专利名称：一种带超速监测的风轮转速检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型具体涉及一种带超速监测的风轮转速检测系统。
背景技术：
风轮转速是风力发电机组的重要参数，对于风力发电机组来讲，准确的采集风轮转速信号关系到机组的安全。据不完全统计，80%以上的倒塔事故由风轮超速造成。通常情况下，风力发电机组在发电机尾部设置一个高精度增量式编码器，机组控制器通过分析编码器信号通过换算得出风轮转速信号；考虑到风轮转速信号的重要性，整机厂商会在机组滑环处设置一个编码器，对发电机尾部的转速信号进行校验，以避免误检测；此外，出于安全考虑，机组设计时需增加硬件超速检测，而不能仅仅依靠控制器来对转速上限进行控制，以避免机组控制器失效时机组失控，这就要求机组另外增加超速检测模块。不难看出，以上解决方案需另外配置编码器和超速模块来配合发电机编码器完成机组的转速控制，繁琐、复杂且成本较高。

实用新型内容为解决现有技术存在的缺点，本实用新型提供了一种带超速监测的风轮转速检测系统。本实用新型采用的技术方案如下:一种带超速监测的风轮转速检测系统，包括接近开关、控制器、人机接口，所述的接近开关、人机接口分别与控制器的输入端相连。所述的人机接口包括数码管和按键，所述的按键包括3个，所述的数码管为4个。
`[0008]所述的控制器的输出端与风轮系统的主控机相连。所述的控制器为89C51单片机。所述的接近开关安装于风力发电机组风轮的低速轴测速圆盘上。 所述的主控机上设有一个常闭触点。所述的控制器的供电采用风力发电机组24V DC电源，经调压、稳压模块转换后的5V DC电源。该系统的工作过程如下:(I)首先通过人机接口对系统参数进行配置；(2)通过接近开关采集当前风轮的转速，并发送给单片机；(3)单片机通过分析脉冲计算出转速；(4)单片机对计算出的转速和风轮的设定转速进行比较，如果计算出的转速大于风轮的设定转速，则单片机发送故障信号给风轮系统的主控机，主控机上的常闭触点断开，系统停止工作；如果计算出的转速小于风轮的设定转速，则单片机发送速度信号给风轮系统的主控机，且转到步骤(3)，循环。所述的控制器的供电及其他模块的供电采用风力发电机组24V DC电源，经调压、稳压模块转换为系统控制器及模块使用的5V DC电源。控制器选型:系统采用89C51单片机作为控制器。51系列单片机结构简单，运行稳定，计算速率能满足系统要求。人机接口:本系统人机交互数据较少，采用按键(三个)加数码管(四个)作为人机接口。单片机与风轮系统的主控机:单片机将风轮转速以模拟电压的形式送给风电机组控制器。其中模拟电压最低值与最高值在0V-24V之间连续可调，风轮转速上限在0rpm-50rpm连续可调；此外系统还设置一组常闭点，在风轮转速超出设置上限时，该常闭触点断开。系统工作原理:首先，通过人机接口对系统参数进行配置，需要进行配置的参数有:风轮转过一圈接近开关产生的脉冲数、转速稳定时接近开关脉冲的占空比、输出模拟电压下限、输出模拟电压上限、风轮转速上限，参数设置后系统自动保存。正常运行时，系统通过分析接近开关脉冲信号计算当前风轮转速，将风轮转速信号通过A/D转换装置转换成相应的模拟电压，供机组主控制器检测；同时系统将测得的转速信号与转速上限设定值对比，判断是否向机组主控制器发出故障信号。
·[0023]本系统可用于风力发电机组风轮转速实时检测，且系统可在机组速度过高时向主控制器发出故障信号，确保机组稳定、安全运行。本实用新型的有益效果是:作为风力发电机组发电机编码器之外的冗余速度检测系统，具备转速实时测量、超速报警功能，功能全面；且电路结构简单，系统运行稳定、可靠、故障率低。成功实现了风电机组关键参数的冗余监测，确保机组安全运行，同时本系统成本低，有效控制了机组设计成本。

图1本实用新型的硬件结构图；图2本实用新型的工作流程具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明:本实用新型包括接近开关、控制器、人机接口，所述的接近开关、人机接口分别与控制器的输入端相连。人机接口包括数码管和按键，按键包括3个，所述的数码管为4个。控制器的输出端与风轮系统的主控机相连。控制器为89C51单片机。接近开关安装于风力发电机组风轮的低速轴测速圆盘上。该系统的工作过程如下:(I)首先通过人机接口对系统参数进行配置；(2)通过接近开关采集当前风轮的转速，并发送给单片机；(3)单片机通过分析脉冲计算出转速；(4)单片机对计算出的转速和风轮的设定转速进行比较，如果计算出的转速大于风轮的设定转速，则单片机发送故障信号给风轮系统的主控机，主控机上的常闭触点断开，系统停止工作；如果计算出的转速小于风轮的设定转速，则单片机发送速度信号给风轮系统的主控机，且转到步骤(3)，循环。系统工作原理:首先，通过人机接口对系统参数进行配置，需要进行配置的参数有:风轮转过一圈接近开关产生的脉冲数、转速稳定时接近开关脉冲的占空比、输出模拟电压下限、输出模拟电压上限、风轮转速上限，参数设置后系统自动保存。正常运行时，系统通过分析接近开关脉冲信号计算当前风轮转速，将风轮转速信号通过A/D转换装置转换成相应的模拟电压，供机组主控制器检测；同时系统将测得的转速信号与转速上限设定值对比，判断是否向机组主控制器发 出故障信号。
权利要求1.一种带超速监测的风轮转速检测系统，其特征在于:包括接近开关、控制器、人机接口，所述的接近开关、人机接口分别与控制器的输入端相连。
2.如权利要求1所述的一种带超速监测的风轮转速检测系统，其特征在于:人机接口包括数码管和按键，所述的按键包括3个，所述的数码管为4个。
3.如权利要求1所述的一种带超速监测的风轮转速检测系统，其特征在于:所述的控制器的输出端与风轮系统的主控机相连。
4.如权利要求1所述的一种带超速监测的风轮转速检测系统，其特征在于:所述的控制器为89C51单片机。
5.如权利要求1所述的一种带超速监测的风轮转速检测系统，其特征在于:所述的接近开关安装于风轮的低速轴测速圆盘上。
6.如权利要求3所述的一种带超速监测的风轮转速检测系统，其特征在于:所述的主控机上设有一个常闭触点。 ·
专利摘要本实用新型具体公开了一种带超速监测的风轮转速检测系统，包括接近开关、控制器、人机接口，所述的接近开关、人机接口分别与控制器的输入端相连。所述的人机接口包括数码管和按键。所述的控制器的输出端与风轮系统的主控机相连。所述的控制器为89C51单片机。所述的接近开关安装于风力发电机组风轮的低速轴测速圆盘上。所述的控制器的供电采用风力发电机组24VDC电源，经调压、稳压模块转换后的5VDC电源。所述的主控机上设有一个常闭触点。
文档编号G01P3/00GK203101417SQ20122069671
公开日2013年7月31日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者李广伟, 杜书旺, 孟令强 申请人:北车风电有限公司