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专利号: 2022104153458
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种风力发电机组轴对中监测调节方法,其特征在于,应用于风力发电机组轴对中监测调节装置,该风力发电机组轴对中监测调节装置,包括监测装置(5)、调节装置、监控计算机(13)、液压站(14)及电液比例阀(15);所述监测装置(5)包括多个监测应变片,对称布置在联轴器(4)表面,联轴器(4)将增速箱高速轴(2)和发电机主轴(6)相连;

所述调节装置包括安装在发电机基座上的静平台(9)、安装在风力发电机(12)下方对其进行支撑的动平台(10),静平台(9)和动平台(10)之间通过支腿系统(11)连接;

所述监控计算机(13)通过模拟量输出模块控制电液比例阀(15),电液比例阀(15)和支腿系统(11)中的液压缸连接;

当增速箱高速轴(2)和发电机主轴(6)发生偏移时,多个监测应变片受力产生形变,电阻值会发生相应变化,采集各监测应变片的电压值并将数据实时反馈至监控计算机(13),由监控计算机(13)判断此时风力发电机组轴对中状态,并控制液压站(14)向电液比例阀(15)输出的油液流量,由电液比例阀(15)控制支腿系统(11)中液压缸的伸缩,从而调节风力发电机(12)位姿,恢复对中状态;

所述发电机主轴(6)上安装绝对式编码器(7),用以获取监测应变片随增速箱高速轴(2)、发电机主轴(6)旋转时的位置;

所述支腿系统(11)包括多个支腿,每一支腿包括上虎克铰链(16)、连接块(17)、液压缸(18)、回转轴承(19)、下虎克铰链(20)、拉绳传感器(37)、滑轨(38);

所述上虎克铰链(16)下方依次连接连接块(17)、液压缸(18)、回转轴承(19)、下虎克铰链(20);所述上虎克铰链(16)上法兰通过螺栓与动平台(10)连接,下虎克铰链(20)上法兰通过螺栓与静平台(9)连接;

所述拉绳传感器(37)安装在液压缸(18)一侧,用于测量液压缸(18)活塞杆位移,滑轨(38)安装在液压缸(18)另一侧,用于限制液压缸(18)活塞杆旋转自由度;

该风力发电机组轴对中监测调节方法包括以下步骤:

S1:利用A/D采集模块采集A1、A2、A3、A4点电压信号UA1、UA2、UA3、UA4、绝对式编码器相位信号 其中,A1、A2、A3、A4点为A/D采集模块与各监测应变片供电与电压采集电路的连接点;

S2:判断电压信号UA1、UA2、UA3、UA4是否在阈值内,若电压信号UA1、UA2、UA3、UA4在阈值内则对中状态良好,无需调节,记录此时增速箱输出轴应变片、发电机主轴应变片对应的电压数值,作为初始数据;

S3:若电压信号UA1、UA2、UA3、UA4不在阈值内则风力发电机组轴对中状态出现偏移现象,根据绝对编码器以及增速箱输出轴应变片、发电机主轴应变片输出电压数值判断增速箱高速轴与风力发电机主轴偏移形式、方向;

S4:根据偏移形式以及偏移方向利用调节装置对发生偏移的风力发电机进行位姿调节;

S5:初步调节后,将此时增速箱输出轴应变片、发电机主轴应变片采集的电压数据与初始数据进行比对;

S6:若比对相差值在阈值内,则调节完成;若超出阈值则回到步骤S3继续调节;

步骤S4中,所述根据偏移形式以及偏移方向利用调节装置对发生偏移的风力发电机进行位姿调节,具体包括以下步骤:S4.1:拉绳传感器采集各支腿活塞杆位移,计算得到各支腿当前长度,并计算此时调节装置的动平台位姿;

S4.2:根据偏移形式以及偏移方向确定动平台调节运动所要达到的最终位置和姿态;

S4.3:计算对中调节平台调节运动至相应位姿各支腿液压缸活塞杆所需运动伸缩量;

S4.4:控制调节装置第i条支腿活塞杆运动伸缩量Δli;

S4.5:调节完毕,返回至第一步继续监测风力发电机组轴对中状态;

步骤S4.2,所述根据偏移形式以及偏移方向确定动平台调节运动所要达到的最终位置和姿态,具体为:B T

若发生X轴正方向偏移,则位置 O′=[Xc‑ΔX0,Yc,Zc],姿态 若发生X轴负方向B T平行不对中偏移,则位置O′=[Xc+ΔX0,Yc,Zc],姿态B T

若沿Y轴 方向偏移,当 时,则位置 O′=[Xc,Yc‑ΔY0,Zc] ,姿态B T

当 时,则位置 O′=[Xc,Yc+ΔY0,Zc] ,姿态 当 无需调节;

B T

若沿Z轴 方向偏移,当 时,则位置 O′=[Xc,Yc,Zc‑ΔZ0] ,姿态B T

当 时,则位置O′=[Xc,Yc,Zc+ΔZ0],姿态 当 时,无需调节;

B B

若发生绕Y轴 方向旋转,当 时,则位置 O′= O,姿态B B

当 时,则位置 O′= O,姿态 当

时,无需调节;

B B

若发生绕Z轴 方向旋转,当 时,则位置 O= O,姿态B B

当 时,则位置 O′= O,姿态 当

时,无需调节。

2.根据权利要求1所述风力发电机组轴对中监测调节方法,其特征在于:所述上虎克铰链(16)下法兰与连接块(17)之间、液压缸(18)与回转轴承(19)之间、回转轴承(19)与下虎克铰链(20)之间均通过至少两个连接板相连。

3.根据权利要求1所述风力发电机组轴对中监测调节方法,其特征在于:所述电液比例阀(15)分别与支腿系统(11)中各支腿上的液压缸相连,且在各支腿分油路上均设置普通换向阀。

4.根据权利要求1所述风力发电机组轴对中监测调节方法,其特征在于:所述调节装置中静平台(9)和动平台(10)上的各支腿支撑点呈等腰三角形布置。

5.根据权利要求1所述风力发电机组轴对中监测调节方法,其特征在于,步骤S3中,所述根据绝对编码器以及增速箱输出轴应变片、发电机主轴应变片输出电压数值判断增速箱高速轴与风力发电机主轴偏移形式、方向,具体包括以下步骤:S3.1:若电压信号UA1、UA2在阈值内,但UA3、UA4不在阈值内,则风力发电机组轴出现X轴方向平行不对中;若UA3、UA4大于阈值上限,则偏移方向为X轴负方向;若UA3、UA4小于阈值下限,则偏移方向为X轴正方向;若电压信号UA1、UA2超过阈值,则进行下一步;

S3.2:若电压信号UA1、UA2超过阈值且幅值基本相等、符号相反,则风力发电机组轴出现Y轴和Z轴方向平行不对中,风力发电机组轴平行不对中偏移方向为Y轴 方向和Z轴 方向;若电压信号UA1、UA2超过阈值且幅值基本相等、符号相同,则进行下一步;

S3.3:若电压信号UA1、UA2超过阈值且幅值基本相等、符号相同,则风力发电机组轴出现Y轴和Z轴方向角度不对中,风力发电机组轴绕Y轴 方向和绕Z轴 方向角度不对中偏移。