CN105673349B - 风力发电机组叶轮盘车装置及盘车方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电机组叶轮盘车装置及盘车方法，风力发电机组包括发电机、塔筒、设置在塔筒上并能够绕塔筒的轴线方向转动的机舱、连接在机舱和塔筒之间的偏航机构、连接在机舱上且可绕发电机轴向方向转动的转子，风力发电机组叶轮盘车装置包括拉拽件，拉拽件的第一端连接在固定平台上，拉拽件的第二端可拆卸地与转子连接，机舱在偏航机构的带动下转动时，拉拽件使转子转动。该风力发电机组叶轮盘车装置无需设置额外的动力源，结构简单，提高了盘车效率，降低了盘车的成本。

Description

风力发电机组叶轮盘车装置及盘车方法

技术领域

本发明涉及风力发电机组用辅助设备领域，尤其涉及一种风力发电机组叶轮盘车装置及盘车方法。

背景技术

目前，风力发电机组在安装时，为了提高安装效率，一般采用每个叶片单独安装的方法，也就是常说的单叶片安装，但是在吊装过程中单独安装叶片，需要在叶轮不平衡状态下进行盘车。单独安装的具体方法为安装好一个叶片后，通过盘车装置驱动轮毂旋转120度，安装第二只叶片，最后转动轮毂旋转120度后安装第三只叶片。有齿轮箱的风力发电机组由于有齿轮箱的增速减扭作用(一般齿轮箱的增速比为90-120左右)，只需要在齿轮箱的高速轴输出端施加较小的扭矩，即可驱动轮毂旋转。

但是直驱风力发电机组由于没有齿轮箱的增速，如果需要驱动轮毂旋转，需要的驱动力矩非常大，一般达到数百万牛米的力矩。一般的盘车驱动装置无法满足直驱风力发电机组的轮毂驱动要求，现有的解决方案均采用在直驱发电机内部或者在机舱内部安装复杂的液压或电动驱动装置，推动或拖动发电机转子进行旋转以实现盘车，导致直驱风力发电机组的安装周期变长。

发明内容

本发明的实施例提供一种风力发电机组叶轮盘车装置及盘车方法，以解决直驱式风力发电机组叶片盘车困难的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种风力发电机组叶轮盘车装置，风力发电机组包括发电机、塔筒、设置在塔筒上并能够绕塔筒的轴线方向转动的机舱、连接在机舱和塔筒之间的偏航机构、连接在机舱上且可绕发电机轴向方向转动的转子，风力发电机组叶轮盘车装置包括拉拽件，拉拽件的第一端连接在固定平台上，拉拽件的第二端可拆卸地与转子连接，机舱在偏航机构的带动下转动时，拉拽件使转子转动。

进一步地，拉拽件为拉拽杆，拉拽杆的第一端铰接在塔筒外壁上，且铰接轴线垂直于塔筒的轴线，拉拽杆的第二端与转子可拆卸地连接。

进一步地，转子的外周设置有至少一个挂钩，拉拽杆的第二端固定设置有横向搭接杆，横向搭接杆与拉拽杆具有第一夹角。

进一步地，横向搭接杆的远离拉拽杆的一端还固定连接有止挡杆，止挡杆与横向搭接杆之间具有第二夹角。

进一步地，拉拽杆的第一端上固定设置有配重机构。

进一步地，拉拽件为拉拽绳，拉拽绳的第一端通过卸扣与固定平台连接，拉拽绳的第二端通过卸扣与转子可拆卸地连接，转子上设置有带有至少一个安装孔的安装环。

进一步地，机舱上可拆卸地设置有伸出机舱的操作平台，塔筒上固定设置有塔筒锚点，拉拽绳的第一端固定设置在塔筒锚点上。

进一步地，拉拽件上设置有牵引绳。

进一步地，转子上设置有锁定装置，锁定装置具有阻止转子转动的锁止状态和松开转子使其可以自由转动的松开状态。

本发明实施例还提供了一种盘车方法，盘车方法使用如前任一项的风力发电机组叶轮盘车装置，盘车方法包括挂设步骤：将拉拽件的第一端挂设在固定平台上，将拉拽件的第二端挂设在转子上；偏航步骤：驱动机舱沿第一方向转动，使机舱带动转子绕塔筒的轴线方向转动，拉拽件使得转子随机舱转动时绕发电机轴向方向转动；锁止步骤：调节锁定装置至锁止状态，使锁定装置锁止转子；脱挂步骤：驱动机舱沿与第一方向相反的第二方向转动，使得转子随机舱转动，使拉拽件与转子脱离。

进一步地，该盘车方法还包括重复挂设步骤、偏航步骤、锁止步骤以及脱挂步骤，直至满足盘车所需旋转角度。

本发明的实施例的提供的风力发电机组叶轮盘车装置，通过在转子与固定平台之间设置拉拽件，使得转子在随机舱偏航过程受拉拽件作用而转动，实现了直驱式风力发电机组的盘车，且无需设置额外的动力源，结构简单，提高了盘车效率，降低了盘车的成本。

附图说明

图1是本发明示例性实施例一的风力发电机组叶轮盘车装置示意性结构图；

图2是图1所示风力发电机组叶轮盘车装置的示意性侧视图；

图3是本发明示例性实施例一的风力发电机组叶轮盘车装置与转子脱离的示意性结构图；

图4是本发明示例性实施例二的风力发电机组叶轮盘车装置示意性结构图。

附图标记说明：

1、转子；11、挂钩；12、安装孔；2、拉拽件；21、拉拽杆；22、横向搭接杆；23、止挡杆；24、牵引绳；3、拉拽绳；4、固定平台；5、配重机构；6、操作平台；7、塔筒锚点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例的风力发电机组叶轮盘车装置进行详细描述。

图1为本发明示例性实施例一的风力发电机组叶轮盘车装置示意性结构图；图2是图1所示风力发电机组叶轮盘车装置的示意性侧视图；图3是本发明示例性实施例一的风力发电机组叶轮盘车装置与转子脱离的示意性结构图。

结合参考图1至图3，本发明实施例提供了一种风力发电机组叶轮盘车装置，风力发电机组包括发电机、塔筒、设置在塔筒上并能够绕塔筒的轴线方向转动的机舱、连接在机舱和塔筒之间的偏航机构、连接在机舱上且可绕发电机轴向方向转动的转子1，风力发电机组叶轮盘车装置包括拉拽件2，拉拽件2的第一端连接在固定平台4上，拉拽件2的第二端可拆卸地与转子1连接，机舱在偏航机构的带动下转动时，拉拽件2使转子1转动。

风力发电机组一般包括发电机、塔筒、机舱、偏航机构、叶轮等部件。机舱设置在塔筒的顶部，而且可以在偏航机构的带动下，以塔筒的竖直中心线为轴，在水平面内转动。通过在转子1与固定物之间设置拉拽件2，使得转子1在随机舱偏航过程受拉拽件2作用而转动，实现了直驱式风力发电机组的盘车，且无需设置额外的动力源，结构简单，提高了盘车效率，降低了盘车的成本。

在本发明实施例中，拉拽件2的第一端铰接在塔筒外壁上，拉拽件2的第二端与转子1可拆卸地连接，在转子1的外周还设置有至少一个挂钩11。具体地，塔筒外壁上固定设置有固定平台4，固定平台4上还设置有连接装置，在优选的实施例中，该连接装置包括两块沿塔筒轴线方向上下对称设置的连接板，这两块连接板上均开设有第一组圆形通孔，设置两块连接板可保证拉拽杆21与固定平台4的连接强度。

本发明实施例的拉拽件2由三部分组成，包括拉拽杆21、横向搭接杆22以及止挡杆23，横向搭接杆22固定设置在拉拽杆21的第二端，且横向搭接杆22与拉拽杆21具有第一夹角，优选地，该第一夹角的角度为90度。止挡杆23固定设置在横向搭接杆22的远离拉拽杆21的一端，且止挡杆23与横向搭接杆22之间具有第二夹角，优选地，该第二夹角的角度为90度。之所以将第一夹角和第二夹角均设置成90度，是为了挂钩11在拉拽件2上可圆滑、平稳地过度，如果设置成角度较小的锐角，会出现挂钩11在拉拽件2内卡死的情况，如果将夹角设置成角度较大的钝角，也会出现拉拽杆21与止挡杆23之间距离过大的情况。在其他的实施例中，也可将挂钩11替换成沿转子1周向均匀分布并向外侧凸起的短柱，短柱上有防止拉拽件脱落的结构，比如短柱顶端有一圈法兰。这样也可实现与挂钩11相同的效果，并且更加方便操作人员将拉拽杆21从该短柱上卸下。

拉拽杆21、横向搭接杆22以及止挡杆23形成一U型拉拽件2。拉拽杆21的作用是使转子1能够随着机舱偏航过程而转动，实现了直驱式风力发电机组的盘车，且无需设置额外的动力源。横向搭接杆22的作用是使得拉拽件可在挂钩11上相对滑动，从而抵消机舱偏航对拉拽杆21所形成的扭矩。止挡杆23的作用是防止在转子还未达到所需位置时，拉拽杆21在从挂钩11上脱落，影响盘车效果。在优选地实施例中，拉拽杆21、横向搭接杆22以及止挡杆23的截面均为圆形，这样设置可使得拉拽件2与转子1外周的至少一个挂钩11之间的摩擦力降到最小。当然，拉拽杆21、横向搭接杆22以及止挡杆23的截面也可为矩形或其他形状。同时，在拉拽杆21与止挡杆23相对应的位置上，还设置有通孔，可使销轴穿过，并将该拉拽件2固定在塔筒外壁的固定平台4上。当然，也可在固定平台4上设置一球铰结构代替本发明实施例中提供的连接板结构，也可实现拉拽杆21相对于固定平台4灵活转动的目的。

在一些替代性实施例中，拉拽杆21也可被直接设置成U型结构的一体式拉拽杆21，在靠近拉拽杆21两个端部的部分，还分别开设有第二组圆形通孔。销轴可分别穿过第一组通孔和第二组通孔，并且销轴的一端设有可供开口销穿过的孔。也就是说，开口销可作为销轴与拉拽杆21的轴向定位件，从而防止销轴脱落。特别地，销轴的直径小于第一组通孔的直径，这样设置保证了拉拽杆21可相对于固定平台4灵活的转动。同时，拉拽杆21两个端部之间的间距大于两块连接板之间的间距，也就是说，销轴的长度要大于两块连接板之间的间距，从而保证拉拽杆21可以相对于两块连接板灵活地转动，而不受销轴长度的限制。

为了保证当偏航装置驱动机舱转动时，该风力发电机组叶轮盘车装置可连续地带动转子1转动，特别地，在转子1的外周均匀地设置有一圈挂钩11，使得该装置可随着偏航装置的动作连续对转子1工作，使转子1达到所需要的位置和角度。

在拉拽杆21的第一端还特别地设置有配重机构5。具体地，在拉拽杆21的第一端设置有一小段连杆，该连杆的另一端与配重机构5固定连接。该配重机构5可为配重块或由一定重量的其他重物代替。设置配重机构5的目的是当拉拽杆21从挂钩11上脱离的时候，操作人员不会因为拉拽杆21过于沉重而无法进行下一步操作。该配重机构5的重量可稍大于拉拽杆21的总重，因为配重机构5与固定平台4的距离相对较近，而拉拽杆21与固定平台4的距离相对较远，故此，配重机构5需要对该固定平台4提供较大的力矩才可相对平衡拉拽杆21对固定平台4所产生的力矩。当拉拽杆21从挂钩11上脱离的时候，会因为重力的作用向下运动，操作人员只需要对配重机构5施加一定的力，即可将拉拽杆21重新调整到需要的位置。进一步地，为了方便操作，本发明还在拉拽件2上设置有牵引绳24，该牵引绳24可为钢丝绳，这样可保证操作人员更加方便地将拉拽件2搭接在转子1外围的挂钩11上。

图4是本发明示例性实施例二的风力发电机组叶轮盘车装置示意性结构图。

如图4所示，该风力发电机组叶轮盘车装置中的拉拽件2为拉拽绳3，拉拽绳3的第一端通过卸扣与固定平台4连接，拉拽绳3的第二端通过卸扣与转子1可拆卸地连接，转子1上设置有带有至少一个安装孔12的安装环。

具体地，拉拽绳3的第一端通过索具套环与卸扣相连接，卸扣将拉拽绳3的第一端固定在固定平台4上。拉拽绳3可为钢丝绳，也可是其他材料，拉拽绳3的数量可为一根或多根。在本发明实施例中，该固定平台4为固定设置在塔筒外壁上的塔筒锚点7，该拉拽绳3的第一端通过卸扣连接在该塔筒锚点7上。同样，该固定平台4也可为焊接在塔筒外壁上的其他连接装置，其上设置有连接板，该连接板上设有可供卸扣穿过的通孔，拉拽绳3的第二端通过卸扣与安装环上的安装孔12连接。当然，该固定平台4也可以是设置在机舱外部，只要满足偏航时拉拽件的第一端不随着整个机舱转动。在优选的实施例中，安装环的一周均匀地设置有多个安装孔12，拉拽绳3的第二端可与任意一个安装孔12相连。当然，也可用其他索具代替卸扣，将拉拽绳3的两端分别连接到固定平台4和安装孔12上。该安装环可通过焊接的方式在转子1的外侧以保证其连接强度。

为了方便操作人员对该风力发电机组叶轮盘车装置操作，本发明还特别地在机舱前部，临近转子1处可拆卸地伸出有一个操作平台6，同时，该操作平台6可以随着机舱的偏航动作而一起转动。之所以将操作平台6这样设置，是因为随着偏航机构带动机舱旋转，需要随时将脱离安装孔12的拉拽绳3重新连接至安装环的挂点上。

进一步地，拉拽绳3上还设置有牵引绳24，使得操作人员更加方便地将拉拽绳3挂在挂点上或将其摘下。

当偏航机构运转一定角度后，拉拽杆21或拉拽绳3已经达到一极限位置，需要将拉拽杆21或拉拽绳3从转子1上卸下，需要将偏航装置反向运转一定角度，为防止转子1随着偏航装置的反向运动而反转，本发明实施例还特别地在转子1上设置有锁定装置，锁定装置具有阻止转子1转动的锁止状态和松开转子1使其可以自由转动的松开状态。当拉拽杆21或拉拽绳3已经达到极限位置后，将锁定装置调整至锁止状态，使转子1锁定不会反转，此时操作人员只需要将拉拽杆21或拉拽绳3从转子1上卸下，再挂到另一个挂点上，然后再将锁定装置调整至松开状态即可。

本发明还提供了一种盘车方法，该方法使用如前任一实施例中的风力发电机组叶轮盘车装置，该方法包括挂设步骤、变桨步骤、锁止步骤和脱挂步骤。具体地，挂设步骤是指将拉拽件2的第一端挂设在固定平台4上，拉拽件2的第二端挂设在转子1上。变桨步骤是指变桨机构驱动机舱沿第一方向转动，使机舱带动转子1绕塔筒的轴线方向转动，拉拽件2使得转子1随机舱转动时绕发电机轴向方向转动。锁止步骤是指调节锁定装置至锁止状态，使锁定装置锁止转子1。脱挂步骤是指驱动机舱沿与第一方向相反的第二方向转动，使得转子1随机舱转动，使拉拽件2与转子1脱离。

进一步地，利用此盘车方法，只要重复以上步骤，即可实现叶轮旋转盘车，大大降低了直驱发电机组盘车系统的成本。

利用本发明的风力发电机组叶轮盘车装置，只需要在直驱发电机组塔筒上增加一个固定点，并准备一套简单的挂钩或钢丝绳系统，即可以实现叶轮盘车，大大降低了直驱发电机组盘车系统的成本，而且结构简单，不需要增加额外的动力装置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种风力发电机组，所述风力发电机组包括发电机、塔筒、设置在塔筒上并能够绕所述塔筒的轴线方向转动的机舱、连接在所述机舱和所述塔筒之间的偏航机构、连接在所述机舱上且可绕所述发电机轴向方向转动的转子(1)以及叶轮盘车装置，其特征在于，所述叶轮盘车装置包括拉拽件(2)，所述拉拽件(2)的第一端铰接在塔筒外壁上，所述拉拽件(2)的第二端可拆卸地与所述转子(1)连接，无需设置额外的动力源，所述机舱在所述偏航机构的带动下相对于所述塔筒转动时，所述拉拽件(2)使所述转子(1)转动。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述拉拽件(2)为拉拽杆(21)，所述塔筒外壁上设置有固定平台(4)，所述拉拽杆(21)的第一端铰接在所述固定平台(4)上，且铰接轴线垂直于所述塔筒的轴线，所述拉拽杆(21)的第二端与所述转子(1)可拆卸地连接。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组，其特征在于，所述转子(1)的外周设置有至少一个挂钩(11)，所述拉拽杆(21)的第二端固定设置有横向搭接杆(22)，所述横向搭接杆(22)与所述拉拽杆(21)具有第一夹角。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，所述横向搭接杆(22)的远离所述拉拽杆(21)的一端还固定连接有止挡杆(23)，所述止挡杆(23)与所述横向搭接杆(22)之间具有第二夹角。

5.根据权利要求2所述的风力发电机组，其特征在于，所述拉拽杆(21)的第一端上固定设置有配重机构(5)。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述拉拽件(2)为拉拽绳(3)，所述拉拽绳(3)的第一端通过卸扣与所述塔筒外壁上的塔筒锚点(7)连接，所述拉拽绳(3)的第二端通过所述卸扣与所述转子(1)可拆卸地连接，所述转子(1)上设置有带有至少一个安装孔(12)的安装环。

7.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述拉拽件(2)上设置有牵引绳(24)。

8.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述转子(1)上设置有锁定装置，所述锁定装置具有阻止所述转子(1)转动的锁止状态和松开所述转子(1)使其可以自由转动的松开状态。

9.一种权利要求1至8中任一项所述的风力发电机组的盘车方法，其特征在于，所述盘车方法包括：

挂设步骤：将拉拽件(2)的第一端挂设在塔筒外壁上，将拉拽件(2)的第二端挂设在转子(1)上；

偏航步骤：驱动机舱沿第一方向转动，使所述机舱带动所述转子(1)绕所述塔筒的轴线方向转动，所述拉拽件(2)使得所述转子(1)随所述机舱转动时绕所述发电机轴向方向转动；

锁止步骤：调节锁定装置至锁止状态，使锁定装置锁止转子(1)；

脱挂步骤：驱动所述机舱沿与所述第一方向相反的第二方向转动，使得转子(1)随所述机舱转动，使所述拉拽件(2)与所述转子(1)脱离。

10.根据权利要求9所述的盘车方法，其特征在于，所述盘车方法还包括重复所述挂设步骤、所述偏航步骤、所述锁止步骤以及所述脱挂步骤，直至满足盘车所需旋转角度。