西安热工研究院有限公司刘河生获国家专利权
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龙图腾网获悉西安热工研究院有限公司申请的专利一种基于变桨电机电流信号的风轮方位角判别方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115077373B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210688494.1,技术领域涉及:G01B7/30;该发明授权一种基于变桨电机电流信号的风轮方位角判别方法及装置是由刘河生;雷航;张瑞刚;刘庆元;余成;李万镒;景玮钰;王嘉良设计研发完成,并于2022-06-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于变桨电机电流信号的风轮方位角判别方法及装置在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于变桨电机电流信号的风轮方位角判别方法及装置,该装置包括ARM芯片电路板、ARM芯片电路板Canopen通讯接口、ARM芯片电路板24V直流电源端子;ARM芯片电路板通过ARM芯片电路板Canopen通讯接口和CAN总线分别与三支叶片的变桨驱动器连接在一起;ARM芯片电路板24V直流电源端子与变桨驱动器24V直流电源通过横截面为0.5mm2的3芯电缆连接在一起;ARM芯片电路板Canopen通讯接口集成在ARM芯片电路板上;ARM芯片电路板24V直流电源端子集成在ARM芯片电路板上。该方法是将三支叶片变桨电机电流实时值进行监测,并将新型的风轮方位角识别算法集成中风电机组主控PLC做出的非常简洁而高效的创新。
本发明授权一种基于变桨电机电流信号的风轮方位角判别方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种基于变桨电机电流信号的风轮方位角判别方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一:风电机组三支变桨驱动器时刻采集变桨驱动器电流,采样周期为10ms; 步骤二:风电机组三支变桨驱动器采集电流值,基于ARM芯片电路板的CAN总线通讯接口,以Canopen通讯协议完成通讯数据的交互; 步骤三:ARM芯片电路板在接受风电机组三支变桨驱动器的电流信号后,对采集电流值做预处理; 步骤四:ARM芯片电路板运行程序对采集的电流信号格式转换后进行存储,存储步长为5000个程序循环周期,即ARM芯片能够最少存储从当前周期往前推,前5000个周期的数据; 步骤五:ARM芯片电路板时刻更新当前循环周期往前5000个周期内的变桨驱动器电流值,根据内置的方位角检测算法判断当前周期下风轮的方位角: 501:三支叶片变桨驱动器电流实时值定义跟变桨驱动器实际能读取的数据类型相对应,若风电机组变桨驱动器采集的电流值为整数型,对采集的整数电流值进行转换,转换为实数型; 502:三支叶片的变桨驱动器电流往期值定义为数组,且根据步骤四中的编程思想,存储并实时更新; 503:对采集到的变桨驱动器电流值,采用滑动平均值的算法进行平滑处理,滑动平均值算法处理采用在线实时处理的方式,即三支叶片变桨驱动器的电流每隔一个周期实时更新一次,滑动平均值算法对三支叶片变桨驱动器的电流值平滑处理一次; 504:三支叶片变桨驱动器的电流值的滑动平均值根据步骤四中的编程思想,实时更新并存储,三支叶片的变桨驱动器电流的滑动平均值往期值定义为数组; 505:对每支叶片的变桨驱动器采集的电流值做变步长斜率计算,分别每隔10个程序周期、50个程序周期、100个程序周期做斜率计算; 计算方法如下:S=电流A-电流BT×N; 其中,S为计算得到的变桨电机电流变化斜率;T为程序刷新周期;N为程序周期个数;电流A、B为某一个周期内的变桨驱动器电流值; 506:当任意一个变桨驱动器电流值斜率由正变为负的过程中,叶片即将穿过风轮旋转平面最上方,则对于当前状态的这支叶片来说,此时刻的风轮方位角360°±Value_offSet,其中,Value_offSet为偏移量,根据机组的变桨系统实际状况而定; 步骤六:ARM芯片电路板从主控PLC处接收风电机组运行信号; ARM芯片电路板采集风电机组主控PLC运行模式,通过某一支变桨驱动器读取主控PLC的运行模式,ARM芯片电路板通过与变桨驱动器CAN通讯接口,获取风电机组主控PLC运行模式; 当风电机组能够提供表征机组运行区间的状态变量时,则是理想状态; 步骤七:确定某一支叶片在某一时刻所对应的风轮方位角为360°,则依据风轮转速进行角速度积分处理,获取任意时刻的实时风轮方位角。
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