CN106438197A - 用于转动风力发电机转子的装置、方法及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于转动风力发电机转子的装置、方法及风力发电机，该装置包括至少一个转动单元，所述转动单元包括伸缩缸、安装座和销体；当本发明中的装置应用于叶片安装或维修时，伸缩缸通过销体带动轮毂沿周向转动，以转动至适合叶片安装或维修的位置，并且，通过控制伸缩缸的驱动源可以将伸缩缸锁定于某一工作状态，进而锁定销体与转动体两者的位置，无需设置额外的锁定装置即可实现轮毂位置的锁定，提高叶片安装和维修的安全性，有利于简化机构；当叶片安装或维修结束后，可以将转动体、安装座分别与轮毂、塔筒分离，可实现该装置与风力发电机的分离，即该装置独立于风力发电机，可以降低风力发电机的整体重量。

Description

用于转动风力发电机转子的装置、方法及风力发电机组

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种用于转动风力发电机转子的装置、方法及风力发电机组。

背景技术

风力发电机是一种将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，来促使发电机发电。

风力发电机组包括机舱、发电机、叶片等主要部件。发电机包括转子和定子，转子的主轴设置有轮毂，叶片安装于转子的轮毂用来接受风力并带动转子转动，进而带动发电机转子转动，发电机的定子绕组切割磁力线产生电能。

叶片的数量至少为一个，一般优先为三个，当叶片数量多于一个时，需要改变轮毂的位置以满足不同叶片的组装需求。即当完成一个叶片的组装后，轮毂需要从该位置转动一定角度至另一位置，然后再进行另一叶片的组装。并且，当叶片进行维修或维护时，也需要调节叶片于适当角度。

目前，叶片位置的调节主要依靠设置于风力发电机中的转动装置进行驱动实现，转动装置设置于机舱内部或者部分设置于机舱外部，转动装置可以驱动转子相对定子转动，进而带动连接转子轴的轮毂转动，以实现叶片位置的调节。

现有技术中的转动装置与风力发电机的机舱为一体式结构，增加了机舱的重量，并且不利于风力发电机整体布局。

因此，如何改进现有技术中的转动装置，在实现叶片位置可靠变换的前提下减轻机舱重量，且便于转动装置的安装，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于转动风力发电机转子的装置，包括至少两个转动单元，所述转动单元包括：

伸缩缸；

安装座，用于连接所述伸缩缸的固定端部与风力发电机的塔筒，且所述安装座与所述塔筒可拆卸地连接；

转动体，周向转动安装于所述安装座，二者绕水平轴转动连接；并且所述转动体还设置有锁定部，用于锁定所述转动体与风力发电机的轮毂的周向位置，所述锁定部与所述轮毂可拆卸地连接；

销体，所述伸缩缸的活动端部通过所述销体可松开地连接所述转动体，通过所述伸缩缸的冲程运动，驱动所述转动体相对于安装座进行转动。

可选的，所有转动单元分为两组，在第一组转动单元的销体从所述转动体上拆卸，以及重新固定在转动体上的过程中，第二组转动单元的销体与转动体固定连接。

可选的，所有所述转动单元的转动体连接形成一体环形转盘，各所述伸缩缸的活动部沿周向可松开固定在所述环形转盘的内周壁。

可选的，所述环形转盘为筒状，其包括周壁和底壁，所述锁定部设置于所述底壁朝向所述轮毂的外壁。

可选的，所有所述转动单元的安装座形成一定轴，所述定轴与所述环形转盘同轴，所述环形转盘转动安装于所述定轴上，各所述伸缩缸的固定部沿周向连接于所述定轴的外周壁，且位于所述环形转盘的周壁围成的内腔中。

可选的，还包括固定连接于所述定轴的夹持部，用于夹紧或者松开所述塔筒。

可选的，还包括连接板，所述连接板的上端固定连接所述定轴，所述夹持部包括两个夹板，所述两个夹板的外端部固定于所述连接板，两个所述夹板的自由端部具有与所述塔筒的外表面相匹配的轮廓；

所述夹持部还包括驱动所述两个夹板的自由端部相对张开和合拢的驱动部件。

可选的，所述夹板的自由端部与所述塔筒配合夹紧面上设置有若干橡胶部件，所述夹板的自由端部通过所述橡胶部件夹紧所述塔筒。

可选的，所述橡胶部件为橡胶滚轮。

可选的，所述驱动部件为伸缩缸或者电机链条组件或者丝杠装置。

可选的，还包括维护平台，所述维护平台固定于所述连接板上端。

可选的，所述锁定部为销轴。

可选的，所述环形转盘的内周壁沿周向设置有若干耳板，所述耳板上设置有与所述销体相配合的安装孔。

可选的，还包括锁定装置，所述锁定装置为设置于风力发电机转子和定子之间的锁定销。

可选的，各个所述转动单元的伸缩缸沿所述安装座的周向顺向设置。

可选的，所有转动单元分为第一部分和第二部分，在驱动所述轮毂转动时，第一部分转动单元的伸缩缸与第二部分转动单元的伸缩缸运动趋势相反。

此外，本发明还提供了一种使用上述任一项所述的装置驱动轮毂转动的方法，该方法包括：

将预先组装好的装置吊装至轮毂处，通过锁定部锁定转动体与轮毂的位置，并将安装座固定至塔筒；

控制伸缩缸执行冲程运动，驱动转动体相对于塔筒转动，进而带动轮毂转动。

再者，本发明还提供了一种用于转动风力发电机轮毂的装置，包括至少两个转动单元，所述转动单元包括：

柔性带以及用于收放所述柔性带的动力部件；

安装座，用于固定所述动力部件以及连接风力发电机的塔筒，且所述安装座与所述塔筒可拆卸地连接；

转动体，周向转动安装于所述安装座，二者绕水平轴转动连接；并且所述转动体还设置有锁定部，所述锁定部与所述轮毂可拆卸地连接；柔性带的自由端可松开连接所述转动体，在所述动力部件的驱动下，所述柔性带带动所述转动体转动；

锁定装置，用于锁定或解锁所述轮毂的位置。

可选的所有所述转动单元的转动体连接形成一体环形转盘，各所述柔性带的自由端可松开固定在所述环形转盘的内周壁。

可选的，所述环形转盘为筒状，其包括周壁和底壁，所述锁定部设置于所述底壁朝向所述轮毂的外壁。

可选的，所有所述转动单元的安装座形成一定轴，所述定轴与所述环形转盘同轴，所述环形转盘转动安装于所述定轴上，各所述动力部件沿周向安装于所述定轴的外周壁，且位于所述环形转盘的周壁围成的内腔中。

可选的，还包括固定连接于所述定轴的夹持部，用于夹紧或者松开所述塔筒。

可选的，还包括连接板，所述连接板的上端固定连接所述定轴，所述夹持部包括两个夹板，所述两个夹板的外端部固定于所述连接板，两个所述夹板的自由端部具有与所述塔筒的外表面相匹配的轮廓；

所述夹持部还包括驱动所述两个夹板的自由端部相对张开和合拢的驱动部件。

可选的，所述夹板的自由端部与所述塔筒配合夹紧面上设置有若干橡胶部件，所述夹板的自由端部通过所述橡胶部件夹紧所述塔筒。

可选的，所述橡胶部件为橡胶滚轮。

可选的，所述驱动部件为伸缩缸或者电机链条组件或者丝杠装置。

可选的，还包括维护平台，所述维护平台固定于所述连接板上端。

可选的，所述锁定装置为设置于风力发电机转子和定子之间的锁定销。

可选的，所述动力部件包括电机和卷轴，所述电机和所述卷轴均安装于所述安装座，所述柔性带的一端缠绕于所述卷轴，其伸出端可拆卸连接转动体，所述电机驱动所述卷轴转动以实现所述柔性带收纳于所述卷轴。

另外，本发明还提供了一种使用上述任一项所述的装置驱动轮毂转动的方法，该方法包括：

将预先组装好的装置吊装至轮毂处，通过锁定部锁定转动体与轮毂的位置，并将安装座固定至塔筒；同时锁定装置处于解锁位置；

控制动力部件拉动柔性带，以带动转动体和轮毂相对于塔筒转动。

最好，本发明还提供了一种风力发电机，包括轮毂、转子、定子，所述轮毂的外端面设置有若干销孔，所述销孔与上述任一项所述的用于转动风力发电机轮毂的装置的锁定部配合连接。

当本发明中的装置应用于叶片安装或维修时，首先，将至少两个转动单元提升到与轮毂相对的位置。然后，将伸缩缸的固定端部通过安装座固定连接风力发电机的塔筒上，将转动体的锁定部与轮毂配合锁定，也就是说将转动体与轮毂的周向位置限定；接下来，控制伸缩缸的冲程运动，驱动伸缩缸的活动部伸长或缩短，伸缩缸的活动部将通过销体带动转动体沿周向转动，驱动轮毂相对于塔筒或者机座进行转动，最终转动至适合叶片安装或维修的位置。

并且，通过控制伸缩缸的驱动源可以将伸缩缸锁定于某一工作状态，进而锁定销体与转动体两者的位置，无需设置额外的锁定装置即可实现转动体位置的锁定，提高叶片安装和维修的安全性，并且有利于简化机构。并且本文中的装置直接与轮毂连接，载荷通过轮毂及轴系进行传递，轮毂本身刚度及强度远大于转子，使用本发明的转动装置对机组的发电机转子变形无影响。

当叶片安装或维修结束后，因安装座与塔筒可拆卸地连接、转动体的锁定部与轮毂可拆卸连接，可以将安装座从塔筒上拆卸、转动体可以从轮毂上拆卸，即实现转动单元与风力发电机的分离。即本文中用于转动风力发电机轮毂的装置独立于风力发电机，可以降低风力发电机的整体重量。

所述风机发电机具有上述用于转动风力发电机转子的装置，故也具有该装置的上述技术效果。

同理，上述方法是依赖上述用于转动风力发电机转子的装置实施的，故也具有上述装置的上述技术效果。

附图说明

图1为本发明一种实施例中用于转动风力发电机转子的装置的结构示意图；

图2为图1所示装置的三维示意图；

图3为图1所示装置的三维示意图；

图4为定轴与环形转盘连接位置的局部示意图；

图5为轮毂与图1所示装置装配位置处的结构示意图；

图6为图1所示装置装配于风力发电机上的结构示意图；

图7为本发明第二种实施例中用于转动风力发电机转子的装置的结构示意图；

图8为本发明第三种实施例中用于转动风力发电机转子的装置的结构示意图；

图9为图8所示装置装配于风力发电机上的结构示意图。

其中，图1至图9中：

定轴，10；环形转盘，20；夹持部，30；第一夹板，31、第二夹板，32；自由端部，31a；自由端部，32a；驱动部件，33；橡胶滚轮，34；连接板，40；维护平台，60；护栏，61；平台，62；吊耳，70；轴承，90；转动单元，50、50a、50b、50c、50d、50e、50f；伸缩缸51、51a、51b、51c、51d、51e、50f；销体，52、52a、52b、52c、52d、52e、52f；

转动单元，80、80a、80b、80c、80d、80e、80f；动力部件，81；柔性带，82；

轮毂，100；销孔，101；塔筒，200。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

正如背景技术所述，风力发电机组包括机舱、转子、定子，转子的转轴上连接有轮毂，轮毂上安装有叶片，叶片至少为一个，一般叶片的数量优选为三个。风力发电机中转子和定子的布置型式主要有两种：其一为内转子、外定子型式；其二为外转子、内定子型式。本文以外转子、内定子型式发电机为例继续介绍技术方案，当然，也不排除本文技术方案在内转子、外定子型式发电机中的应用。

转子的内壁周向排布有永磁体磁钢，定子的外周壁设置有绕组，定子安装于转子的内部。定子固定安装于定子支架上，定子支架固定连接塔筒200上端。

具体地，机舱安装于塔筒200的上端部，并且机舱与塔筒200周向转动连接，两者可以通过偏航轴承(图中未示出)转动连接。塔筒200的上端部部分伸至机舱的内部。

本发明提供了一种用于转动风力发电机轮毂100的装置，该装置包括至少两个转动单元50，每一转动单元50具体包括伸缩缸51和安装座。伸缩缸51可以为液压缸，也可以为气缸。本文伸缩缸优先选用液压缸。转动单元进一步包括销体52。

通常伸缩缸51的固定端部固定连接安装座，也就是说，安装座可以根据伸缩缸51固定端部的连接结构进行合理设置。伸缩缸51还可以通过铰接销轴连接安装座，即安装座上设置有铰接座，伸缩缸51的固定端部铰接于铰接座。

本发明所提供的装置还包括转动体，转动体周向转动安装于安装座，二者绕水平轴转动连接；并且转动体还设置有锁定部，锁定部与轮毂100可拆卸地连接。锁定部可以为锁定销。

销体52设置于伸缩缸51的活动端部，与转动体的销孔配合锁定或解锁，即伸缩缸的活动端部通过销体可松开地连接转动体。具体地，如图1所示，转动体朝向安装座的侧壁开设有耳板，耳板上设置有销孔，伸缩缸51上的销体52插装于销孔内部。

当本发明中的装置应用于叶片安装或维修时，首先，将至少两个转动单元50提升到与轮毂100相对的位置。然后，将伸缩缸51的固定端部通过安装座固定连接风力发电机的塔筒200上，将转动体的锁定部与轮毂100配合锁定，也就是说将转动体与轮毂100的周向位置限定；接下来，控制伸缩缸51的冲程运动，驱动伸缩缸的活动部伸长或缩短，伸缩缸的活动部将通过销体52带动转动体沿周向转动，驱动轮毂100相对于塔筒200或者机座进行转动，最终转动至适合叶片安装或维修的位置。

并且，通过控制伸缩缸的驱动源可以将伸缩缸51锁定于某一工作状态，进而锁定销体52与转动体两者的位置，无需设置额外的锁定装置即可实现转动体位置的锁定，提高叶片安装和维修的安全性，并且有利于简化机构。并且本文中的装置直接与轮毂100连接，载荷通过轮毂100及轴系进行传递，轮毂100本身刚度及强度远大于转子，使用本发明的转动装置对机组的发电机转子变形无影响。

当叶片安装或维修结束后，因安装座与塔筒200可拆卸地连接、转动体10的锁定部与轮毂100可拆卸连接，可以将安装座从塔筒200上拆卸、转动体10可以从轮毂100上拆卸，即实现转动单元50与风力发电机的分离。即本文中用于转动风力发电机轮毂100的装置独立于风力发电机，可以降低风力发电机的整体重量。

对于转动角度比较大时，伸缩缸51伸长至最大长度可能还未到达轮毂100所需的转动角度，可以通过多次驱动伸缩缸伸长、缩短使轮毂100转动预期角度。本文将伸缩缸51进行一次伸长过程、或者进行一次收缩过程为一个冲程。也就是说，伸缩缸51执行多次冲程运动，驱动轮毂100转动预期角度。

以伸缩缸伸长推动轮毂100转动为例，伸缩缸在伸长后(第一个冲程)，销体52需要自转动体上设置的销孔中脱出，进而伸缩缸收缩回复至初始长度(第二个冲程)，然后销体52再插入至转动体的相应销孔内部，驱动伸缩缸伸长(第三个冲程)继续推动转动体转动。为了避免销体在解锁至再次锁定过程中轮毂100发生不受控转动，本文还进行了以下设置。

本发明中的装置包括至少两个转动单元50，各转动单元沿转动体周向布置。根据在一解锁过程中各转动单元运动状态的不同将所有转动单元分为两组。第一组定义为解锁单元组，第二组定义为锁定单元组。在第一组转动单元的销体52从转动体上拆卸，以及重新固定在转动体上的过程中，第二组转动单元的销体52与转动体固定连接。在所有转动单元的销体均完成重新锁定之后，控制所有转动单元中的伸缩缸51改变状态，使转动体转动，进而带动轮毂100转动。

也就是说，各转动单元50的销体52并非同时与转动体脱离，而是部分销体与转动体脱离的同时，另一部分销体52与转动体处于锁定状态，这样在转动装置中各转动单元50依次进行解锁、移动并与转动体重新锁定，在整个过程中始终有部分销体52与转动体处于锁定状态，以避免转动体不受控的转动。这样轮毂100的运动状态也相应处于锁定状态。

具体地，一个转动单元50可以为一组，两个或者更多的转动单元50可以为一组，只要满足部分转动单元50回复至初始状态过程中，转动体的可靠锁定即可，下文中给出了六个转动单元的详细控制策略，具体描述见后文。

请参考图1、图2和图3，所有转动单元50的转动体连接形成一体环形转盘20，各伸缩缸51的活动部沿周向可松开固定在环形转盘20的内周壁。同理，各转动单元50的安装座也可以集成一体，这样各转动单元50集成一体设计，大大简化了装置的结构，有利于快速安装及拆卸于风力发电机上，并且便于运输和吊装。

具体地，环形转盘20可以为筒状，其包括周壁和底壁，锁定部设置于底壁朝向轮毂100的外壁。筒状结构的环形转盘20使用强度比较高。

多个转动单元50组合为环形结构，该环状结构的弧度优选360度。不限于此，该环状结构的弧度也可以在170度至220度范围内，只要液压缸提供足够的驱动力驱动轮毂100转动即可。

转动单元50中安装座的具体结构可以为多种形式，本文给出了两种具体实施方式。

请继续参考图1至图3，在第一种具体实施方式中，用于转动风力发电机轮毂100的装置所有转动单元50的安装座形成一定轴10，定轴10与环形转盘20同轴，环形转盘20转动安装于定轴10上，各伸缩缸的固定部沿周向连接于定轴10的外周壁，且位于环形转盘20的周壁围成的内腔中。

上述装置中的定轴10可以通过夹持的方式固定于塔筒200上，即装置还可以还包括固定连接于定轴10的夹持部30，用于夹紧或者松开塔筒200。夹持部30的可以如下设置。

具体地，装置还包括连接板40，连接板40的上端固定连接定轴10，夹持部30包括两个夹板，两个夹板的外端部固定于连接板40，两个夹板的自由端部具有与塔筒200的外表面相匹配的轮廓。

夹持部30还可以包括驱动两个夹板的自由端部相对张开和合拢的驱动部件33。为了描述简洁，本文将两夹板分别定义为第一夹板31和第二夹板32。也就是说，当驱动部件33驱动两个夹板的自由端部向对合拢时，两个夹板的自由端部可以配合夹紧塔筒200外壁，进而实现定轴10与塔筒200的固定；当驱动部件驱动两个夹板的自由端部相对张开时，两夹板的自由端部与塔筒200外壁分离，可以将定轴10自塔筒200上拆卸下来。两个夹板的自由端部可以具有与塔筒200外壁相配合的轮廓，例如塔筒为圆柱形结构时，第一夹板31和第二夹板32的自由端部为弧形结构，如图3中标注出了第二夹板31的自由端部31a，以及第二夹板32的自由端部32a的具体结构。

当然，上述两实施方式中定轴10与塔筒200不局限于夹紧方式可拆卸连接诶，还可以为其他形式的连接形式。例如利用螺栓固定等方式。

进一步地，夹板的自由端部与塔筒200配合夹紧面上设置有若干橡胶部件，夹板的自由端部通过橡胶部件夹紧塔筒200，一方面能够更方便地贴合塔筒200，另一方面利用橡胶部件能够减小对塔筒200的夹持力，减小塔筒200变形。

具体地，橡胶部件可以为橡胶滚轮34，变形量较大。

上述各实施例中，驱动夹板相对合拢和张开的驱动部件33可以为伸缩缸或者电机链条组件或者丝杠装置，附图示出了驱动部件为伸缩缸的实施方式。

为了方便转动单元各部件与轮毂100、塔筒200等部件的连接，本发明的装置还可以进一步包括维护平台60，维护平台60固定于连接板40上端，具体地，维护平台60可以包括平台62和位于平台周边的护栏61。当然，维护平台60的结构不限于上述描述，还可以为其他结构。

以下给出了伸缩缸的几种布置方式。

在第一种具体实施方式中，各伸缩缸沿安装座的周向顺向设置。如图1所示，各转动单元50中伸缩缸51的缸杆伸展方向同为顺时针，即在驱动转动体转动过程中，各伸缩缸51同时逐渐伸长或同时逐渐回缩，也就是运动趋势相同。不限于图1所示的形式，类似的，各转动单元中伸缩缸51可以设置为缸杆伸展方向同为逆时针。

图1、图2和图6中示出了六个转动单元，为了便于描述，本文将各转动单元进行了定义，分别为第一转动单元50a、第二转动单元50b、第三转动单元50c、第四转动单元50d、第五转动单元50e、第六转动单元50f。六个转动单元的安装座连接形成定轴10，六个转动单元的转动体连接形成环形转盘20，定轴10通过图4所示的轴承90(转动部件)设于环形转盘20的内部，环形转盘20的内周壁设置有若干耳板，耳板上设置有与销体配合的安装孔。

其中第一转动单元50a的伸缩缸为第一伸缩缸51a，依次类推，顺时针依次为第二伸缩缸51b、第三伸缩缸51c、第四伸缩缸51d、第五伸缩缸51e、第五伸缩缸51f(图中未标)；同理，自左向右销体依次定义为第一销体52a、第二销体52b、第三销体52c、第四销体52d、第五销体52e、第六销体52f(图中未标)。

以下按照图2的示例描述各转动单元驱动转动体顺时针转动的过程，具体步骤为：

S11、将预先组装好的装置吊装至轮毂100处，通过锁定部锁紧转动体与轮毂100的位置，并将定轴10利用夹持部30件夹紧于塔筒200；

环形转盘20的外端面还可以设置吊耳70，以便实现组装后装置的吊装。

S12、将各第一伸缩缸51a至第六伸缩缸51f调整为收缩状态，锁定环形转盘20与轮毂100，退出机组锁定销；

S13、驱动第一伸缩缸51a至第六伸缩缸51f逐渐伸长，从而由收缩状态变为伸长状态，利用销体52a至52f环形转盘20施加顺时针方向的推力，实现环形转盘20的转动，进而带动轮毂100转动；

其中各伸缩缸完成一次冲程动作，驱动轮毂100的旋转角度大致为7.5°，15°或者22.5°。

应用于安装或者拆卸叶片的情况下，借助于本发明的转动装置将轮毂100旋转120度需要执行16次冲程运动，并且不需要机舱进行偏航。例如，将用于安装第一支叶片的接口转动到九点钟的位置，安装第一支叶片后，将轮毂100旋转120度，使得安装第二支叶片的接口再转动到九点钟位置，安装第二支叶片。第三支叶片也类似。

这样，在整个叶片吊装过程中，机舱不必偏航，且每支叶片都是在九点钟的固定位置安装，用于吊装叶片的起重机不必频繁调整吊装位置，来使得叶片与轮毂100上的接口精确对准。这对于大型风力发电机的吊装过程而言，能够显著提高吊装效率。

在进行下次冲程前，各转动单元的销体需要与环形转盘20解锁，各转动单元的销体解锁顺序如下。

第一步：解锁第一销体52a。在本步骤中，第一组转动单元包括第一转动单元50a，第二组转动单元包括第二转动单元50b至第六转动单元50f。保持第二组转动单元中的第二销体52b至第六销体52f的锁定状态不变，先将第一组转动单元中的第一销体52a自销孔内部脱出，第一伸缩缸51a由伸长状态转变为收缩状态，然后再将第一销体52a伸至销孔内部，并锁定。

第二步：解锁第二销体52b。在本步骤中，第一组转动单元包括第二转动单元50b，第二组转动单元包括第一转动单元50a、第三转动单元50c至第六转动单元50f。保持第二组转动单元中的第一销体52a、第三销体52c至第六销体52f处于锁定状态，将第一组转动单元中的第二销体52b自销孔内部脱出，然后伸缩缸回缩至收缩状态，第二销体52b再伸至与其正对的环形转盘20销孔内部，并锁定。

第三步：解锁第三销体52c。在本步骤中，第一组转动单元包括第三转动单元50c，第二组转动单元包括第一转动单元50a和第二转动单元50b、第四转动单元50d至第六转动单元50f。保持第二组转动单元中的第一销体52a、第二销体52b、第四销体52d至第六销体52f处于锁定状态，将第一组转动单元中的第三销体52c自销孔内部脱出，然后伸缩缸伸长至伸展状态，第三销体52c再伸至与其正对的环形转盘20销孔内部，并锁定；

第四步：保持第一销体52a至第三销体52c、第五销体52e和第六销体52f处于锁定状态，第四销体52d、第四伸缩缸51d的动作类似上一步骤中第三销体52c、第三伸缩缸51c的动作，以完成第四销体52d的再次锁定；

第五步：保持第一销体52a至第四销体52d、第六销体52f处于锁定状态；第五销体52e、第五伸缩缸51e的动作类似第三步骤中第三销体52c、第三伸缩缸51c的动作，以完成第五销体52e的再次锁定。

第六步、保持第一销体52a至第五销体52e处于锁定状态，第六销体52f、第五伸缩缸51f的动作类似第三步骤中第三销体52c、第三伸缩缸51f的动作，以完成第五销体52f的再次锁定。

上述实施例中，销体逐一完成解锁、再次锁定，并且在该过程中其他销体处于锁定状态。这样可以使环形转盘20保持在固定位置。特别是在单叶片安装的过程中，例如当一只叶片已经安装在轮毂100上，轮毂100需要足够的力矩支撑这只叶片。其他五个销体的固定作用，和其他五个伸缩缸产生的力矩综合足以固定轮毂100。

当然，销体不局限于逐一退出，还可以同时控制两个或者更多个销体同时进行解锁、完成重新锁定，只要剩余的销体能可靠固定轮毂100即可。

在所有转动单元的销体52a至52f均完成重新固定后，驱动所有转动单元的伸缩缸51a至51f同时执行冲程运动，驱动轮毂100转动。在图1的示例中，在上述第五步骤完成后，同时驱动伸缩缸51a和51b由收缩变为伸长，再次驱动轮毂100转动7.5度。

通常而言，当液压泵的压力一定时，伸缩缸伸长时产生的推力比收缩时产生的拉力大。故在转动单元布置时，优选伸缩缸由收缩变为伸展过程推动转动体转动。但是在实际操作过程中难免会出现转动体转动位置出现偏差，需要再向相反方向转动一定角度进行修正的情况。为了快速实现转动体转动过程中其位置的修正，本文中各转动单元可以进行如下布置。

在图7中，根据所述转动单元中伸缩缸沿环形转盘20周向的伸展方向不同，所有转动单元分为第一部分和第二部分。第一部分转动单元的伸缩缸与第二部分转动单元的伸缩缸沿周向均布。在驱动轮毂100转动时，第一部分转动单元的伸缩缸与第二部分转动单元的伸缩缸的运动趋势相反，即第一部分中各伸缩缸逐渐伸长，第二部分中各伸缩缸逐渐收缩，从而驱动轮毂100沿第一方向转动。或者，第一部分中各伸缩缸逐渐收缩，第二部分中各伸缩缸逐渐伸长，从而驱动轮毂100沿第二方向转动。第二方向与第一方向相反。

图7中示出了五个转动单元中左侧三个转动单元与右侧两个转动单元背靠背设置的具体实施方式。具体而言，在图7中，第一部分转动单元包括50a、50b和50c，第二部分转动单元包括50d和50e。第一部分转动单元的伸缩缸51a至51c沿环形转盘20周向的顺时针方向伸展；第二部分转动单元的伸缩缸51d和51e沿环形转盘20周向的逆时针方向伸展。

也就是说，第一部分和第二部分转动单元的伸缩缸在驱动环形转盘20转动的过程中运动趋势不同，其中一组处于逐渐伸长状态，另一组处于逐渐收缩状态。

当驱动轮毂100沿第一方向转动时，处于伸长状态的第一部分转动单元可实现轮毂100的快速转动，当轮毂100需要向第二方向进行位置修正时，可以将第二部分转动单元转换为逐渐伸长状态，实现轮毂100位置的向相反方向进行快速修正。并且，该实施方式驱动轮毂100转动时，控制一部分转动单元处于逐渐伸长状态(为轮毂100提供推力)，另一部分转动单元处于逐渐收缩状态(为轮毂100提供拉力)，也有利于提高叶片安装过程中的突发情况的应对能力和安全性。

需要说明的是，本文中上述的转动单元的逐渐伸长状态、转动单元的逐渐收缩状态分别指转动单元中伸缩缸的逐渐伸长状态、逐渐收缩状态。

下文以转动装置具有五个转动单元为例，说明利用转动装置驱动转子转动的过程。如图7所示，为了便于描述，自左向右定义为第一转动单元50a、第二转动单元50b、第三转动单元50c、第四转动单元50d、第五转动单元50e。五个转动单元的结构如图7所示，且五个转动单元的安装座连接形成定轴10。

其中在驱动轮毂100转动过程中，第一伸缩缸51a至第三伸缩缸51c的运动状态相同，第四伸缩缸51d至第五伸缩缸51e的运动状态相同。

以下按照图7的示例描述各转动单元驱动轮毂100顺时针转动的过程。工作前，将第一销体52a至第五销体52e分别置于环形转盘20内周壁的相应销孔101内部，并将定轴10固定于塔筒200，初始状态第一伸缩缸51a至第三伸缩缸51c处于收缩状态，第四伸缩缸51d至第五伸缩缸51e处于伸长状态。

在驱动轮毂100逆时针转动过程中：第一伸缩缸51a、第二伸缩缸51b和第三伸缩缸51c逐渐伸长，从而由收缩状态变为伸长状态，利用销体52a至52c向转子施加逆时针方向的推力；第四伸缩缸51d和第五伸缩缸51e逐渐收缩，从而由伸长状态变为收缩状态，利用销体52d和52e向转子施加顺时针方向的拉力，共同驱动轮毂100顺时针转动，各伸缩缸完成一次冲程动作，驱动轮毂100的旋转角度可以与上述相同，在此不做赘述。

该实施方式中伸缩缸的解锁方式可以参考上文描述。

上述各实施方式中，也可以不利用伸缩缸进行轮毂100和塔筒200位置的锁定，可以利用机组的锁定装置，即设置于风力发电机转子和定子之间的锁定销对轮毂100位置进行锁定。

当然，各转动单元的布置也不局限于上述描述，如图8和图9中给出了转动单元另外一种布置形式。

本文还提供一种用于转动风力发电机轮毂100的装置，其结构如图8所示。该装置包括至少两个转动单元80。转动单元80包括柔性带82、用于收放柔性带82的动力部件81、安装座、转动体和锁定装置；柔性带82的自由端可松开连接转动体，在动力部件81的驱动下，柔性带带动转动体转动。锁定装置，用于锁定或解锁所述轮毂100的位置。

该实施方式与上述实施方式的不同主要在于：第一、本实施方式采用柔性带拉动转动体转动，而上述实施方式采用伸缩缸；第二、本实施方式的锁定装置与上述实施方式不完全相同，具体详见以下介绍。

本实施方式中转动体、安装座的结构可以与上文描述相同，此处不做详细介绍，请参考上文。以下主要针对柔性带82、动力部件81和锁定装置进行详细介绍。

柔性带82可以为柔性链条，也可以为柔性拉绳，动力部件81可以包括电机和卷轴，柔性带82的一端缠绕于卷轴，伸出端可拆卸连接转动体。动力部件81驱动卷轴转动以实现将柔性带82收纳于卷轴上。

当然，动力部件81也可以为其他部件，例如液压马达。

如图9所示，本文示出了设置六个转动单元80的实施方式，为了便于描述，自左向右定义为第一转动单元80a、第二转动单元80b、第三转动单元80c、第四转动单元80d、第五转动单元80e和第六转动单元80f。动力部件分别为81a、81b、81c、81d、81e和81f；柔性带分别为82a、82b、82c、82d、82e和82f。

例如，当驱动转子顺时针转动时，动力部件81a至81f分别将拉动柔性带82a至82f，柔性带缩短进而拉动环形转盘20转动。驱动转子逆时针和顺时针转动的驱动力基本上相同。

该实施例中的锁定装置可以为机组的锁定装置，即设置于风力发电机转子和定子之间的锁定销。

具体地，该实施方式驱动轮毂100转动方式为：

第一步、驱动动力部件拉动柔性带82带动环形转盘20转动；

第二步、利用锁定装置锁定轮毂100和机座的位置；

第三步、松开柔性带82与环形转盘20的连接，并将柔性带82连接于环形转盘20的下一工位的连接位置，此时柔性带恢复至转动前的初始状态；

第四步、解锁锁定装置以解锁轮毂100和机座的位置，重复以上步骤，实现轮毂100转动。

动力部件81驱动柔性带82拉动轮毂100转动一次的角度可以为7.5度、15度或者22.5度。

在上述用于转动风力发电机轮毂100的装置的基础上，本发明还进一步提供了一种风力发电机，如图5所示，轮毂100的外端面设置有若干销孔101，各销孔101可以沿周向布置，销孔101与上述实施例中用于转动风力发电机轮毂100的装置的锁定部配合锁定。

以上对本发明所提供的一种用于转动风力发电机轮毂的装置、方法及风力发电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (31)

1.一种用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，包括至少两个转动单元(50)，所述转动单元(50)包括：

伸缩缸(51)；

安装座，用于连接所述伸缩缸(51)的固定端部与风力发电机的塔筒(200)，且所述安装座与所述塔筒(200)可拆卸地连接；

转动体，周向转动安装于所述安装座，二者绕水平轴转动连接；并且所述转动体还设置有锁定部，用于锁定所述转动体与风力发电机的轮毂(100)的周向位置，所述锁定部与所述轮毂(100)可拆卸地连接；

销体(52)，所述伸缩缸(51)的活动端部通过所述销体(52)可松开地连接所述转动体，通过所述伸缩缸(51)的冲程运动，驱动所述转动体相对于安装座进行转动。

2.如权利要求1所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所有转动单元(50)分为两组，在第一组转动单元的销体(52)从所述转动体上拆卸，以及重新固定在转动体上的过程中，第二组转动单元的销体(52)与转动体固定连接。

3.如权利要求1或2所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所有所述转动单元的转动体连接形成一体环形转盘(20)，各所述伸缩缸的活动部沿周向可松开固定在所述环形转盘(20)的内周壁。

4.如权利要求3所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述环形转盘(20)为筒状，其包括周壁和底壁，所述锁定部设置于所述底壁朝向所述轮毂(100)的外壁。

5.如权利要求4所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所有所述转动单元的安装座形成一定轴(10)，所述定轴(10)与所述环形转盘(20)同轴，所述环形转盘(20)转动安装于所述定轴(10)上，各所述伸缩缸的固定部沿周向连接于所述定轴(10)的外周壁，且位于所述环形转盘(20)的周壁围成的内腔中。

6.如权利要求5所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，还包括固定连接于所述定轴(10)的夹持部(30)，用于夹紧或者松开所述塔筒(200)。

7.如权利要求6所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，还包括连接板(40)，所述连接板(40)的上端固定连接所述定轴(10)，所述夹持部(30)包括两个夹板，所述两个夹板的外端部固定于所述连接板(34)，两个所述夹板的自由端部具有与所述塔筒(200)的外表面相匹配的轮廓；

所述夹持部(30)还包括驱动所述两个夹板的自由端部相对张开和合拢的驱动部件(33)。

8.如权利要求7所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述夹板的自由端部与所述塔筒(200)配合夹紧面上设置有若干橡胶部件，所述夹板的自由端部通过所述橡胶部件夹紧所述塔筒(200)。

9.如权利要求8所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述橡胶部件为橡胶滚轮(34)。

10.如权利要求7所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述驱动部件(33)为伸缩缸或者电机链条组件或者丝杠装置。

11.如权利要求7所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，还包括维护平台(60)，所述维护平台(60)固定于所述连接板(40)上端。

12.如权利要求4至11任一项所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述锁定部为销轴。

13.如权利要求3所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述环形转盘(20)的内周壁沿周向设置有若干耳板，所述耳板上设置有与所述销体相配合的安装孔。

14.如权利要求3所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，还包括锁定装置，所述锁定装置为设置于风力发电机转子和定子之间的锁定销。

15.如权利要求1至14任一项所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，各个所述转动单元(50)的伸缩缸沿所述安装座的周向顺向设置。

16.如权利要求1至14任一项所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所有转动单元(50)分为第一部分和第二部分，在驱动所述轮毂(100)转动时，第一部分转动单元(50)的伸缩缸(51)与第二部分转动单元(50)的伸缩缸(51)运动趋势相反。

17.一种使用权利要求1至16任一项所述的装置驱动轮毂(100)转动的方法，其特征在于，该方法包括：

将预先组装好的装置吊装至轮毂(100)处，通过锁定部锁定转动体与轮毂(100)的位置，并将安装座固定至塔筒(200)；

控制伸缩缸(51)执行冲程运动，驱动转动体相对于塔筒(200)转动，进而带动轮毂(100)转动。

18.一种用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，包括至少两个转动单元(80)，所述转动单元(80)包括：

柔性带(82)以及用于收放所述柔性带(82)的动力部件(81)；

安装座，用于固定所述动力部件以及连接风力发电机的塔筒(200)，且所述安装座与所述塔筒(200)可拆卸地连接；

转动体，周向转动安装于所述安装座，二者绕水平轴转动连接；并且所述转动体还设置有锁定部，所述锁定部与所述轮毂(100)可拆卸地连接；柔性带的自由端可松开连接所述转动体，在所述动力部件的驱动下，所述柔性带带动所述转动体转动；

锁定装置，用于锁定或解锁所述轮毂(100)的位置。

19.如权利要求18所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所有所述转动单元的转动体连接形成一体环形转盘(20)，各所述柔性带(82)的自由端可松开固定在所述环形转盘(20)的内周壁。

20.如权利要求19所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述环形转盘(20)为筒状，其包括周壁和底壁，所述锁定部设置于所述底壁朝向所述轮毂(100)的外壁。

21.如权利要求20所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所有所述转动单元的安装座形成一定轴(10)，所述定轴(10)与所述环形转盘(20)同轴，所述环形转盘(20)转动安装于所述定轴(10)上，各所述动力部件沿周向安装于所述定轴(10)的外周壁，且位于所述环形转盘(20)的周壁围成的内腔中。

22.如权利要求21所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，还包括固定连接于所述定轴(10)的夹持部(30)，用于夹紧或者松开所述塔筒(200)。

23.如权利要求22所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，还包括连接板(34)，所述连接板(34)的上端固定连接所述定轴(10)，所述夹持部(30)包括两个夹板，所述两个夹板的外端部固定于所述连接板(34)，两个所述夹板的自由端部具有与所述塔筒(200)的外表面相匹配的轮廓；

所述夹持部(30)还包括驱动所述两个夹板的自由端部相对张开和合拢的驱动部件(33)。

24.如权利要求23所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述夹板的自由端部与所述塔筒(200)配合夹紧面上设置有若干橡胶部件，所述夹板的自由端部通过所述橡胶部件夹紧所述塔筒(200)。

25.如权利要求24所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述橡胶部件为橡胶滚轮(34)。

26.如权利要求23所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述驱动部件(33)为伸缩缸或者电机链条组件或者丝杠装置。

27.如权利要求23所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，还包括维护平台(60)，所述维护平台(60)固定于所述连接板(34)上端。

28.如权利要求18至27任一项所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述锁定装置为设置于风力发电机转子和定子之间的锁定销。

29.如权利要求18至27任一项所述的用于转动风力发电机轮毂的装置，其特征在于，所述动力部件包括电机和卷轴，所述电机和所述卷轴均安装于所述安装座，所述柔性带的一端缠绕于所述卷轴，其伸出端可拆卸连接转动体，所述电机驱动所述卷轴转动以实现所述柔性带收纳于所述卷轴。

30.一种使用权利要求18至29任一项所述的装置驱动轮毂(100)转动的方法，其特征在于，该方法包括：

将预先组装好的装置吊装至轮毂(100)处，通过锁定部锁定转动体与轮毂(100)的位置，并将安装座固定至塔筒(200)；同时锁定装置处于解锁位置；

控制动力部件拉动柔性带(82)，以带动转动体和轮毂(100)相对于塔筒(200)转动。

31.一种风力发电机组，包括轮毂(100)、转子、定子，其特征在于，所述轮毂(100)的外端面设置有若干销孔(101)，所述销孔(101)与权利要求1至16、18至29任一项所述的用于转动风力发电机轮毂的装置的锁定部配合连接。