專利名稱：中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)安全控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng) 安全控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全控制存在諸多隱患，主要體現(xiàn)如下方面 (1)不能實(shí)現(xiàn)大風(fēng)工況下的可靠停機(jī)，現(xiàn)有制動(dòng)機(jī)構(gòu)多為安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)低速軸上的鼓 式或盤式制動(dòng)器，由于制動(dòng)力矩有限，不能實(shí)現(xiàn)在大風(fēng)工況下的安全制動(dòng)，僅僅可以作為一 種停機(jī)維護(hù)的鎖定裝置。( 壽命短，由于制動(dòng)力矩有限，大風(fēng)工況下停機(jī)造成制動(dòng)蹄摩擦 材料磨損嚴(yán)重，更換頻繁。(3)可靠性低，由于不能實(shí)現(xiàn)大風(fēng)工況下的可靠停機(jī)，頻頻造成風(fēng) 輪超速，電機(jī)燒毀的現(xiàn)象。(4)自動(dòng)化程度低，現(xiàn)有制動(dòng)系統(tǒng)多采用手動(dòng)，無法實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電 機(jī)的自動(dòng)開停機(jī)控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)安全控制系 統(tǒng)，該系統(tǒng)提供一種安全可靠、自動(dòng)化程度高的可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速10-30m/s大范圍 變化時(shí)能夠安全可靠運(yùn)行的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行情況、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)停機(jī)保護(hù) 和開機(jī)運(yùn)行。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)安全控制系統(tǒng)，由三個(gè)分系統(tǒng) 組成變槳距操縱與制動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型所述的變槳距操縱與制動(dòng)機(jī)構(gòu)由安裝在風(fēng)輪前端的同步機(jī)構(gòu)、貫穿電 機(jī)軸的變槳導(dǎo)桿、機(jī)艙里的齒輪機(jī)構(gòu)、制動(dòng)連桿、制動(dòng)器組成，機(jī)艙里的齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng) 變槳導(dǎo)桿牽引變槳距同步機(jī)構(gòu)將槳葉角度置于負(fù)值，齒輪機(jī)構(gòu)在變槳距操縱機(jī)構(gòu)到位后， 驅(qū)動(dòng)制動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪啟動(dòng)剎車，而在變槳操縱的過程中制動(dòng)剎車不啟動(dòng)。本實(shí)用新型所述的制動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)有電動(dòng)絞盤、電動(dòng)絞盤支架、滑輪、滑 塊、制動(dòng)鋼絲繩、制動(dòng)彈簧、位置傳感器組成，制動(dòng)鋼絲繩一端與變槳距操縱機(jī)構(gòu)的齒輪臂 相連，另一端通過滑輪與電動(dòng)絞車相連，滑輪兩側(cè)的滑塊在滑輪移動(dòng)時(shí)壓縮制動(dòng)彈簧，在制 動(dòng)起始與制動(dòng)到位處設(shè)置行程開關(guān)。本實(shí)用新型所述的自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)由控制器、風(fēng)速儀、行程開關(guān)信號(hào)、發(fā)電機(jī)電 壓傳感器、網(wǎng)電傳感器組成。其特征在于控制器檢測(cè)環(huán)境風(fēng)速信號(hào)、發(fā)電機(jī)電壓信號(hào)、網(wǎng)電 信號(hào)、行程開關(guān)信號(hào)等，并根據(jù)信號(hào)檢測(cè)情況啟動(dòng)電動(dòng)絞車執(zhí)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)停機(jī)和啟動(dòng)動(dòng) 作。本實(shí)用新型具有如下有益效果1、變槳距操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)在風(fēng)速過大時(shí)可以通過機(jī)艙內(nèi)的齒輪機(jī)構(gòu)將 葉片葉尖角度調(diào)整為負(fù)值使風(fēng)輪主動(dòng)失速而失去加速動(dòng)力，并產(chǎn)生促使風(fēng)輪停止的反向氣 動(dòng)阻力距。[0010]2、變槳距操縱機(jī)構(gòu)與制動(dòng)結(jié)構(gòu)聯(lián)動(dòng)設(shè)置實(shí)現(xiàn)了在風(fēng)速過高先將風(fēng)輪失速以解除 風(fēng)輪的動(dòng)力，然后進(jìn)行制動(dòng)，減小了制動(dòng)器摩擦材料的磨損，提高制動(dòng)器的壽命。3、制動(dòng)力檢測(cè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以控制制動(dòng)力的大小避免制動(dòng)過程中制動(dòng)力 過大造成制動(dòng)器磨損嚴(yán)重，電動(dòng)絞車過載的問題，提高系統(tǒng)的可靠性。4、自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)置可以實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，并可以在 風(fēng)速過高、設(shè)備故障、電網(wǎng)故障等非正常工況下進(jìn)行及時(shí)的停機(jī)保護(hù)；在條件情況滿足要求 時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、無人值守的功能。5、自動(dòng)安全控制系統(tǒng)自備電源的設(shè)置可以使得系統(tǒng)不依賴外部條件自動(dòng)控制風(fēng) 力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)停機(jī)，提高了機(jī)組的可靠性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。


圖1為本實(shí)用新型的自動(dòng)安全控制原理圖。圖2為本實(shí)用新型的安全制動(dòng)工作過程中，槳葉槳距調(diào)整時(shí)的角度圖示。圖3為本實(shí)用新型的安全制動(dòng)工作過程中，啟動(dòng)時(shí)的槳葉角度圖示。圖4為本實(shí)用新型的安全制動(dòng)工作過程中，運(yùn)行時(shí)的槳葉角度圖示。圖5為本實(shí)用新型的安全制動(dòng)工作過程中，制動(dòng)時(shí)的角度圖示。圖中，1.同步機(jī)構(gòu)；2.拉桿；3.調(diào)整彈簧；4.葉片安裝總成；5槳距控制導(dǎo)桿； 6.制動(dòng)器；7.槳距操縱機(jī)構(gòu)；8.制動(dòng)鋼絲繩；9.測(cè)力絞盤；10.安全系統(tǒng)控制器。
具體實(shí)施方式如
圖1至圖5所示，中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全控制系統(tǒng)包括同步機(jī)構(gòu)1、拉桿2、調(diào)整 彈簧3、葉片安裝總成4、槳距控制導(dǎo)桿5、制動(dòng)器6、槳距操縱機(jī)構(gòu)7、制動(dòng)鋼絲繩8、測(cè)力絞 盤9、安全系統(tǒng)控制器10。風(fēng)力發(fā)電機(jī)停機(jī)程序安全系統(tǒng)控制器10檢測(cè)環(huán)境風(fēng)速及系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，在風(fēng)力 發(fā)電機(jī)運(yùn)行環(huán)境及系統(tǒng)運(yùn)行異常時(shí)，發(fā)出風(fēng)力發(fā)電機(jī)停機(jī)指令，執(zhí)行安全制動(dòng)程序，測(cè)力絞 盤9的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)制動(dòng)鋼絲繩8向下運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)鋼絲繩8牽引槳距操縱機(jī)構(gòu)7的齒輪 支臂按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)槳距控制導(dǎo)桿5，槳距控制導(dǎo)桿5與同步機(jī)構(gòu)1剛性連接，同步 機(jī)構(gòu)1后移通過拉桿驅(qū)動(dòng)葉片安裝總成4按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，槳葉角度調(diào)整為負(fù)值，風(fēng)輪失速驅(qū) 動(dòng)力減小至0，此時(shí)變槳控制導(dǎo)桿5運(yùn)行至制動(dòng)位置，制動(dòng)器6啟動(dòng)產(chǎn)生制動(dòng)力矩，風(fēng)力發(fā) 電機(jī)停機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)重新啟動(dòng)運(yùn)行程序安全系統(tǒng)控制器10檢測(cè)環(huán)境風(fēng)速及系統(tǒng)工況參 數(shù)，符合風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)條件執(zhí)行如下開機(jī)程序，安全系統(tǒng)控制器10輸出開機(jī)指令，測(cè)力 絞盤9電機(jī)反轉(zhuǎn)，制動(dòng)鋼絲繩8松弛，制動(dòng)器6制動(dòng)力矩消失，在調(diào)整彈簧3復(fù)位，驅(qū)動(dòng)同步 機(jī)構(gòu)1反方向運(yùn)行，同步機(jī)構(gòu)1牽引拉桿2，葉片安裝總成4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，葉尖角度恢復(fù)到啟 動(dòng)狀態(tài)。本實(shí)用新型的中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)大風(fēng)保護(hù)、安 全停機(jī)、壽命長(zhǎng)、制動(dòng)器磨損小的特點(diǎn)，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)化程度高可實(shí)現(xiàn)無人值守。
權(quán)利要求1.中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)安全控制系統(tǒng)，包括同步機(jī)構(gòu)(1)、拉桿O)、調(diào)整彈簧(3)、 制動(dòng)器(6)和制動(dòng)鋼絲繩(8)，其特征在于其還包括葉片安裝總成0)、槳距控制導(dǎo)桿 (5)、槳距操縱機(jī)構(gòu)(7)、測(cè)力絞盤(9)和安全系統(tǒng)控制器(10)，安全系統(tǒng)控制器(10)通過 信號(hào)線與測(cè)力絞盤(9)相連接，安全系統(tǒng)控制器(10)通過制動(dòng)鋼絲繩(8)、槳距操縱機(jī)構(gòu) (7)、槳距控制桿(5)、同步機(jī)構(gòu)(1)、拉桿(2)與葉片安裝總成(4)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全控制系統(tǒng)，其特征在于葉片安裝總 成(4)上安裝有槳葉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全控制系統(tǒng)，其特征在于槳距操縱機(jī) 構(gòu)(7)與制動(dòng)器(6)聯(lián)動(dòng)，槳距操縱機(jī)構(gòu)(7)與槳葉通過機(jī)械裝置相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全控制系統(tǒng)，其特征在于槳距控制導(dǎo) 桿(5)通過具有中空結(jié)構(gòu)的電機(jī)軸，將槳葉的控制機(jī)構(gòu)與制動(dòng)系統(tǒng)相聯(lián)系。
專利摘要本實(shí)用新型涉及中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)安全控制系統(tǒng)，包括同步機(jī)構(gòu)、拉桿、調(diào)整彈簧、制動(dòng)器和制動(dòng)鋼絲繩，其還包括葉片安裝總成、槳距控制桿、槳距操縱機(jī)構(gòu)、測(cè)力絞盤和安全系統(tǒng)控制器，安全系統(tǒng)控制器輸出指令控制測(cè)力絞盤進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，通過制動(dòng)鋼絲繩、槳距操縱機(jī)構(gòu)、槳距控制桿、同步機(jī)構(gòu)、拉桿、葉片安裝總成控制槳葉角度按順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F03D7/04GK201925094SQ201120027809
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者劉光雙, 周彥高, 魯中間 申請(qǐng)人:青島安華新源風(fēng)電設(shè)備有限公司