一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置的制作方法

1.本技术涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置。


背景技术：

2.随着经济的飞速发展，能源短缺和环保问题日益突出，可再生能源作为人类未来的重要替代能源，能够有效地改善环境问题，促进经济可持续发展。而风能作为一种分布广泛、蕴藏巨大的可再生绿色能源，其利用受到了世界各国的大力支持和高度重视。
3.风力发电机通过叶片将风能转换成机械能，再通过发电机，将机械能转化成电能。风电机组是由机舱、塔架、尾舵、转子叶片、低速轴、液压系统、偏航制动装置和风电制动装置等组成。其中，力矩限制器是保证风电安全运行的主要组成部分，其原理是：在风电机组设备运行前，通过调节力矩限制器上的紧固螺钉来改变转盘间的初始压力 （压力的大小决定了摩擦盘与摩擦片之间摩擦力的大小），改变摩擦法兰与锥形套管之间的打滑扭矩。当风电设备正常工作时，由于风力较小，转盘间的扭矩小于打滑扭矩，摩擦法兰与锥形套管一起转动；当风力较大，转盘间的扭矩超过打滑扭矩时，力矩限制器在摩擦法兰与锥形套管之间打滑，保护发电机不受破坏。相关技术中，通常是通过传感器测得齿轮箱输出转速与发电机转速后进行对比，再通过对比结果来判定力矩限制器是否发生打滑。
4.针对上述相关技术，发明人认为，相关技术中通过测得齿轮箱输出转速与发电机转速后进行对比，无法直接判定力矩限制器的力矩值是否发生变化，更加无法判定是否是力矩限制器发生了打滑现象。


技术实现要素：

5.为了清楚判断力矩限制器的预紧力矩是否发生变化，本技术提供一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置。
6.本技术提供一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置，采用如下的技术方案：
7.一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置，包括力矩限制器，所述力矩限制器包括摩擦法兰和压紧片，所述摩擦法兰套设于所述压紧片，所述压紧片上设置有监控组件，以用于监控力矩限制器的力矩变化。
8.通过采用上述技术方案，通过监控组件对力矩限制器的力矩变化进行实时监控，不仅有助于清楚判断力矩限制器是否发生打滑，同时也有助于清楚判断力矩限制器的预紧力矩是否发生变化。
9.可选的，所述监控组件包括弹簧钢制预紧盘、连接螺栓以及无线应力传感器，所述弹簧钢制预紧盘设置于所述压紧片一侧，所述无线应力传感器设置于所述压紧片上，用于获取弹簧钢制预紧盘的预紧力变化，所述连接螺栓用于将所述弹簧钢制预紧盘、所述压紧片与所述摩擦法兰紧固。
10.通过采用上述技术方案，当弹簧钢制预紧盘通过连接螺栓预紧发生弹性变形，弹簧钢制预紧盘的预紧力变化发生变化，最后通过无线应力传感器获取弹簧钢制预紧盘的预紧力变化数据，来判断力矩限制器的额定力矩值是否发生变化。
11.可选的，所述弹簧钢制预紧盘两侧均设置有摩擦片。
12.通过采用上述技术方案，摩擦片有助于增加压紧盘与摩擦法兰之间的摩擦力，从而有助于防止在力矩值达到预设值之前压紧盘与摩擦法兰发生打滑。
13.可选的，所述弹簧钢制预紧盘上开设有若干槽道，所述槽道内设置有所述无线应力传感器的应力片。
14.通过采用上述技术方案，当弹簧钢制预紧盘的预紧力变化，弹簧钢制预紧盘通过连接螺栓预紧发生弹性变形，应力片被弹簧钢制预紧盘挤压后获取挤压力，并传送给无线应力传感器，有助于清楚、简单的判断出力矩限制器的预紧力矩是否发生变化。
15.可选的，所述压紧片上设置有无线信号采集发送模块，以用于实时采集无线应力传感器数据。
16.通过采用上述技术方案，无线信号采集发送模块采集来自无线应力传感器的数据，并将该数据发送给风机主控系统，有助于工作人员及时了解力矩限制器的力矩变化情况。
17.可选的，还包括电磁波无线供电模块，所述电磁波无线供电模块用于对所述力矩限制器上的设备进行无线供电。
18.通过采用上述技术方案，电磁波无线供电模块对力矩限制器上的设备进行无线供电，有助于保持力矩限制器上的设备持续工作，从而对力矩限制器的力矩变化进行实时监控。
19.可选的，所述摩擦法兰远离所述弹簧钢制预紧盘一侧上设置有锥形套管，所述锥形套管用于与联轴器连接。
20.通过采用上述技术方案，锥形套管与联轴器连接，用来传输风力发电机组齿轮箱输出的扭矩。
21.可选的，所述弹簧钢制预紧盘上均匀开设有若干第一通孔，所述压紧片与所述摩擦法兰上对应均匀开设有若干第二通孔与第三通孔，所述连接螺栓同时穿设于所述弹簧钢制预紧盘、所述压紧片以及所述摩擦法兰于所述第一通孔、第二通孔以及第三通孔处。
22.通过采用上述技术方案，通过调节力矩限制器上的连接螺栓来改变弹簧钢制预紧盘、压紧片以及摩擦法兰的初始压力，有助于将弹簧钢制预紧盘、压紧片与摩擦法兰紧固。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.通过监控组件对力矩限制器的力矩变化进行实时监控，不仅有助于清楚判断力矩限制器是否发生打滑，同时也有助于清楚判断力矩限制器的预紧力矩是否发生变化。
附图说明
25.图1是本技术实施例一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置的整体示意图的剖视图；
26.图2是本技术实施例一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置图1的爆炸示意图；
27.图3是本技术实施例一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置中弹簧钢制预紧盘示意图；
28.图4是本技术实施例一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置中无线供电示意图。
29.附图标记说明：
30.1、力矩限制器；2、摩擦法兰；3、压紧片；4、监控组件；5、弹簧钢制预紧盘；6、连接螺栓；7、无线应力传感器；8、摩擦片；9、槽道；10、应力片；11、无线信号采集发送模块；12、电磁波无线供电模块；13、锥形套管；14、第一通孔；15、第二通孔；16、第三通孔；17、第四通孔；18、凸棱。
具体实施方式
31.本技术实施例公开一种风力发电机组力矩限制器1预紧力矩实时监测装置。
32.参照图1和图2，一种风力发电机组力矩限制器预紧力矩实时监测装置，包括力矩限制器1，力矩限制器1包括摩擦法兰2和压紧片3，摩擦法兰2套设于压紧片3外侧，压紧片3呈圆柱形设置，当风力过大导致直到摩擦法兰2与压紧片3之间的最大传递力矩值大于预设额定值时，有助于摩擦法兰2与压紧片3之间发生打滑，以保护发电机不受破坏。
33.压紧片3靠近上设置有监控组件4，监控组件4包括弹簧钢制预紧盘5、连接螺栓6与无线应力传感器7，压紧片3与弹簧钢制预警环抵接处均匀开设有若干第二通孔15，具体的，本实施例中第二通孔15的数量为八个。压紧片3上还设置无线信号采集发送模块11，无线应力传感器7和无线信号采集发送模块11接固定连接于压紧片3靠近外侧壁处。
34.参照图3，弹簧钢制预紧盘5上对应第二通孔15开设有八个第一通孔14，相邻两个第一通孔14之间开设有槽道9，具体的，本实施例中弹簧钢制预紧盘5上共开设有八个槽道9，弹簧钢制预紧盘5上卡接有若干应力传感器的应力片10于槽道9内，应力片10对于应力变形非常敏感，具体的，本实施例中共设置有八个应力片10。弹簧钢预紧盘通过弹性变形提供预紧力，以此来提供摩擦力矩，当弹簧钢制预紧盘5发生形变时，对应力片10产生压力，应力片10再将所受到的压力数据传输给无线应力传感器7，最后通过无线信号采集发送模块11实时采集后发送给风机主控系统。
35.参照图1和图2，摩擦法兰2上开设有若干第四通孔17，具体的，本实施例中第四通孔17的数量为四个；摩擦法兰2上开设有若干第三通孔16，具体的，本实施例中第三通孔16的数量为八个，连接螺栓6先后穿设于弹簧钢制预紧盘5、压紧片3以及摩擦法兰2，用以调节力矩限制器1上的连接螺栓6来改变弹簧钢制预紧盘5、压紧片3以及摩擦法兰2的初始压力，有助于将弹簧钢制预紧盘5、压紧片3与摩擦法兰2紧固。
36.摩擦法兰2内侧设置有凸棱18，凸棱18两侧均可拆卸安装有摩擦片8，两块摩擦片8远离凸棱18一侧分别与压紧片3和锥形套管13相抵接；摩擦片8可拆卸安装，当摩擦片8磨损后，有助于更换摩擦片8。
37.摩擦法兰2远离弹簧钢制预紧盘5一侧固定连接有锥形套管13，摩擦法兰2与风力发电机组的发电机相连，锥形套管13与联轴器相连，用来传输风力发电机组齿轮箱输出的扭矩。
38.参照图4，预紧力矩实时监测装置还包括电磁波无线供电模块12，电磁波无线供电
模块12对力矩限制器1上的设备进行无线供电，具体的，本实施例中电磁波无线供电模块12为无线信号采集发送模块11和应力传感器供电。
39.本技术实施例一种风力发电机组力矩限制器1预紧力矩实时监测装置的实施原理为：调整连接螺栓6，直到摩擦法兰2与摩擦片8之间的最大传递力矩值为预设值为止，将将应力传感器置零，无线信号采集发送模块11实时采集应力传感器的数据并发送给风力发电机组主控系统，若连接螺栓6发生松动或者摩擦片8厚度被磨损，弹簧钢预紧盘变形量发生变化并对应力片10进行挤压，从而导致应力片10发生形变，应变片将挤压数据传输给无线应力传感器7，无线应力传感器7将变化电流值传输给无线信号采集发送模块11，由无线信号采集发送模块11将信号输送给风力发电机组主控系统，最终发出警报提示需要对力矩限制器1进行再次预紧。
40.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。