上规避该问题，但鉴于不同风况的变化，其与设计及仿真计算都存在偏差，一旦出现扫塔现象(叶尖与塔筒干涉)，尤其在载荷较大情况下出现扫塔现象，易造成倒塌现象，造成重大经济损失及安全事故。相关认证规范规定：在机组运行状态下，叶尖与塔筒壁面的最小距离相对于叶片不变形状态下的距离不得小于30％；在机组顺桨停机状态下，则不得小于5％，其中最小距离称之为叶尖塔筒净空。对于净空的有效监测从而将有效数据反馈给主控，从而实现对机组状态及边桨状态的有效控制，对于机组的安全运行具有重要意义。

目前对于净空的监测往往通过基于高速摄影和图像后处理分析来计算叶片塔筒净空，或者通过在机舱罩内布置激光进行叶尖位置的定位，或者通过塔筒外壁安装多个红外激光传感器或雷达实现对净空的监测。但是这些监测方法易受到雨雾、沙尘等恶劣工况的影响。另外，鉴于不同容量、不同塔筒高度、不同叶片尺寸等因素限制，在实际安装现场，各种监测净空的传感器的安装角度都需要进行调整，其角度的调整直接影响到测试的准确性，角度调整的有效性及便利性，对于现场施工及调试有着重要意义。

发明内容

本发明提供了一种基于毫米波的叶片净空监测系统，该叶片净空监测系统基于毫米波实现对叶片净空的动态实时容错监测，其不受雨雾、沙尘等恶劣工况的影响，具有可靠性高、精度高的优点。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种基于毫米波的叶片净空监测系统，至少包括毫米波传感器、安装支架、动力及信号线缆、智能控制器和主控机，其中毫米波传感器安装于安装支架上并通过安装支架固定于风力发电机组上，智能控制器通过动力及信号线缆与毫米波传感器连接并接收净空信号，智能控制器与主控机连接并实现主控参数双向传递，所述安装支架包括固定罩以及位于固定罩内的调节板和固定板，固定罩的后面固定连接有后罩板，所述调节板由相互垂直的第一调节板和第二调节板组成，两者固定连接为一体，第一调节板与后罩板安装连接使第二调节板立起，毫米波传感器通过固定板与第二调节板连接并从固定罩底部伸出，所述第一调节板和第二调节板上均设置有圆孔和弧形孔，圆孔和弧形孔采用同圆心设置，第一调节板和第二调节板上的弧形孔沿不同方向设置，所述圆孔上连接有固定紧固件，弧形孔上连接有调整紧固件，第一调节板与后罩板之间以及固定板与第二调节板之间均通过固定紧固件和调整紧固件连接，并通过调整紧固件在弧形孔中的安装位置来调节毫米波传感器的安装方位，所述安装支架固定于风力发电机组的机舱罩上和/或通过滑轨安装于塔筒上，智能控制器对应安装于机舱罩内和/或塔筒底部；