一种变桨轴承螺栓监测系统及方法与流程

本发明涉及风力发电，尤其涉及一种变桨轴承螺栓监测系统及方法。

背景技术：

1、变桨系统作为风力发电机的关键组成部分，能够允许叶片调整角度以最大化能源捕捉并保护风轮免受过度风速的损害。

2、变桨系统主要由变桨电机、齿轮箱、齿形带轮涨紧装置或驱动齿轮等组成。变桨电机提供动力，通过减速器调节速度，并通过齿形带或大齿轮驱动变桨轴承转动，从而调整叶片角度。变桨轴承的螺栓用于固定风力发电机叶片与轮毂。螺栓如果因设计强度不足、材料疲劳或其他原因断裂，可能导致叶片脱落，甚至设备损毁的事故发生。

3、因此，如何对变桨轴承螺栓进行有效监测，成为降低变桨螺栓断裂事故风险的重要手段。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种变桨轴承螺栓监测系统及方法，技术方案如下：

2、一种变桨轴承螺栓监测系统，包括：应变线02、应变片传感器模块03和中央控制器04，所述应变线02安装在风电机组中变桨轴承的目标螺栓01上，所述应变线02与所述应变片传感器模块03连接，构成所述变桨轴承的螺栓监测回路；所述应变片传感器模块03与所述中央控制器04连接；

3、所述应变片传感器模块03，用于依据所述应变线02的连通状态，输出螺栓监测信号至所述中央控制器04；

4、所述中央控制器04，用于依据接收到的所述螺栓监测信号，判定所述变桨轴承的所述目标螺栓01是否发生断裂，获得所述变桨轴承的桨状态监测结果。

5、可选的，所述中央控制器04还用于依据所述桨状态监测结果对所述风电机组进行控制。

6、可选的，所述中央控制器04包括主侧控制单元041和从侧控制单元042，所述主侧控制单元041与所述从侧控制单元042之间通过无线通讯方式进行连接，所述主侧控制单元041与所述应变片传感器模块03连接，所述从侧控制单元042与所述风电机组的机舱控制柜05连接；

7、所述主侧控制单元041，用于接收所述应变片传感器模块03输出的所述螺栓监测信号，判定所述变桨轴承的所述目标螺栓01是否发生断裂，获得所述变桨轴承的桨状态监测结果，将所述桨状态监测结果传输至所述从侧控制单元042；

8、所述从侧控制单元042，用于接收所述主侧控制单元041传输的所述桨状态监测结果，依据所述桨状态监测结果控制所述机舱控制柜05的停机信号的通断。

9、可选的，所述主侧控制单元041包括第一控制器0411和第一io排针扩展板0412，所述第一io排针扩展板0412通过针脚压接在所述第一控制器0411上，所述第一io排针扩展板0412的第一接口与所述应变片传感器模块03连接，所述第一io排针扩展板0412的第二接口与所述变桨轴承的桨状态指示灯连接；

10、所述第一控制器0411，用于通过所述第一接口接收所述应变片传感器模块03输出的所述螺栓监测信号，依据所述桨状态监测结果，通过所述第二接口控制所述桨状态指示灯，并通过所述无线通讯方式将所述桨状态监测结果传输至所述从侧控制单元042。

11、可选的，所述从侧控制单元042包括第二控制器0421和第二io排针扩展板0422，所述第二io排针扩展板0422通过针脚压接在所述第二控制器0421上，所述第二io排针扩展板0422的第三接口与所述机舱控制柜05的数字继电器模块连接，所述数字继电器模块通过常闭触点控制所述风电机组的停机信号外电路；

12、所述第二控制器0421，用于接收所述主侧控制单元041传输的所述桨状态监测结果，向所述数字继电器模块输出与所述桨状态监测结果对应的控制信号，以使所述数字继电器模块依据所述控制信号，通过所述常闭触点控制所述停机信号外电路的停机信号的通断。

13、可选的，所述目标螺栓01包括所述变桨轴承在0°位置和180°位置上连续预设数量的螺栓。

14、可选的，所述预设数量为10。

15、可选的，所述无线通讯方式为蓝牙通讯。

16、一种变桨轴承螺栓监测方法，包括：

17、获得风电机组中至少一个桨叶的变桨轴承的螺栓监测信号，其中，所述螺栓监测信号与安装在所述变桨轴承的目标螺栓上的应变线的连通状态有关；

18、针对每一个所述桨叶，利用所述螺栓监测信号，判定所述桨叶的所述变桨轴承的所述目标螺栓是否发生断裂，获得所述桨叶的所述变桨轴承的桨状态检测结果。

19、可选的，所述方法还包括：

20、在任一所述桨叶的所述变桨轴承的所述桨状态监测结果为故障的情况下，控制所述风电机组停机。

21、借由上述技术方案，本发明提供的一种变桨轴承螺栓监测系统及方法，该系统包括：应变线02、应变片传感器模块03和中央控制器04，应变线02安装在风电机组中变桨轴承的目标螺栓01上，应变线02与应变片传感器模块03连接，构成变桨轴承的螺栓监测回路；应变片传感器模块03与中央控制器04连接；应变片传感器模块03，用于依据应变线02的连通状态，输出螺栓监测信号至中央控制器04；中央控制器04，用于依据接收到的螺栓监测信号，判定变桨轴承的目标螺栓01是否发生断裂，获得变桨轴承的桨状态监测结果。本发明通过实时监测安装在风电机组中变桨轴承的目标螺栓01上的应变线02的连通状态，能够及时有效地发现变桨轴承螺栓的断裂情况，从而有助于降低变桨螺栓断裂事故风险。

22、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种变桨轴承螺栓监测系统，其特征在于，包括：应变线(02)、应变片传感器模块(03)和中央控制器(04)，所述应变线(02)安装在风电机组中变桨轴承的目标螺栓(01)上，所述应变线(02)与所述应变片传感器模块(03)连接，构成所述变桨轴承的螺栓监测回路；所述应变片传感器模块(03)与所述中央控制器(04)连接；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制器(04)还用于依据所述桨状态监测结果对所述风电机组进行控制。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述中央控制器(04)包括主侧控制单元(041)和从侧控制单元(042)，所述主侧控制单元(041)与所述从侧控制单元(042)之间通过无线通讯方式进行连接，所述主侧控制单元(041)与所述应变片传感器模块(03)连接，所述从侧控制单元(042)与所述风电机组的机舱控制柜(05)连接；

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述主侧控制单元(041)包括第一控制器(0411)和第一io排针扩展板(0412)，所述第一io排针扩展板(0412)通过针脚压接在所述第一控制器(0411)上，所述第一io排针扩展板(0412)的第一接口与所述应变片传感器模块(03)连接，所述第一io排针扩展板(0412)的第二接口与所述变桨轴承的桨状态指示灯连接；

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述从侧控制单元(042)包括第二控制器(0421)和第二io排针扩展板(0422)，所述第二io排针扩展板(0422)通过针脚压接在所述第二控制器(0421)上，所述第二io排针扩展板(0422)的第三接口与所述机舱控制柜(05)的数字继电器模块连接，所述数字继电器模块通过常闭触点控制所述风电机组的停机信号外电路；

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标螺栓(01)包括所述变桨轴承在0°位置和180°位置上连续预设数量的螺栓。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预设数量为10。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述无线通讯方式为蓝牙通讯。

9.一种变桨轴承螺栓监测方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

技术总结本发明提供的一种变桨轴承螺栓监测系统及方法，该系统包括：应变线、应变片传感器模块和中央控制器，应变线安装在风电机组中变桨轴承的目标螺栓上，应变线与应变片传感器模块连接，构成变桨轴承的螺栓监测回路；应变片传感器模块与中央控制器连接；应变片传感器模块，用于依据应变线的连通状态，输出螺栓监测信号至中央控制器；中央控制器，用于依据接收到的螺栓监测信号，判定变桨轴承的目标螺栓是否发生断裂，获得变桨轴承的桨状态监测结果。本发明通过实时监测安装在风电机组中变桨轴承的目标螺栓上的应变线的连通状态，能够及时有效地发现变桨轴承螺栓的断裂情况，从而有助于降低变桨螺栓断裂事故风险。技术研发人员：高振宇,卞余兵,李锦华,陈鹏,钱志飞受保护的技术使用者：江苏龙源新能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9