一种风力发电运维管理系统的制作方法

1.本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电运维管理系统。


背景技术：

2.把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。风力发电机是将风能转化为电能的装置，主要由叶片，发电机，机械部件和电气部件组成。
3.在风力发电机运行的过程中，除了风力发电机本身的发电性能以外，通常还需要一套运维管理系统来管理风力发电机的整体运行，这样不仅能保证风力发电机本身的稳定性，同时还能很好的发现风力发电机的故障问题，并进行解决。
4.现有技术中，风力发电机的运维管理系统主要着重于监控风力发电机本身内部的电路系统运行情况，但是在风力发电机运行过程中，除了自身故障带来的问题以外，还需要面对外部的危险。例如，当风力过大时，会带动风力发电机的扇叶进行高速旋转，这种高速旋转很容易导致风力发电机的扇叶损毁，从而导致整个风力发电机的损毁，因此，目前风力发电机大多在遇到强风的时候大多会采用锁死扇叶的方式来避免扇叶转速过快。但是，风力发电机的扇叶仍然有较大的迎风面，如果扇叶直面风向，风力对扇叶产生的推力仍然会对扇叶造成巨大的影响，使扇叶存在折断的风险。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种风力发电运维管理系统，解决现有技术中，风力发电机在强风情况下，扇叶容易折断的问题。
6.为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种风力发电运维管理系统，包括风力发电机和控制系统，发电机本体包括机头和立柱，机头通过转动轴转动安装于立柱的顶端，机头的正面转动设置有扇叶，机头内设置有发电机，发电机和扇叶通过传动轴传动相连，控制系统包括控制端、若干个风向传感器和风速传感器，若干个风向传感器和风速传感器分布设置于发电机本体的周围；立柱内设置有用于调整机头朝向的调向机构；调向机构、风向传感器和风速传感器均与控制端相连。
7.进一步的技术方案是，调向机构包括主齿轮、转向电机和调向齿轮，立柱内设置有转动腔，立柱的顶部设置有和转动腔相连通的第一转动孔，转动轴竖向设置于机头的底部；主齿轮水平转动设置于转动腔内，主齿轮上侧的中部设置有安装孔，转动轴从第一转动孔插入转动腔内，并且在转动腔内插入安装孔内和安装孔固定相连；转向电机安装于主齿轮的一侧，调向齿轮安装于转向电机的输出轴上，并且调向齿轮和主齿轮相啮合。
8.更进一步的技术方案是，主齿轮通过转动杆安装于转动腔内，转动腔的腔底设置
有第二转动孔，转动杆的上端和主齿轮的下侧同轴相连，转动杆的下端插入第二转动孔内，并且和第二转动孔转动相连。
9.更进一步的技术方案是，转动腔的腔底环绕第二转动孔设置有第一环形槽，主齿轮的下侧环绕转动杆设置有和第一环形槽相匹配的第二环形槽，第一环形槽和第二环形槽之间滚动设置有若干个滚珠。
10.更进一步的技术方案是，机头的下侧环绕转动轴设置有挡板，机头安装于立柱上时，挡板的内壁滑动贴合于立柱上端的外壁。
11.更进一步的技术方案是，转向电机为伺服电机，伺服电机通过伺服电机控制器和控制端相连。
12.更进一步的技术方案是，转动腔的腔壁上设置有伸缩式气缸，伸缩式气缸的伸缩杆朝向主齿轮的侧面，并且伸缩杆朝向主齿轮的一端设置有和主齿轮相匹配的齿口；伸缩式气缸沿转动腔的腔壁设置有若干个。
13.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：1、通过设置若干个风向传感器和风速传感器，能够在风抵达到风力发电机之前就采集到风速和风向信息，并且将这些信息传递给控制端；2、通过设置调向机构，能够在风速安全的时候，通过调向机构使机头正面迎风，从而使风带动扇叶转动，从而进行发电；而当风速持续增大，逐渐要突破危险风速的时候，通过控制端来控制转向机构带动机头转动，使机头侧面迎风，从而使机头的扇叶侧面迎风，这样有利于减少扇叶的迎风面，从而降低强风对风力发电机的危害。
附图说明
14.图1为本发明一种风力发电运维管理系统的整体示意图。
15.图2为本发明一种风力发电运维管理系统的风力发电机局部剖面示意图。
16.图3为图2中标记a处的局部放大示意图。
17.图标：1-机头，2-立柱，3-转动轴，4-发电机，5-传动轴，6-风向传感器，7-风速传感器，8-主齿轮，9-转向电机，10-调向齿轮，11-转动腔，12-第一转动孔，13-安装孔，14-转动杆，15-第二转动孔，16-第一环形槽，17-第二环形槽，18-滚珠，19-挡板，20-伸缩式气缸。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.图1至图3所示为本发明的实施例。
20.实施例1：如图1、2所示，一种风力发电运维管理系统，包括风力发电机和控制系统，发电机4本体包括机头1和立柱2，机头1通过转动轴3转动安装于立柱2的顶端，机头1的正面转动设置有扇叶，机头1内设置有发电机4，发电机4和扇叶通过传动轴5传动相连，控制系统包括控制端、若干个风向传感器6和风速传感器7，若干个风向传感器6和风速传感器7分布设置于发电机4本体的周围；立柱2内设置有用于调整机头1朝向的调向机构；调向机构、风向传感器6和风速传感器7均与控制端相连。通过设置若干个风向传感器6和风速传感器7，能够在
风抵达到风力发电机之前就采集到风速和风向信息，并且将这些信息传递给控制端。通过设置调向机构，能够在风速安全的时候，通过调向机构使机头1正面迎风，从而使风带动扇叶转动，从而进行发电；而当风速持续增大，逐渐要突破危险风速的时候，通过控制端来控制转向机构带动机头1转动，使机头1侧面迎风，从而使机头1的扇叶侧面迎风，这样有利于减少扇叶的迎风面，从而降低强风对风力发电机的危害。
21.实施例2：在实施例1的基础上如图3所示，调向机构包括主齿轮8、转向电机9和调向齿轮10，立柱2内设置有转动腔11，立柱2的顶部设置有和转动腔11相连通的第一转动孔12，转动轴3竖向设置于机头1的底部；主齿轮8水平转动设置于转动腔11内，主齿轮8上侧的中部设置有安装孔13，转动轴3从第一转动孔12插入转动腔11内，并且在转动腔11内插入安装孔13内和安装孔13固定相连；转向电机9安装于主齿轮8的一侧，调向齿轮10安装于转向电机9的输出轴上，并且调向齿轮10和主齿轮8相啮合。这样的设置，当需要调整机头1朝向的时候，通过控制端控制转向电机9来带动调向齿轮10转动，从而通过齿轮传动的方式带动主齿轮8转动，从而通过主齿轮8带动机头1调整方向，进而使扇叶能够在发电的时候对准迎风面，以及在需要锁紧的时候扇叶的时候，通过转向电机9来带动机头1转动，使扇叶侧面迎风，从而有效减小风力对扇叶造成的影响。
22.主齿轮8通过转动杆14安装于转动腔11内，转动腔11的腔底设置有第二转动孔15，转动杆14的上端和主齿轮8的下侧同轴相连，转动杆14的下端插入第二转动孔15内，并且和第二转动孔15转动相连。通过设置第二转动孔15，能够很好的提升主齿轮8在安装腔内安装的稳定性，避免主齿轮8在正常运转的时候发生偏移或者倾斜，导致整个风力发电机故障。
23.转动腔11的腔底环绕第二转动孔15设置有第一环形槽16，主齿轮8的下侧环绕转动杆14设置有和第一环形槽16相匹配的第二环形槽17，第一环形槽16和第二环形槽17之间滚动设置有若干个滚珠18。这样的设置，通过第一环形槽16和第二环形槽17配合滚珠18进一步提升了主齿轮8在安装腔内安装的稳定性以及在转动时的稳定性。借助讴歌度滚珠18的配合，能够使主齿轮8转动的时候更加的顺滑。
24.实施例3：在前述实施例的基础上，机头1的下侧环绕转动轴3设置有挡板19，机头1安装于立柱2上时，挡板19的内壁滑动贴合于立柱2上端的外壁。通过设置挡板19，能够对机头1和立柱2之间的缝隙起到保护作用，避免在下雨天的时候，雨水顺着那些缝隙进入到立柱2内部，对立柱2内部的主齿轮8、转向电机9等造成损伤。
25.转向电机9为伺服电机，伺服电机通过伺服电机控制器和控制端相连。采用伺服电机能够更加精准的控制转向电机9的转动，从而控制整个机头1转动的角度。
26.实施例4：在前述实施例的基础上，如图3所示，转动腔11的腔壁上设置有伸缩式气缸20，伸缩式气缸20的伸缩杆朝向主齿轮8的侧面，并且伸缩杆朝向主齿轮8的一端设置有和主齿轮8相匹配的齿口；伸缩式气缸20沿转动腔11的腔壁设置有若干个。这样的设置，当通过转向电机9调整好整个机头1的位置以后，通过启动伸缩式气缸20来推出伸缩杆，使伸缩杆上的齿口和主齿轮8相啮合，这样就能够固定住主齿轮8，避免主齿轮8因为外力作用而转动。伸缩式气缸20也由控制端进行控制。
27.尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本技术公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

技术特征：
1.一种风力发电运维管理系统，包括风力发电机和控制系统，所述发电机（4）本体包括机头（1）和立柱（2），所述机头（1）通过转动轴（3）转动安装于所述立柱（2）的顶端，所述机头（1）的正面转动设置有扇叶，所述机头（1）内设置有发电机（4），所述发电机（4）和扇叶通过传动轴（5）传动相连，其特征在于，所述控制系统包括控制端、若干个风向传感器（6）和风速传感器（7），若干个所述风向传感器（6）和风速传感器（7）分布设置于所述发电机（4）本体的周围；所述立柱（2）内设置有用于调整机头（1）朝向的调向机构；所述调向机构、风向传感器（6）和风速传感器（7）均与所述控制端相连。2.根据权利要求1所述的一种风力发电运维管理系统，其特征在于：所述调向机构包括主齿轮（8）、转向电机（9）和调向齿轮（10），所述立柱（2）内设置有转动腔（11），所述立柱（2）的顶部设置有和转动腔（11）相连通的第一转动孔（12），所述转动轴（3）竖向设置于所述机头（1）的底部；所述主齿轮（8）水平转动设置于所述转动腔（11）内，所述主齿轮（8）上侧的中部设置有安装孔（13），所述转动轴（3）从所述第一转动孔（12）插入所述转动腔（11）内，并且在转动腔（11）内插入所述安装孔（13）内和安装孔（13）固定相连；所述转向电机（9）安装于所述主齿轮（8）的一侧，所述调向齿轮（10）安装于所述转向电机（9）的输出轴上，并且所述调向齿轮（10）和所述主齿轮（8）相啮合。3.根据权利要求2所述的一种风力发电运维管理系统，其特征在于：所述主齿轮（8）通过转动杆（14）安装于所述转动腔（11）内，所述转动腔（11）的腔底设置有第二转动孔（15），所述转动杆（14）的上端和所述主齿轮（8）的下侧同轴相连，所述转动杆（14）的下端插入所述第二转动孔（15）内，并且和所述第二转动孔（15）转动相连。4.根据权利要求3所述的一种风力发电运维管理系统，其特征在于：所述转动腔（11）的腔底环绕所述第二转动孔（15）设置有第一环形槽（16），所述主齿轮（8）的下侧环绕所述转动杆（14）设置有和第一环形槽（16）相匹配的第二环形槽（17），所述第一环形槽（16）和第二环形槽（17）之间滚动设置有若干个滚珠（18）。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种风力发电运维管理系统，其特征在于：所述机头（1）的下侧环绕所述转动轴（3）设置有挡板（19），所述机头（1）安装于所述立柱（2）上时，所述挡板（19）的内壁滑动贴合于所述立柱（2）上端的外壁。6.根据权利要求2所述的一种风力发电运维管理系统，其特征在于：所述转向电机（9）为伺服电机，所述伺服电机通过伺服电机控制器和所述控制端相连。7.根据权利要求2所述的一种风力发电运维管理系统，其特征在于：所述转动腔（11）的腔壁上设置有伸缩式气缸（20），所述伸缩式气缸（20）的伸缩杆朝向所述主齿轮（8）的侧面，并且所述伸缩杆朝向所述主齿轮（8）的一端设置有和主齿轮（8）相匹配的齿口；所述伸缩式气缸（20）沿所述转动腔（11）的腔壁设置有若干个。

技术总结
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电运维管理系统，包括风力发电机和控制系统，发电机本体包括机头和立柱，机头通过转动轴转动安装于立柱的顶端，机头的正面转动设置有扇叶，机头内设置有发电机，发电机和扇叶通过传动轴传动相连，控制系统包括控制端、若干个风向传感器和风速传感器，若干个风向传感器和风速传感器分布设置于发电机本体的周围；立柱内设置有用于调整机头朝向的调向机构；调向机构、风向传感器和风速传感器均与控制端相连。解决现有技术中，风力发电机在强风情况下，扇叶容易折断的问题。扇叶容易折断的问题。扇叶容易折断的问题。


技术研发人员：毕衍鹏 刘智广 季一波 李雪峰 马美英 穆汉琳 张喻翔 王启媛 乔俊芳
受保护的技术使用者：内蒙古智慧运维新能源有限公司
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/5/11