CN103034271B - 风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置 - Google Patents

风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置，属于新能源发电设备技术领域，包括：电源模块、温度传感器、湿度传感器、用于接收温度传感器和湿度传感器的监测信号，并对监测信号进行分析处理的控制模块、以及用于接收控制模块发送的控制指令，并根据控制指令产生热能的加热模块；其中：温度传感器和湿度传感器的信号输出端子通过模数转换器与控制模块的数字量输入端子电连接；控制模块的信号输出端子与控制模块电连接。本电控装置根据风力发电机叶片周边的温度和湿度信息，进而利用控制模块实现对加热模块的智能化控制，因此可以防止风力发电机叶片产生凝冻、结冰的现象，保证了风力发电叶片的气动性，提高了风力发电机叶片的工作效率。

Description

风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置
技术领域
本发明属于新能源发电设备技术领域，特别是涉及一种风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置。
背景技术
众所周知，随着能源问题的日益紧张，风能作为一种新型的清洁能源越来越受到人们的重视；由于我国东北、华北和西北地区风能资源丰富，因此，目前，全国装机总容量的70%分布于上述地区；显而易见，上述地区存在一个共同的特征就是冬季气温比较低，最低温度甚至低于零下30摄氏度，因此低温问题是这些地区风力发电机所面临的一个共同问题；通过长期的实践环节发现，上述地区的风力发电机存在如下的缺陷：一、当外界环境温度较低时，经常会发生凝冻天气，特别是在冬季下雨或下雪气象条件下，风力发电机叶片上的积冰和叶片内部凝冻，结果导致风力发电机叶片的气动性能改变，风轮转子运动不平衡，从而增大风力发电机的负荷，甚至导致风力发电机叶片壳体涨裂的缺陷；二、低温工况会导致发电机组运行零部件性能下降，同时造成维修比较麻烦。因此，设计一种具有智能加热功能的风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置显得尤为重要。
发明内容
本发明的发明目的是：如何减小低温环境对风力发电机叶片造成的负面影响；提出一种具有智能加热功能的风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置，包括：
为所述电控装置提供电能的电源模块；
对所述风力发电机叶片外部、内部温度进行监测的温度传感器；
对所述风力发电机叶片外部、内部湿度进行监测的湿度传感器；
用于接收所述温度传感器和所述湿度传感器的监测信号，并对所述监测信号进行分析处理的控制模块；
以及接收所述控制模块发送的控制指令，并根据所述控制指令产生热能的加热模块；
其中：所述温度传感器和所述湿度传感器的信号输出端子通过模数转换器与所述控制模块的数字量输入端子电连接；所述控制模块的信号输出端子与所述控制模块电连接。
作为优选方案，本发明还采用了如下技术方案：
所述加热模块包括：励磁单元和感应单元。
所述励磁单元为励磁线圈，所述感应单元为具有导磁性能的金属网；所述控制模块通过达林顿阵列与所述励磁线圈电连接。
所述金属网的网线直径不小于2mm，金属网的网格间距不大于10mm。
所述控制模块为STC89C52单片机。
所述电源模块的输入端子通过二级碳刷与风力发电机的电源输出端子电连接，所述电源模块的输出端子通过多路开关与所述控制模块电连接。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.通过采用上述技术方案，本发明可以根据风力发电机叶片周边的温度和湿度信息，即根据天气信息，进而利用控制模块实现对加热模块的智能化控制，因此可以有效地防止风力发电机叶片产生凝冻、结冰的现象，保证了风力发电叶片的气动性，使风力发电机叶片提高了工作效率，同时可以降低了风力发电机的故障率。
2.由于本发明利用金属网作为加热元件，因此可以很好地保证加热的均匀性；同时由于金属网为面加热，因此相比于点加热而言，具有更好的加热效率。
附图说明
图1是本发明较佳具体实施例的结构示意图；
图2是本发明较佳具体实施例的电路图。
其中：1、电源模块；2、温度传感器；3、湿度传感器；4、模数转换器；5、控制模块；6、达林顿阵列；7、加热模块；7-1、励磁单元；7-2、感应单元。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1、图2，一种风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置，包括：电源模块1、温度传感器2、湿度传感器3、模数转换器4、控制模块5、达林顿阵列6、以及加热模块7；其中：加热模块7包括：励磁单元7-1和感应单元7-2；电源模块1为电控装置提供电能，电源模块1的输入端子通过二级碳刷与风力发电机的电源输出端子电连接，电源模块1的输出端子通过多路开关与控制模块5电连接；控制模块5为整个电控装置的核心控制元件，控制模块5用于接收温度传感器2和湿度传感器3的监测信号，并对上述监测信号进行分析处理；控制模块5可以为单片机、微处理器、PLC等具有逻辑判断与数据分析处理能力的电子设备，在本具体实施例中，控制模块5选用的是STC89C52单片机，温度传感器2用于对风力发电机叶片外部、内部温度进行监测；湿度传感器3用于对所述风力发电机叶片外部、内部湿度进行监测；温度传感器2和湿度传感器3将监测到的模拟信号通过模数转换器转变为数字信号后发送给STC89C52单片机的数字量输入端子；在本具体实施例中，励磁单元7-1为励磁线圈，感应单元7-2为具有导磁性能的金属网；STC89C52单片机通过达林顿阵列6与励磁线圈电连接。
作为优选：金属网的网线直径不小于2mm，金属网的网格间距不大于10mm。
本发明中的风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置，采用非接触式加热方式，通过感应单元7-2产生的热能进而为风力发电机叶片提供热能，使风力发电机叶片的内壁和外壁免于凝冻；同时在积冰的时候，可以加速冰雪融化的速率，从而使得风力发电机片保持其气动性，降低了风力发电机的故障率。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (1)

1.一种风力发电机叶片的防凝冻抗积冰电控装置，其特征在于：包括：
为所述电控装置提供电能的电源模块(1)；所述电源模块(1)的输入端子通过二级碳刷与风力发电机的电源输出端子电连接，所述电源模块(1)的输出端子通过多路开关与控制模块电连接；
对所述风力发电机叶片外部、内部温度进行监测的温度传感器(2)；
对所述风力发电机叶片外部、内部湿度进行监测的湿度传感器(3)；
用于接收所述温度传感器(2)和所述湿度传感器(3)的监测信号，并对所述监测信号进行分析处理的控制模块(5)；所述控制模块(5)为STC89C52单片机；
以及接收所述控制模块(5)发送的控制指令，并根据所述控制指令产生热能的加热模块(7)；所述加热模块(7)包括：励磁单元(7-1)和感应单元(7-2)；所述励磁单元(7-1)为励磁线圈，所述感应单元(7-2)为具有导磁性能的金属网；所述控制模块(5)通过达林顿阵列与所述励磁线圈电连接；所述金属网的网线直径不小于2mm，金属网的网格间距不大于10mm；
其中：所述温度传感器(2)和所述湿度传感器(3)的信号输出端子通过模数转换器(4)与所述控制模块(5)的数字量输入端子电连接；所述控制模块(5)的信号输出端子与所述控制模块(5)电连接。
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