專利名稱：：一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉動(dòng)平衡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)平衡運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)，特別是一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，屬于故障診斷與安全自動(dòng)控制方法范疇。適用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉葉輪的動(dòng)平衡控制，以防止由于槳葉動(dòng)態(tài)不平衡引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)強(qiáng)烈振動(dòng)造成的疲勞、短壽甚至迅速破壞等事故及重大經(jīng)濟(jì)損失現(xiàn)象的產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
：目前普遍使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳葉一般在制造時(shí)進(jìn)行了靜態(tài)平衡修正，其措施是控制每片槳葉的總質(zhì)量(M);控制每片槳葉的質(zhì)量中心距離葉跟的距離(L)，以期達(dá)到每片葉片相對(duì)于其主軸擁有相同或相近的靜矩J=LM，期望均布、安裝在同一漿穀上的各片葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)漿穀有相同的離心力，從而保障槳穀和其(與葉片垂直的)主軸不承受除靜力以外的橫向力和不發(fā)生振動(dòng)或只有很小的振動(dòng)。然而，由槳葉所構(gòu)成的葉輪與槳穀、主軸系統(tǒng)卻不僅因?yàn)楦髌瑯~的靜態(tài)不平衡而發(fā)生振動(dòng)，而且主要還因?yàn)槿~片的動(dòng)態(tài)形變不平衡和氣動(dòng)不平衡而發(fā)生振動(dòng)，而這不是僅僅采用對(duì)葉片的靜平衡檢測(cè)、修正就能解決的。其原因在于現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)，即使是大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也都沒有操控風(fēng)葉動(dòng)平衡主動(dòng)控制系統(tǒng)。例如葉片質(zhì)量HFlOOOkg，轉(zhuǎn)速N42r/min，葉片長(zhǎng)度L=50m，質(zhì)量中心位於離軸心20m處。則該葉片運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的離心加速度為A=v7r=(2Jirf)7r=(2nf)2r=(2itn/60)2.r=(2n.12/60)2.20=31.5827[m/s2]離心力F=MA=31582.7[kgm/s2]=31582.7N=3219kgf設(shè)該葉類葉片具有1%的質(zhì)量偏差，m'=10kg，則折算到45m處調(diào)節(jié)時(shí)最大調(diào)節(jié)質(zhì)量m"=m，/45-20=4.44kg。正是普遍存在的上述技術(shù)現(xiàn)狀，因此據(jù)發(fā)明人在對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行中狀態(tài)故障的充分分析后認(rèn)為現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的相當(dāng)一部份運(yùn)行故障的形成和發(fā)生均與風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行環(huán)境中受到的動(dòng)態(tài)形變不平衡和氣動(dòng)不平衡相關(guān)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)在于設(shè)計(jì)一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，自動(dòng)檢測(cè)葉輪的不平衡振動(dòng)，通過(guò)反饋控制各槳葉的靜矩J二LM，實(shí)現(xiàn)葉輪的動(dòng)平衡，從而大幅度地減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)因受到的動(dòng)態(tài)形變不平衡和氣動(dòng)不平衡而產(chǎn)生的振動(dòng)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)保持正常、安全運(yùn)行工作狀態(tài)。這種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，通過(guò)安裝在槳葉內(nèi)腔尖部和葉輪轂中部的儲(chǔ)液箱l、以及連接上述兩部位儲(chǔ)液箱的管道2和泵3(雙向泵)，或者是通過(guò)安裝在槳葉內(nèi)腔尖部的儲(chǔ)液箱l以及設(shè)于葉輪轂中部管道2和泵3(單向泵)連接組成液體流通管路；并通過(guò)設(shè)置在同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)上、能檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪槳轂7的軸承座振動(dòng)和根據(jù)振動(dòng)的大小和相位控制相應(yīng)泵3工作的動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪槳轂軸承座的振動(dòng)和相位的檢測(cè)，計(jì)算出不平衡力的大小和方位；并同時(shí)通過(guò)對(duì)相應(yīng)的泵的操控實(shí)現(xiàn)對(duì)處于槳葉尖部的各個(gè)儲(chǔ)液箱中的液體進(jìn)行調(diào)配，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)所有漿葉達(dá)到動(dòng)平衡工作狀態(tài)。所述的動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4含有安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)上進(jìn)行檢測(cè)、分析、運(yùn)算的動(dòng)平衡測(cè)控儀41、安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的槳轂中心的控制器42、安裝在主軸軸箱5.和主軸6上傳輸電源與控制信號(hào)的引電器43、安裝在主軸軸箱5上的主軸轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44以及葉輪垂直、水平振動(dòng)檢測(cè)傳感器45C、45S;其中轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44檢測(cè)的轉(zhuǎn)速相位脈沖和葉輪垂直、水平振動(dòng)檢測(cè)傳感器45C、45S檢測(cè)的振動(dòng)信號(hào)連接到動(dòng)平衡測(cè)控儀41的輸入端，動(dòng)平衡測(cè)控儀41將兩條電源線接到引電器43的固定電刷，通過(guò)電刷，將電源以滑動(dòng)接觸方式傳到安裝在主軸上的滑環(huán)，從滑環(huán)以固定導(dǎo)線將電源送到安裝在槳轂7中心的控制器42，動(dòng)平衡測(cè)控儀41的微處理器還通過(guò)無(wú)線電發(fā)送控制代碼給控制器42的微處理器，控制器42的微處理器再根據(jù)控制代碼的指令對(duì)單向泵進(jìn)行控制。對(duì)于具有槳角自動(dòng)控制系統(tǒng)從而已經(jīng)將電源傳輸?shù)綐灥娘L(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以直接應(yīng)用該電源而省去引電器43。根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，通過(guò)在發(fā)電機(jī)槳葉內(nèi)腔設(shè)置的可控儲(chǔ)漿液裝置，并通過(guò)含有動(dòng)平衡測(cè)控儀、槳載中心的控制器、傳輸電源與控制信號(hào)的引電器、主軸轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器以及葉輪垂直、水平振動(dòng)檢測(cè)傳感器的組合式動(dòng)平衡檢測(cè)控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)同一槳葉內(nèi)兩儲(chǔ)液箱之間流體的可控調(diào)劑。從而使處于動(dòng)態(tài)不平衡狀態(tài)下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，為保持風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常、安全運(yùn)行提供技術(shù)支持。圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(雙向泵)；圖2為兩槳葉式風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉動(dòng)平衡空方法示意圖；圖3為三槳葉式風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉動(dòng)平衡空方法示意圖；圖4-1為波紋管式儲(chǔ)液箱伸縮結(jié)構(gòu)示意圖；圖4-2為彈性可變?nèi)莘e式儲(chǔ)液箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖4-3為彈性可變?nèi)莘e式儲(chǔ)液箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為動(dòng)平衡檢測(cè)器安裝布局示意圖(1);圖6為動(dòng)平衡檢測(cè)器安裝布局示意圖(2);圖7-1為自動(dòng)啟動(dòng)3AB泵、關(guān)閉3BA泵控制兩葉風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的示意圖；圖7-2為自動(dòng)啟動(dòng)3BA泵、關(guān)閉3AB泵控制兩葉風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的示意圖;圖8為三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制方式圖；圖9為用非標(biāo)準(zhǔn)安裝的振動(dòng)傳感器信號(hào)分解X、Y振動(dòng)。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:兩葉片或三葉片式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳葉動(dòng)平衡主動(dòng)控制方法本發(fā)明方法借鑒風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)槳葉進(jìn)行靜態(tài)平衡的處理方法，提出通過(guò)安裝在槳葉內(nèi)腔尖部和葉輪轂中部的儲(chǔ)液箱1，以及連接上述兩部位儲(chǔ)液箱的管道2和泵(雙向泵)3,或者是通過(guò)安裝在槳葉內(nèi)腔尖部的儲(chǔ)液箱l以及設(shè)于葉輪轂中部管道2和泵(單向泵)3連接組成液體流通管路；并通過(guò)設(shè)置在同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)上、能檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪槳轂7的軸承座振動(dòng)和根據(jù)振動(dòng)的大小和相位控制相應(yīng)泵3工作的動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪槳轂軸承座的振動(dòng)和相位的檢測(cè)，計(jì)算出不平衡力的大小和方位；并同時(shí)通過(guò)對(duì)相應(yīng)的泵的操控實(shí)現(xiàn)對(duì)處于槳葉尖部的各個(gè)儲(chǔ)液箱中的液體進(jìn)行調(diào)配，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)所有漿葉達(dá)到動(dòng)平衡工作狀態(tài)。所述的動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4含有安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)上進(jìn)行檢測(cè)、分析、運(yùn)算的動(dòng)平衡測(cè)控儀41、安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的槳轂中心的控制器42、安裝在主軸軸箱5和主軸6上傳輸電源與控制信號(hào)的引電器43、安裝在主軸軸箱5上的主軸轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44以及葉輪垂直、水平振動(dòng)檢測(cè)傳感器45C、45S;其中轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44檢測(cè)的轉(zhuǎn)速相位脈沖和葉輪垂直、水平振動(dòng)檢測(cè)傳感器45C、45S檢測(cè)的振動(dòng)信號(hào)連接到動(dòng)平衡測(cè)控儀41的輸入端，動(dòng)平衡測(cè)控儀41將兩條電源線接到引電器43的固定電刷，通過(guò)電刷，將電源以滑動(dòng)接觸方式傳到安裝在主軸上的滑環(huán)，從滑環(huán)以固定導(dǎo)線將電源送到安裝在槳轂7中心的控制器42，動(dòng)平衡測(cè)控儀41的微處理器還通過(guò)無(wú)線電發(fā)送控制代碼給控制器42的微處理器，控制器42的微處理器再根據(jù)控制代碼的指令對(duì)單向泵進(jìn)行控制。對(duì)于具有槳角自動(dòng)控制系統(tǒng)從而已經(jīng)將電源傳輸?shù)綐灥娘L(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以直接應(yīng)用該電源而省去引電器43。所述儲(chǔ)液箱1安裝在葉尖的內(nèi)部；相反，儲(chǔ)存多余液體的緩沖儲(chǔ)液箱1就自然安裝在輪轂的中心位置。為了對(duì)增減材料實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，所述的材料顯然以液體為好，這就是本發(fā)明要在葉尖內(nèi)部設(shè)置儲(chǔ)液箱1在容納液體材料的目的。為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)液箱中液體的增減操作，必須有令儲(chǔ)液箱中的液體流入流出的通道，這就是設(shè)置管道2的理由。不能容許各儲(chǔ)液箱中的液體無(wú)序自由流動(dòng)，其增減必須由操作機(jī)構(gòu)控制，這就是在儲(chǔ)液箱、管道之間設(shè)置泵的理由。為了防止泵、管道、儲(chǔ)液箱中存在空氣而影響液壓系統(tǒng)正常工作，除了泵以外，管道和儲(chǔ)液箱設(shè)計(jì)為含有柔性部分的器件，如儲(chǔ)液箱可以是具有柔性脹縮性的橡皮囊、金屬波紋管，管道中至少有長(zhǎng)度恰當(dāng)?shù)囊欢问遣y管或可彎曲的軟管，以便在儲(chǔ)液箱中儲(chǔ)液量變化而使其長(zhǎng)度變化時(shí)能夠進(jìn)行長(zhǎng)度緩沖。上述技術(shù)方案的技術(shù)原理在于葉輪出現(xiàn)因?yàn)槿~片氣動(dòng)變形或經(jīng)久使用后材料變形而出現(xiàn)新的不平衡量靜矩J二LM后，將在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生離心力，該離心力隨著葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)而周而復(fù)始地改變作用于槳轂軸承的作用力方向，使軸承座出現(xiàn)振動(dòng)。檢測(cè)該振動(dòng)和葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的相位，經(jīng)計(jì)算，就可以得出葉輪動(dòng)態(tài)不平衡矩(J=ML)發(fā)生在葉片A、B、C...中的相對(duì)位置和大小。然后將動(dòng)不平衡矩分解到相應(yīng)的葉片A、B、C....，在已知不平衡矩的半徑L為葉片中儲(chǔ)液箱距離槳轂中心(軸心)的距離后，可以計(jì)算出各片葉片所需增減的液體質(zhì)量M，最終通過(guò)操作對(duì)應(yīng)的控制泵3,實(shí)現(xiàn)泵入泵出液體的操作。由于檢測(cè)系統(tǒng)也在操作的同時(shí)檢測(cè)著系統(tǒng)的振動(dòng)，因此無(wú)需對(duì)泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速、時(shí)間、流量的精確控制，而只需建立PID控制模型，根據(jù)控制效果隨時(shí)改變控制方式。(1)，對(duì)于只有兩片葉片的葉輪風(fēng)機(jī)(如圖2所示)，在其兩片葉片A、B中離軸心距離為L(zhǎng)處，各安裝一個(gè)儲(chǔ)液箱1A、1B，并各有一條含有柔性段的管道2A、2B通向槳轂中心的三通管接頭，2個(gè)位于槳轂中心的單向泵3AB、3BA通過(guò)三通管接頭反向并聯(lián)，單向泵的兩端分別與柔性管道2A、2B連接，3AB泵的進(jìn)口A端與3BA泵的出口A端連接并接到管道2A，3AB泵的出與口B端3BA泵的進(jìn)口B端連接并接到管道2B;動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4連接到單向泵3AB和3BA上。這種兩片葉片型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)(參考圖2)，其工作原理是當(dāng)動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4檢測(cè)發(fā)現(xiàn)A葉片離心力大于B葉片離心力時(shí)，啟動(dòng)3AB泵，將A葉片中的儲(chǔ)液箱1A中的部分液體泵向B葉片中的儲(chǔ)液箱1B，直至A、B葉片動(dòng)態(tài)離心力平衡并使振動(dòng)下降到允許的程度；當(dāng)動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4檢測(cè)發(fā)現(xiàn)A葉片離心力小于B葉片離心力時(shí)，啟動(dòng)3BA泵，將B葉片中的儲(chǔ)液箱1B中的部分液體泵向A葉片中的儲(chǔ)液箱1A，直至A、B葉片動(dòng)態(tài)離心力平衡并使振動(dòng)下降到允許的程度。對(duì)于具有四片葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其可以分解為2組正交的2葉風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制?？刂品绞叫瓮瑑山M兩片葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制方式。兩葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)動(dòng)平衡控制過(guò)程如下當(dāng)動(dòng)平衡測(cè)控儀41檢測(cè)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速相位標(biāo)記脈沖總是與水平振動(dòng)傳感器45S的最大正位移值同時(shí)出現(xiàn)，即表明A葉片離心力大于B葉片離心力時(shí)，啟動(dòng)3AB泵，將A葉片中的儲(chǔ)液箱1A中的部分液體泵向B葉片中的儲(chǔ)液箱1B，直至A、B葉片平衡，振動(dòng)減小到允許范圍，如圖6-l所示；當(dāng)動(dòng)平衡測(cè)控儀41檢測(cè)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速相位標(biāo)記脈沖總是與水平振動(dòng)傳感器45S的最大負(fù)位移值同時(shí)出現(xiàn)，即表明A葉片離心力小于B葉片離心力時(shí)，啟動(dòng)3BA泵，將B葉片中的儲(chǔ)液箱1B中的部分液體泵向A葉片中的儲(chǔ)液箱1A，直至A、B葉片平衡，振動(dòng)減小到允許范圍，如圖6-2所示；在此2葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)和上述傳感器安裝條件下，垂直振動(dòng)檢測(cè)傳感器45C是冗余的。本控制方案只能夠克服由槳葉因素引起的不平衡，而不能克服與槳葉垂直的不平衡。,(2)、對(duì)于只需控制三片葉片的風(fēng)輪(如圖3所示)，在其三片葉片A、B、C中離軸心距離為L(zhǎng)處，各安裝一個(gè)儲(chǔ)液箱1A、1B、1C，并各有一條含有柔性段的管道2A、2B、2C通向槳轂中心對(duì)應(yīng)的三通管接頭，3個(gè)位于槳轂中心的單向泵3AB、3BC、3CA通過(guò)三通管接頭依次反向聯(lián)接，即3AB泵的出口B與3BC泵的進(jìn)口B連接，3BC泵的出口C與3CA泵的進(jìn)口C連接，3CA泵的出口與3AB泵的進(jìn)口A連接；上述單向泵3AB、3CA的A口接接管道2A的另一端，3AB、3BC的B口與管道道2B的另一端連接，3BC、3CA的C口與管道2C的另一端連接；動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4的控制器的控制線分別連接到單向泵3AB、3BC、3CA上。對(duì)于具有三片、五片葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則僅需對(duì)均布的三片各相隔120度的葉片進(jìn)行控制，參考圖3。三葉片式風(fēng)力發(fā)電機(jī)動(dòng)平衡控制過(guò)程如下在主軸上與葉片A相同的方向，貼上主軸轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44的測(cè)速標(biāo)記(見附圖5、6)，轉(zhuǎn)速傳感器44安裝在主軸軸箱的水平方向，每當(dāng)槳葉A轉(zhuǎn)到水平坐標(biāo)X軸正方向時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器44發(fā)出一個(gè)相位0脈沖；在主軸每轉(zhuǎn)一圈，相位檢測(cè)器44發(fā)出相位O脈沖時(shí)，敏感軸指向X方向的45S傳感器檢測(cè)的、或者由敏感軸不指向X、Y軸正方向的45S、45C傳感器信號(hào)S、C分離得到的水平振動(dòng)為X，由敏感軸指向Y方向的45C傳感器檢測(cè)的、或者由敏感軸不指向X、Y軸正方向的傳感器45S、45C信號(hào)S、C分離得到的垂直振動(dòng)為Y，如附圖8所示為傳感器45S、45C分別指向X軸、Y軸正方向時(shí)的情況，則軸心振動(dòng)偏心方向?yàn)镼=tg"(Y/X)軸心振動(dòng)的量值為P=(X2+Y2)05如果振動(dòng)量值P大于限制值，則分解該值P到A、B、C三片葉片上PA-PcosQPB=Pcos(120°陽(yáng)Q)PC=Pcos(240o-Q)對(duì)PA、PB、PC按照大小排序，求出最大值和最小值；如果最大值小于限制值，則關(guān)閉所有的泵，不然則控制如下如果PA為最大值，則關(guān)閉3CA泵，如果PB為最小值，則開啟3AB泵，關(guān)閉3BC泵；加果PA為最大值，則關(guān)閉3CA泵，如果PC為最小值，則開啟3AB泵，開啟3BC泵；如果PB為最大值，則關(guān)閉3AB泵，如果PC為最小值，則開啟3BC泵，關(guān)閉3CA泵；如果PB為最大值，則關(guān)閉3AB泵，如果PA為最小值，則開啟3BC泵，開啟3CA泵；如果PC為最大值，則關(guān)閉3BC泵，如果PA為最小值，則開啟3CA泵，關(guān)閉3BC泵；如果PC為最大值，則關(guān)閉犯C泵，如果PB為最小值，則開啟3CA泵，開啟3BC泵。一如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>振動(dòng)X、Y的量值可以由敏感軸并不指向X、Y方向的互成一定角度安裝的傳感器45S、45C檢測(cè)得到的量值經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到，如附圖9，設(shè)45S傳感器的敏感軸與X軸的夾角為QX，測(cè)量結(jié)果為S，45C傳感器的敏感軸與Y軸的夾角是QY，測(cè)量結(jié)果為C，則振動(dòng)的X、Y軸量值公式是X=ScosQX-CsinQYY=SsinQX+CcosQY如果主軸轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速，振動(dòng)值直接使用加速度值，則上述控制輸出取反；如果主軸轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速，振動(dòng)值直接使用加速度值，則上述控制輸出取同；如果主軸轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速，振動(dòng)值使用振幅值，則上述控制輸出取同；如果主軸轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速，振動(dòng)值直接使用振幅值，則上述控制輸出取反；采用上述技術(shù)方案的這種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，其中采用的儲(chǔ)液箱1是一種將遠(yuǎn)端固定在風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片內(nèi)部尖端而近端與可伸縮管2道連接的彈性容積的波段管式式器件，當(dāng)儲(chǔ)液量增加時(shí)，波紋管波距增大，容積增加；當(dāng)儲(chǔ)液量減少時(shí)，波紋管波距減小，容積減少，如圖4-1。一采用上述技術(shù)方案的這種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，其中采用的儲(chǔ)液箱1，也可以是一種將兩端固定在風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片內(nèi)部尖端而近端與固定管2道連接的彈性容積的膠囊式器件(見圖4-2、圖4-3)，當(dāng)儲(chǔ)液量增加時(shí)，膠囊截面變成圓形(見圖4-2)，容積增加；當(dāng)儲(chǔ)液量減少時(shí)，膠囊截面變成橢圓甚至一條線，容積減少如圖4-3;隨著單向泵工作，將液體注入或吸出，所有儲(chǔ)液器以及在單向泵和管道中的液體容積不改變總量，卻可以把液體轉(zhuǎn)移、集中到某一個(gè)需要增加質(zhì)量葉片的儲(chǔ)液箱，而其它儲(chǔ)液箱的容積下降，保障液力系統(tǒng)中既不出現(xiàn)真空，也不存在空氣。動(dòng)平衡檢測(cè)控制器4的動(dòng)平衡測(cè)控儀41內(nèi)部測(cè)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以下述方式實(shí)施控制的圖6所示為自動(dòng)控制系統(tǒng)傳感器安裝定置附圖，這是最方便和最利于簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)信息處理的方式。如果不按照這種方式安裝，就需要以此為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳感器安裝的偏角加以角度修正。建立以主軸軸心為圓點(diǎn)的直角坐標(biāo)系，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44安裝位置設(shè)計(jì)為直角坐標(biāo)系X軸的正方向的軸承座上，而該轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44的"轉(zhuǎn)速相位標(biāo)記"在主軸上的位置選擇在與葉片A同一方向，即葉片A轉(zhuǎn)動(dòng)到直角坐標(biāo)的X軸正方向時(shí)，轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44發(fā)出一個(gè)脈沖。檢測(cè)垂直振動(dòng)的傳感器45C安裝在軸承座Y軸的正向，即軸承座的上方，檢測(cè)水平振動(dòng)的傳感器45S安裝在軸承座X軸的正向，即與轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器44在同一方向。加速度到振幅的變換由計(jì)算機(jī)完成，實(shí)際所需關(guān)注的是振動(dòng)的位移，基于所測(cè)量對(duì)象的振動(dòng)是甚低速運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪不平衡引起的振動(dòng)，是轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于該主軸臨界轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)，振動(dòng)位移相對(duì)于引起振動(dòng)的力或者不平衡量幾乎沒有相位差，振動(dòng)位移的指向就是葉輪不平衡力的指向。若所檢測(cè)的振動(dòng)為加速度，則不平衡量的指向相對(duì)振動(dòng)加速度的指向反相180度；因?yàn)槠湮灰葡辔幌鄬?duì)于加速度相位僅僅相差180度，因此可以對(duì)加速度信號(hào)反相作為振幅的相位來(lái)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)算。而量值x則可以根據(jù)下述數(shù)學(xué)公式，通過(guò)加速度A計(jì)算得出若振動(dòng)加速度為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>則振動(dòng)速度為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>則振動(dòng)振幅為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>式中，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>權(quán)利要求1.一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，其特征在于通過(guò)安裝在槳葉內(nèi)腔尖部和葉輪轂中部的儲(chǔ)液箱(1)，以及連接上述兩部位儲(chǔ)液箱的管道(2)和泵(3)，或者是通過(guò)安裝在槳葉內(nèi)腔尖部的儲(chǔ)液箱(1)以及設(shè)于葉輪轂中部管道(2)和泵(3)連接組成液體流通管路；并通過(guò)設(shè)置在同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)上、能檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪槳轂(7)的軸承座振動(dòng)和根據(jù)振動(dòng)的大小和相位控制相應(yīng)泵(3)工作的動(dòng)平衡檢測(cè)控制器(4)實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪槳轂軸承座的振動(dòng)和相位的檢測(cè)，計(jì)算出不平衡力的大小和方位；并同時(shí)通過(guò)對(duì)相應(yīng)的泵的操控實(shí)現(xiàn)對(duì)處于槳葉尖部的各個(gè)儲(chǔ)液箱中的液體進(jìn)行調(diào)配，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)所有漿葉達(dá)到動(dòng)平衡工作狀態(tài)。2、如權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，其特征在于所述的動(dòng)平衡檢測(cè)控制器(4)含有安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)上進(jìn)行檢測(cè)、分析、運(yùn)算的動(dòng)平衡測(cè)控儀(41)、安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的槳轂中心的控制器(42)、安裝在主軸軸箱(5)和主軸(6)上傳輸電源與控制信號(hào)的引電器(43)、安裝在主軸軸箱(5)上的主軸轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器(44)以及葉輪垂直、水平振動(dòng)檢測(cè)傳感器(45C、45S);其中轉(zhuǎn)速相位檢測(cè)傳感器(44)檢測(cè)的轉(zhuǎn)速相位脈沖和葉輪垂直、水平振動(dòng)檢測(cè)傳感器(45C、45S)檢測(cè)的振動(dòng)信號(hào)連接到動(dòng)平衡測(cè)控儀(41)的輸入端，動(dòng)平衡測(cè)控儀(41)將兩條電源線接到引電器(43)的固定電刷，通過(guò)電刷，將電源以滑動(dòng)接觸方式傳到安裝在主軸上的滑環(huán)，從滑環(huán)以固定導(dǎo)線將電源送到安裝在槳轂(7)中心的控制器(42),動(dòng)平衡測(cè)控儀(41)的微處理器還通過(guò)無(wú)線電發(fā)送控制代碼給控制器(42)的微處理器，控制器(42)的微處理器再根據(jù)控制代碼的指令對(duì)單向泵進(jìn)行控制。3、如權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，其特征在于:對(duì)于具有槳角自動(dòng)控制系統(tǒng)從而已經(jīng)將電源傳輸?shù)綐灥娘L(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以直接應(yīng)用該電源而省去引電器(43)。4、如權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，其特征在于所采用的泵(3)為雙向泵或單向泵。5、如權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，其特征在于所采用的管道(2)中含有柔性管。6、如權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉動(dòng)平衡的方法，其特征在于所述的儲(chǔ)液箱(1)為柔性可脹縮膠囊。全文摘要本發(fā)明涉及一種主動(dòng)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉動(dòng)平衡的方法，其特征在于通過(guò)安裝在槳葉內(nèi)腔尖部和葉輪轂中部的儲(chǔ)液箱，以及連接上述兩部位儲(chǔ)液箱的管道和泵，或者是通過(guò)安裝在槳葉內(nèi)腔尖部的儲(chǔ)液箱以及設(shè)于葉輪轂中部管道和泵連接組成液體流通管路；并通過(guò)設(shè)置在同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)上、能檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪槳轂的軸承座振動(dòng)和根據(jù)振動(dòng)的大小和相位控制相應(yīng)泵工作的動(dòng)平衡檢測(cè)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪槳轂軸承座的振動(dòng)和相位的檢測(cè)，計(jì)算出不平衡力的大小和方位；并同時(shí)通過(guò)對(duì)相應(yīng)的泵的操控實(shí)現(xiàn)對(duì)處于槳葉尖部的各個(gè)儲(chǔ)液箱中的液體進(jìn)行調(diào)配，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)所有槳葉達(dá)到動(dòng)平衡工作狀態(tài)。從而使處于動(dòng)態(tài)不平衡狀態(tài)下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，為保持風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常、安全運(yùn)行提供技術(shù)支持。文檔編號(hào)F03D7/04GK101285452SQ20081003116公開日2008年10月15日申請(qǐng)日期2008年4月29日優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日發(fā)明者唐德堯,鵬張,曾承志,王定曉申請(qǐng)人:唐德堯