一种风力发电机组风轮锁定装置的制作方法

1.本实用新型属于风力发电机组维护技术领域，尤其是一种风力发电机组风轮锁定装置。


背景技术：

2.当风力发电机组变桨控制系统出现故障的时候，维护人员需要进入轮毂内部进行系统故障排查以及备件更换等工作。因此为了保证维护人员的人身安全，进入轮毂前必须要将风轮位置锁定，防止风速增大后风轮旋转，对维护人员的人身安全造成威胁。早期风力发电机组采用的是人工观察的方法进行风轮锁定，即当需要进入到轮毂作业时，维护人员a在机舱前端观察风轮位置，当低速轴风轮锁定孔到达风轮锁定销位置时，维护人员a告知机舱后端的维护人员b启动高速轴刹车装置，实现高速轴制动，风轮停止旋转。然后低速轴风轮锁定孔对准风轮锁定销，启动低速轴风轮锁销控制装置，风轮锁定销推入风轮锁定孔，实现低速轴风轮制动锁定。同时，当风速较小，风轮长时间不旋转导致风轮锁定孔和风轮锁定销位置对不上时，此时还需要维护人c在塔下操作机组将桨叶从90
°
位置开桨到一定角度，此时风轮在风的推动下开始旋转。当低速轴风轮锁定孔到达风轮锁定销位置时，维护人员a再告知机舱后端的维护人员b启动高速轴刹车装置，实现高速轴制动，风轮停止旋转。然后维护人员c在塔下操作将桨叶恢复至90
°
位置。最后锁定低速轴风轮。
3.目前这种风轮锁定方法存下如下局限性：一般需要3个维护人员同时操作，相互配合才能完成。而且人工观察风轮锁定孔和风轮锁定销的位置误差较大，有时候需要反复操作多次才能将风轮锁定，大大降低了现场的工作效率。


技术实现要素：

4.为了克服已有技术的不足，为了解决现有风轮锁定方法过于耗费人工、工作效率低的问题，本实用新型提出一种风力发电机组风轮锁定装置，实现风轮自动锁定，减少人工数量和提高工作效率，保证维护人员的人身安全。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种风力发电机组风轮锁定装置，包括主控、变桨控制系统、风轮、低速轴锁定装置、高速轴锁定装置和风轮位置检测装置，所述主控与风轮位置检测装置、低速轴锁定装置、高速轴锁定装置、变桨控制系统连接，所述主控包括用于根据风轮位置检测装置的反馈信号控制低速轴锁定装置和高速轴锁定装置动作的锁定控制模块，以及用于根据风轮转速情况判断机组在停机状态是否开桨到一定的安全角度的开桨控制模块。
7.进一步，所述风轮设置有3个风轮锁定孔，第1桨叶风轮锁定孔、第2桨叶风轮锁定孔和第3桨叶风轮锁定孔分别位于第1桨叶、第2桨叶、第3桨叶的正下方，3个风轮锁定孔两两夹角均为120
°
；在风轮锁定销和风轮锁定孔位重合的位置安装一个接近开关，用于检测风轮锁定销是否完全进入风轮锁定孔。
8.所述风轮位置检测装置设置有6个接近开关，分别为：第1桨叶接近开关安装在第1
桨叶风轮锁定孔的径向外侧；第2桨叶第1接近开关安装在第2桨叶风轮锁定孔连线的径向外侧，第2桨叶第2接近开关安装在与第2桨叶第1接近开关夹角为2
°
的位置；第3桨叶第1接近开关安装在第3桨叶风轮锁定孔连线的径向外侧，第3桨叶第2接近开关和第3接近开关安装在与第3桨叶第1接近开关两侧夹角均为2
°
的位置；所述风轮位置检测装置同时设置三块接近开关挡板，分别为：第1接近开关挡板，安装在风轮锁定销正下方；第2接近开关挡板和第3接近开关挡板安装在第1接近开关挡板两侧；当接近开关旋转至接近开关挡板位置时，接近开关信号发生变化后，风轮位置检测装置发送风轮位置状态信息至主控。
9.再进一步，所述高速轴锁定装置包括高速轴制动夹钳、高速轴刹车盘、油缸、集成块、油泵和电机，高速轴锁定装置收到主控指令后，电机带动油泵旋转，油泵吸油后打油，液压油通过集成块实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到油缸中，从而控制了高速轴制动夹钳夹紧和脱离高速轴刹车盘。
10.更进一步，所述低速轴锁定装置包括风轮锁定销、油缸、集成块、油泵和电机，低速轴锁定装置收到主控指令后，电机带动油泵旋转，油泵吸油后打油，液压油通过集成块实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到油缸中，从而控制了风轮锁定销的推入和退出。
11.本实用新型中，由于轮毂内部结构的特殊性，为了方便维护人员进入轮毂后能够正常作业，需要将风轮处于“y”字型状态时进行锁定，即风轮其中的一片桨叶垂直地面向下。维护人员通过主控给出风轮锁定指令后，主控通过风轮位置检测装置检测风轮当前位置，如果风轮转速过慢无法在较短时间内到达目标位置，主控则给出桨叶开桨指令，变桨控制系统收到指令后，控制桨叶开桨到一定的安全角度，风轮在风力的作用下开始旋转。当风轮到达目标位置后，主控桨叶顺桨指令，变桨控制系统收到指令后，控制桨叶顺桨至90
°
安全位置，风轮停止旋转。同时主控先发出高速轴锁定指令，高速轴锁定装置收到指令后，启动高速轴液压站，高速轴制动夹钳动作，夹紧高速轴刹车盘，将高速转轴锁定。然后主控再给出低速轴锁定指令，低速锁定装置收到指令后，启动低速轴液压站将风轮锁定销推入到风轮锁定孔内，最终实现高低速轴锁定功能。通过风轮锁定装置可以实现风轮自动锁定，能够大大提高现场维护工作效率，保证维护人员的人身安全。
12.本实用新型的有益效果主要表现在：通过风轮锁定装置可以实现风轮自动锁定，能够大大提高现场维护工作效率，保证维护人员的人身安全。
附图说明
13.图1是风力发电机组风轮锁定装置的结构简图；
14.图2是低速轴锁定装置结构简图；
15.图3是高速轴锁定装置结构简图；
16.图4是风轮位置检测装置结构简图；
17.其中，1、第1桨叶风轮锁定孔；2、第2桨叶风轮锁定孔；3、第3桨叶风轮锁定孔；4、第1桨叶接近开关；5、第2桨叶第1接近开关；6、第2桨叶第2接近开关；7、第3桨叶第1接近开关；8、第3桨叶第2接近开关；9、第3桨叶第3接近开关；10、第1接近开关挡板；11、第2接近开关挡板；12、第3接近开关挡板。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
19.参照图1～图4，一种风力发电机组风轮锁定装置，包括主控、变桨控制系统、风轮、低速轴锁定装置、高速轴锁定装置和风轮位置检测装置，所述主控与风轮位置检测装置、低速轴锁定装置、高速轴锁定装置、变桨控制系统连接，所述主控包括用于根据风轮位置检测装置的反馈信号控制低速轴锁定装置和高速轴锁定装置动作的锁定控制模块，以及用于根据风轮转速情况判断机组在停机状态是否开桨到一定的安全角度的开桨控制模块。当风轮转速过低时，桨叶开桨到一定的安全角度，风轮在风力的作用下开始旋转，风轮向目标锁定位置运动。
20.进一步，所述风轮设置有3个风轮锁定孔，分别位于第1桨叶、第2桨叶、第3桨叶的正下方，3个风轮锁定孔两两夹角均为120
°
，分别为第1桨叶风轮锁定孔1、第2桨叶风轮锁定孔2和第3桨叶风轮锁定孔3；在风轮锁定销和风轮锁定孔位重合的位置安装一个接近开关，用于检测风轮锁定销是否完全进入风轮锁定孔；所述风轮位置检测装置设置有6个接近开关，分别为：第1桨叶接近开关4安装在第1桨叶风轮锁定孔1的径向外侧；第2桨叶第1接近开关5安装在第2桨叶风轮锁定孔2的的径向外侧，第2桨叶第2接近开关6安装在与第2桨叶第1接近开关4夹角为2
°
的位置；第3桨叶第1接近开关7安装在第1桨叶风轮锁定孔3的的径向外侧，第3桨叶第2接近开关8和第3接近开关9安装在与第3桨叶第1接近开关7两侧夹角均为2
°
的位置；第1桨叶风轮锁定孔1、第2桨叶风轮锁定孔2和第3桨叶风轮锁定孔3位于以风轮轴为圆心的同一个圆上且等圆弧间隔设置，第1桨叶接近开关4、第2桨叶接近开关5和第3桨叶接近开关6也位于以风轮轴为圆心的同一个圆上且等圆弧间隔设置，三对桨叶接近开关和桨叶风轮锁定孔位于同一根半径上。
21.所述风轮位置检测装置同时设置三块接近开关挡板，分别为：第1接近开关挡板10，安装在风轮锁定销(即风轮底部与水平面相切的位置)正下方；第2接近开关挡板11和第3接近开关挡板12安装在第1接近开关挡板10两侧；当接近开关旋转至接近开关挡板位置时，接近开关信号发生变化后，风轮位置检测装置发送风轮位置状态信息至主控。
22.再进一步，所述高速轴锁定装置包括高速轴制动夹钳、高速轴刹车盘、油缸、集成块、油泵和电机，高速轴锁定装置收到主控指令后，电机带动油泵旋转，油泵吸油后打油，液压油通过集成块实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到油缸中，从而控制了高速轴制动夹钳夹紧和脱离高速轴刹车盘。
23.更进一步，所述低速轴锁定装置包括风轮锁定销、油缸、集成块、油泵和电机，低速轴锁定装置收到主控指令后，电机带动油泵旋转，油泵吸油后打油，液压油通过集成块实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到油缸中，从而控制了风轮锁定销的推入和退出。
24.本实施例中，由于轮毂内部结构的特殊性，为了方便维护人员进入轮毂后能够正常作业，需要将风轮处于“y”字型状态时进行锁定，即风轮其中的一片桨叶垂直地面向下。维护人员通过主控给出风轮锁定指令后，主控通过风轮位置检测装置检测风轮当前位置，如果风轮转速过慢无法在较短时间内到达目标位置，主控则给出桨叶开桨指令，变桨控制系统收到指令后，控制桨叶开桨到一定的安全角度，风轮在风力的作用下开始旋转。当风轮到达目标位置后，主控桨叶顺桨指令，变桨控制系统收到指令后，控制桨叶顺桨至90
°
安全
位置，风轮停止旋转。同时主控先发出高速轴锁定指令，高速轴锁定装置收到指令后，启动高速轴液压站，高速轴制动夹钳动作，夹紧高速轴刹车盘，将高速转轴锁定。然后主控再给出低速轴锁定指令，低速锁定装置收到指令后，启动低速轴液压站将风轮锁定销推入到风轮锁定孔内，最终实现高低速轴锁定功能。通过风轮锁定装置可以实现风轮自动锁定，能够大大提高现场维护工作效率，保证维护人员的人身安全。
25.本说明书的实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本实用新型构思所能想到的等同技术手段。

技术特征：
1.一种风力发电机组风轮锁定装置，其特征在于，所述风轮锁定装置包括主控、变桨控制系统、风轮、低速轴锁定装置、高速轴锁定装置和风轮位置检测装置，所述主控与风轮位置检测装置、低速轴锁定装置、高速轴锁定装置、变桨控制系统连接，所述主控包括用于根据风轮位置检测装置的反馈信号控制低速轴锁定装置和高速轴锁定装置动作的锁定控制模块，以及用于根据风轮转速情况判断机组在停机状态是否开桨到设定的安全角度的开桨控制模块。2.如权利要求1所述的一种风力发电机组风轮锁定装置，其特征在于，所述风轮设置有3个风轮锁定孔，第1桨叶风轮锁定孔、第2桨叶风轮锁定孔和第3桨叶风轮锁定孔分别位于第1桨叶、第2桨叶、第3桨叶的正下方，3个风轮锁定孔两两夹角均为120
°
；在风轮锁定销和风轮锁定孔位重合的位置安装一个接近开关，用于检测风轮锁定销是否完全进入风轮锁定孔。3.如权利要求2所述的一种风力发电机组风轮锁定装置，其特征在于，所述风轮位置检测装置设置有6个接近开关，分别为：第1桨叶接近开关安装在第1桨叶风轮锁定孔的径向外侧；第2桨叶第1接近开关安装在第2桨叶风轮锁定孔连线的径向外侧，第2桨叶第2接近开关安装在与第2桨叶第1接近开关夹角为2
°
的位置；第3桨叶第1接近开关安装在第3桨叶风轮锁定孔连线的径向外侧，第3桨叶第2接近开关和第3接近开关安装在与第3桨叶第1接近开关两侧夹角均为2
°
的位置；所述风轮位置检测装置同时设置三块接近开关挡板，分别为：第1接近开关挡板，安装在风轮锁定销正下方；第2接近开关挡板和第3接近开关挡板安装在第1接近开关挡板两侧；当接近开关旋转至接近开关挡板位置时，接近开关信号发生变化后，风轮位置检测装置发送风轮位置状态信息至主控。4.如权利要求1～3之一所述的一种风力发电机组风轮锁定装置，其特征在于，所述高速轴锁定装置包括高速轴制动夹钳、高速轴刹车盘、油缸、集成块、油泵和电机，高速轴锁定装置收到主控指令后，电机带动油泵旋转，油泵吸油后打油，液压油通过集成块实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到油缸中，从而控制了高速轴制动夹钳夹紧和脱离高速轴刹车盘。5.如权利要求1～3之一所述的一种风力发电机组风轮锁定装置，其特征在于，所述低速轴锁定装置包括风轮锁定销、油缸、集成块、油泵和电机，低速轴锁定装置收到主控指令后，电机带动油泵旋转，油泵吸油后打油，液压油通过集成块实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到油缸中，从而控制了风轮锁定销的推入和退出。

技术总结
一种风力发电机组风轮锁定装置，包括主控、变桨控制系统、风轮、低速轴锁定装置、高速轴锁定装置和风轮位置检测装置，所述主控与风轮位置检测装置、低速轴锁定装置、高速轴锁定装置、变桨控制系统连接，所述主控包括用于根据风轮位置检测装置的反馈信号控制低速轴锁定装置和高速轴锁定装置动作的锁定控制模块，以及用于根据风轮转速情况判断机组在停机状态是否开桨到一定的安全角度的开桨控制模块。本实用新型提出一种风力发电机组风轮锁定装置，实现风轮自动锁定，减少人工数量和提高工作效率，保证维护人员的人身安全。保证维护人员的人身安全。保证维护人员的人身安全。


技术研发人员：林周泉 柳黎明 杨丛铣 李浩源 张鹤
受保护的技术使用者：浙江运达风电股份有限公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2023/6/8