一种风力发电机电动叶片锁紧装置的制作方法

1.本发明涉及风力发电机技术领域，具体为一种风力发电机电动叶片锁紧装置。


背景技术：

2.位于我国东南沿海区域的风电场，每年均会经受数次台风侵袭，风力发电机组必须具备抗台风能力。台风来临时，风力发电机组需承受巨大的外部载荷，叶片必须可靠的位于顺桨状态，以最大限度降低机组载荷，保证机组安全。
3.目前，抗台风机组配置手动叶片锁定装置，但手动锁定装置在使用时，需要在台风来临前逐台登上风力发电机组，进入轮毂，人工操作进行锁定，费事费力、工作量大。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种风力发电机电动叶片锁紧装置，在保证安全的基础上，为降低台风工况下的维护工作量，设计自动叶片锁定，可远程控制进行叶片锁定，减少人工登塔操作工作量；同时缩短维护操作时间，延长机组发电时间，增加发电量，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风力发电机电动叶片锁紧装置，包括机械配件以及与机械配件电控连接的电气系统，所述机械配件由电动推杆、叶片锁定销、锁定挡块、锁定销套筒、固定底板、螺纹推杆和推杆支架组成；所述锁定挡块采用螺栓、螺钉与变桨轴承固定，锁定销套筒固定焊接在推杆支架上，锁定销套筒连同推杆支架通过螺栓与固定底板连接，固定底板通过螺栓固定在轮毂上；所述电动推杆安装在推杆支架中，电动推杆的两端分别通过销轴与螺纹推杆、叶片锁定销连接；
6.所述电气系统由叶片锁控制器、叶片锁控制柜、机舱交换机、塔基交换机、中央控制服务器和远程监控模块组成；所述叶片锁控制柜与电动推杆电连接，叶片锁控制柜的信号输出端通过滑环与叶片锁控制器电连接，叶片锁控制器设置在机舱内，并通过机舱交换机及环网光纤与塔基内的塔基交换机建立信号连接；所述塔基交换机通过环网交换机及环网光纤与中央控制服务器通讯连接。
7.优选的，所述叶片锁定销与锁定挡块采用锥面配合。
8.优选的，所述叶片锁控制器和叶片锁控制柜均通过plc编程控制。
9.优选的，所述机械配件与电气系统之间通过远程监控模块建立通讯连接。
10.优选的，所述电动推杆自带位置传感器与叶片锁控制柜建立信号连接。
11.优选的，所述推杆支架与固定底板采用螺栓连接。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
13.1、本风力发电机电动叶片锁紧装置，利用风电场的光纤环网，在中控室通过集中监控软件实现对风电场各机组叶片锁的控制和观察。
14.2、本风力发电机电动叶片锁紧装置，在轮毂内部增加一个单独的电控箱，用于自动叶片锁定装置的控制。
15.3、本风力发电机电动叶片锁紧装置，在轮毂内每个叶片根部各安装一个风力发电机组电动叶片锁紧结构，单独执行锁定命令。变桨轴承叶根位置增加单独的锁定挡块，用叶根螺栓进行固定，用于自动装置的锁定：实现自动锁定装置只能在顺桨位置进行锁定，在其他位置及时锁定销异常伸出也不能锁定叶片，降低雷电引起电动推杆误动作带来的风险。
16.4、本风力发电机电动叶片锁紧装置，自动叶片锁定装置增加手动锁定功能，在电动装置故障时，可以人工手动锁定叶片。
17.5、本风力发电机电动叶片锁紧装置，利用轮毂上的工艺孔将叶片锁紧装置直接安装在轮毂本体上，不破坏轮毂本身的结构，优化了整体布局，结构简单，操作方便。当实际风速超出设计范围的极端情况下，主控系统对电动推杆进行供电和控制，实现叶片远程自动锁定。
18.6、本风力发电机电动叶片锁紧装置，在保证安全的基础上，为降低台风工况下的维护工作量，开发自动叶片锁定，远程控制进行叶片锁定，减少人工登塔操作工作量；同时缩短维护操作时间，延长机组发电时间，增加发电量。
附图说明
19.图1为本发明的机械配件整体结构示意图；
20.图2为本发明图1的正视图；
21.图3为本发明图1的侧视图；
22.图4为本发明图1的俯视图；
23.图5为本发明的电气系统模块连接图；
24.图6为本发明的整体框架模块图。
25.图中：1、机械配件；101、螺纹推杆；102、推杆支架；103、电动推杆；104、叶片锁定销；105、固定底板；106、锁定挡块；107、锁定销套筒；2、电气系统；201、叶片锁控制器；202、叶片锁控制柜；203、机舱交换机；204、中央控制服务器；205、远程监控模块；206、滑环；207、环网光纤；208、塔基交换机；209、环网交换机；3、轮毂；4、机舱；5、塔基。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-4，一种风力发电机电动叶片锁紧装置，包括机械配件1以及与机械配件1电控连接的电气系统2，机械配件1由电动推杆103、叶片锁定销104、锁定挡块106、锁定销套筒107、固定底板105、螺纹推杆101和推杆支架102组成；锁定挡块106采用螺栓、螺钉与变桨轴承固定，锁定销套筒107固定焊接在推杆支架102上，锁定销套筒107连同推杆支架102通过螺栓与固定底板105连接，固定底板105通过螺栓固定在轮毂3上，叶片锁定销104可以在锁定销套筒107的销孔中上下伸缩；所述电动推杆103安装在推杆支架102中，电动推杆103的两端分别通过销轴与螺纹推杆101、叶片锁定销104连接。
28.请参阅图5-6，其中，电气系统2由叶片锁控制器201、叶片锁控制柜202、机舱交换
机203、塔基交换机208、中央控制服务器204和远程监控模块205组成；叶片锁控制柜202与电动推杆103电连接，叶片锁控制柜202的信号输出端通过滑环206与叶片锁控制器201电连接，叶片锁控制器201设置在机舱4内，并通过机舱交换机203及环网光纤207与塔基5内的塔基交换机208建立信号连接；塔基交换机208通过环网交换机209及环网光纤207与中央控制服务器204通讯连接。
29.在上述实施例中，叶片锁定销104在锁定销套筒107的销孔中伸出和缩回，通过卡入锁定挡块106的销孔中实现锁定和解锁。
30.在上述实施例中，叶片锁定销104与锁定挡块106采用锥面配合，能够自锁且能减小回退力。
31.在上述实施例中，既可通过松开螺纹推杆101上的螺母驱动螺纹推杆101，实现手动锁定叶片，又可通过电动控制推动电动推杆103和叶片锁定销104整体移动，实现电动锁定叶片。
32.在上述实施例中，叶片锁控制器201和叶片锁控制柜202均通过plc编程控制，通过叶片锁控制器201和叶片锁控制柜202的供电和信号控制实现变桨。
33.在上述实施例中，机械配件1与电气系统2之间通过远程监控模块205建立通讯连接，远程监控模块205可为监控摄像头或相应的监控软件。
34.在上述实施例中，电动推杆103采用轻型电动杆驱动，24v电源电压，1.6a电流，通电即动作，到位后断电停止且能自锁，电动推杆103自带位置传感器与叶片锁控制柜202建立信号连接。
35.在上述实施例中，推杆支架102与固定底板105采用螺栓连接，方便维护。
36.工作原理：本风力发电机电动叶片锁紧装置，当实际风速超出设计范围的极端情况(超强台风)时，立即进入抗台风模式，中央控制服务器204通过远程监控模块205，利用环网光纤207、交换机、叶片锁控制器201给电动推杆103一个信号，将叶片锁定销104穿入锁定挡块106中，防止桨叶发生转动，从而起到锁紧桨叶的作用；台风过后，风机撤出抗台风模，此时，电动推杆103接收到中央控制服务器204信号，叶片锁定销104退出锁定挡块106，风机进入正常运行状态。
37.为了进一步更好解释本发明，将本风力发电机电动叶片锁紧装置，在广东粤电湛江风力发电有限公司101台1.5mw、2mw风机上率先使用，经过严格测试，当台风来临或退去时，每台风机都能瞬时接收到信号，将叶片锁定销104准确推入或退出锁定挡块106中，从而起到锁紧或解锁桨叶的作用，达到防台风的效果，同时，当风机出现变桨电机故障、变桨齿轮箱维修更换时，对风轮桨叶进行机械锁定，防止其转动，保证风机维护工作的安全性。
38.综上所述：本风力发电机电动叶片锁紧装置，利用风电场的环网光纤207，在中央控制服务器204通过远程监控模块205实现对风电场各机组叶片锁的控制和观察；通过在轮毂3内部增加一个单独的叶片锁控制柜202，用于自动叶片锁定装置的控制；在轮毂3内每个叶片根部各安装一个风力发电机组电动叶片锁紧结构，单独执行锁定命令，变桨轴承叶根位置增加单独的锁定挡块106用叶根螺栓进行固定，用于自动装置的锁定：实现自动锁定装置只能在顺桨位置进行锁定，在其他位置及时锁定销异常伸出也不能锁定叶片，降低雷电引起电动推杆103误动作带来的风险；其次，自动叶片锁定装置增加了手动锁定功能，在电动装置故障时，可以人工手动锁定叶片；利用轮毂3上的工艺孔将叶片锁紧装置直接安装在
轮毂3本体上，不破坏轮毂3本身的结构，优化了整体布局，结构简单，操作方便，当实际风速超出设计范围的极端情况(超强台风)下，主控系统对电动推杆进行供电和控制，实现叶片远程自动锁定。
39.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。