(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210868312.9 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 太原重工股份有限公司 地址 030024 山西省太原市万柏林玉河街 53号 (72)发明人 杜杨超　王森　李达　朱文博　 柏俊山　李德志　李超峰　黄虎　 令狐瑞琪　常嫦　李瑞涛　张冬冬　 陈涛　董建刚　 (74)专利代理 机构 北京奥文知识产权代理事务 所(普通合伙) 11534 专利代理师 张文 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01M 13/02(2019.01)F03D 17/00(2016.01) (54)发明名称 风电机组主传动转角 转速检测系统及检测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种风电机组主传动转角 转 速检测系统及检测方法， 该系统包括： 两个接近 开关， 两个接近开关固定安装在风电机组主轴的 轴承座上， 两个接近开关的探测端指向主轴轴 承， 且主轴轴承的压紧环螺栓外露的螺杆部分能 够触发接近开关动作； 金属检测体， 金属检测体 安装在任意的两个压紧环螺栓 之间， 金属检测体 能够跟随风电机组主传动系统转动， 且金属检测 体能够触发接近开关动作； 控制模块， 控制模块 与接近开关连接， 用于采集并根据两个接近开关 的检测信号计算风电机组主传动系统的转角和 转速。 本发 明通过利用两个接近开关检测主轴轴 承压紧环螺栓， 并设置一个金属检测体作为校准 点， 能够实现主传动转角和转速的检测测量， 测 量成本低， 测量精度高。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115435832 A 2022.12.06 CN 115435832 A 1.一种风电机组主传动转角转速检测系统， 其特 征在于， 包括： 两个接近开关， 两个所述接近开关固定安装在风电机组主轴的轴承座上， 两个所述接 近开关的探测端指向主轴轴承， 且所述主轴轴承的压紧环螺栓外露的螺杆部分能够触发所 述接近开关动作； 金属检测体， 所述金属检测体安装在任意的两个所述压紧环螺栓之间， 所述金属检测 体能够跟随风电机组主传动系统转动， 且所述金属检测体能够触发所述接 近开关动作； 控制模块， 所述控制模块与所述接近开关连接， 用于采集并根据两个所述接近开关的 检测信号计算所述 风电机组主传动系统的转角和转速 。 2.根据权利要求1所述的风电机组主传动 转角转速检测系统， 其特征在于， 所述接近开 关通过支 架固定安装在所述轴承座后端。 3.根据权利要求1所述的风电机组主传动 转角转速检测系统， 其特征在于， 两个所述接 近开关的安装距离大于相 邻的两个所述螺栓的螺杆间距与螺杆直径之和， 小于相 邻的两个 所述螺栓的螺杆间距与两倍螺杆直径之和， 以及小于螺杆直径与两倍的相 邻的两个所述螺 栓的螺杆间距之和。 4.根据权利要求1 ‑3中任一项所述的风电机组主传动转角转速检测系统， 其特征在于， 所述接近开关探测到所述螺杆和所述金属检测体时， 所述接近开关输出高电平信号， 其余 时刻输出低电平信号。 5.一种利用如权利要求1 ‑4中任一项所述的风电机组主传动 转角转速检测系统实施的 风电机组主传动转角转速检测方法， 其特 征在于， 包括： 确定当第一接近开关或第 二接近开关检测到金属检测体时， 所述主传动系统相对预设 初始位置沿顺时针方向的第一相对转动角度； 在所述主传动系统的旋转过程中， 根据两个所述接近开关输出的检测信号， 计算所述 主传动系统的转动角度， 其中， 当所述主传动系统旋转到所述第一相对转动角度所对应的 位置时， 将累计的转动角度置零， 从零开始重新根据两个所述接近开关输出的检测信号， 计 算所述主传动系统的转动角度； 根据所述第 一相对转动角度和计算得到的所述转动角度， 计算所述主传动系统相对预 设初始位置的转角； 根据所述主传动系统相对预设初始位置的转角计算所述主传动系统的转速 。 6.根据权利要求5所述的风电机组主传动 转角转速检测方法， 其特征在于， 以风电机组 的轮毂中心为原点建立GL固定轮毂坐标系， 以GL固定轮毂坐标系的Z轴与一个指定叶片的 轴线重合时为初始位置， 并设定初始位置时的主传动系统的转角为0 °。 7.根据权利要求5所述的风电机组主传动 转角转速检测方法， 其特征在于， 设定所述接 近开关探测到所述螺杆和所述金属检测体时， 所述接近开关输出高电平信号， 其余时刻输 出低电平信号， 则根据两个所述接近开关输出 的检测信号， 利用以下公式计算所述主传动 系统的转动角度： 其中， Q表示主传动系 统的转动角度， n表示轴承压紧环一周的螺栓总数， K表示螺栓的 螺杆直径， M为相 邻的两个螺栓的螺杆间距， N表 示两个接近开关之间的安装距离， K+M＜N＜权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115435832 A 22K+M且K+M＜N＜K+2M， a、 b、 c、 d分别表示主传动系统朝 一个方向旋转时第一接近开关和第 二接近开关采集到的LL沿脉冲信号数、 HL沿脉冲信号数、 HH沿脉冲信号数、 LH沿脉冲信号 数， L表示低电平， H表示高电平。 8.根据权利要求7所述的风电机组主传动 转角转速检测方法， 其特征在于， 在计算所述 主传动系统相对预设初始位置的转角时， 还根据所述第一接近开关和所述第二接近开关采 集到的沿脉冲信号的循环顺序判断所述主传动系统的旋转方向。 9.根据权利要求5 ‑8中任一项所述的风电机组主传动转角转速检测方法， 其特征在于， 当所述主传动系统顺时针旋转时， 利用以下公式计算所述主传动系统相对 预设初始 位置的 转角： θ ＝(Q+W)mod(3 60°) 当所述主传动系统逆时针旋转 时， 利用以下公式计算所述主传动系统相对预设初始位 置的转角： θ ＝(360° ‑Q+W)mod(3 60°) 其中， θ表示所述主传动系统相对预设初始位置的转角， Q表示根据两个所述接近开关 输出的检测信号计算得到的所述主传动系统的转动角度， W表示所述第一相对转动角度。 10.根据权利要求5 ‑9中任一项所述的风电机组主传动转角转速检测方法， 其特征在 于， 所述主传动系统的转速利用以下公式计算： 其中， ω表示所述主传动系统的转速， θ表示所述主传动系统相对预设初始位置的转 角， t表示时间。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115435832 A 3