CN107269476A - 一种风电机组塔架升降式维护平台系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组塔架升降式维护平台系统，塔架内设有底部平台和顶部平台；执行机构，包括固定设置在顶部平台和底部平台之间的运行导轨，以及活动连接在运行导轨上的升降平台；驱动装置，包括驱动电机和驱动钢丝绳，驱动电机的输出轴通过驱动钢丝绳与升降平台连接；监控装置，包括顶部定位传感器和底部定位传感器，顶部定位传感器和底部定位传感器均用于检测升降平台的位置；控制单元，包括主控制模块和手动控制模块，主控制模块与驱动电机、手动控制模块、顶部定位传感器及底部定位传感器连接，用于控制驱动电机启停。本发明的风电机组塔架升降式维护平台系统，可以根据运维需求在任意位置启停，并且可自动升降，结构简单，使用方便。

Description

一种风电机组塔架升降式维护平台系统

技术领域

本发明涉及风电机组维护技术领域，特别是涉及一种风电机组塔架升降式维护平台系统。

背景技术

随着大功率和超低风速风电机组的大量研发装机，风机塔架高度和直径也不断升高和加大，而且风电机组塔架形式也日趋多样化，如分片式和混凝土式等，风电机组的现场运维工作量显著增加。由于大功率兆瓦级风电机组塔架高，运维人员要进入机舱和塔架开展维护作业，都必须耗费大量体力攀爬，目前风电机组维护平台都是固定在原始设计高度，无法完成对塔架在无平台位置的任意高度进行维护。

硬缆电缆架的位置为自上而下纵向排列，虽然其位置设计的离爬梯较近，但是运维人员在爬梯上对其进行维护仍有一定的难度，也有很大的安全隐患。另一方面随着日趋多样化的风电机组塔架形式，如分片式塔架和混凝土塔架每个高度位置都有锚栓和螺栓，虽然用的都是免维护螺栓或锚栓，由于风力发电机组摇摆、振动等难免会出现螺栓松动或损坏现象，而现在的平台无法完成对其的维护工作。

因此，如何创设一种可以根据运维需求在任意位置启停，并且可自动升降的风电机组塔架升降式维护平台，成为当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可根据运维需求在任意位置启停，并且可以自动升降的风电机组塔架升降式维护平台，以克服现有的风电机组维护平台都是固定在原始设计高度，无法完成对塔架在无平台位置的任意高度进行维护的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风电机组塔架升降式维护平台系统，所述塔架内设有底部平台和顶部平台，包括执行机构、驱动装置、监控装置及控制单元；所述执行机构，包括固定设置在所述顶部平台和底部平台之间的运行导轨，以及活动连接在所述运行导轨上的升降平台；所述驱动装置，包括驱动电机和驱动钢丝绳，所述驱动电机的输出轴通过所述驱动钢丝绳与所述升降平台连接；所述监控装置，包括顶部定位传感器和底部定位传感器，所述顶部定位传感器和底部定位传感器均用于检测所述升降平台的位置；所述控制单元，包括主控制模块和手动控制模块，所述主控制模块与所述驱动电机、手动控制模块、顶部定位传感器及底部定位传感器连接，用于根据所述手动控制模块的指令、以及接收到的所述顶部定位传感器和底部定位传感器采集的所述升降平台位置信息，控制所述驱动电机启停。

作为本发明的一种改进，所述驱动电机的输出轴连接有曳引轮，所述底部平台设有与所述曳引轮相对应的转向轮，所述驱动钢丝绳绕接在所述曳引轮和转向轮之间，所述升降平台与所述驱动钢丝绳固定连接。

进一步改进，所述驱动装置还包括平台吊梁，所述平台吊梁设置在所述顶部平台的底部，所述驱动电机安装在所述平台吊梁上方。

进一步改进，所述运行导轨的数量为两根，两根所述运行导轨以所述塔架的轴心线为中心线对称设置；所述驱动电机的数量为两台，两台所述驱动电机分别通过驱动钢丝绳与所述升降平台连接，两根所述驱动钢丝绳也以所述塔架的轴心线为中心线对称设置；两根所述运行导轨所形成的平面垂直于两根所述驱动钢丝绳所形成的平面。

进一步改进，所述运行导轨上设置有导轨槽，所述升降平台上设有与所述导轨槽相对应的滑轮，所述升降平台通过所述滑轮和导轨槽配合活动连接在所述运行导轨上。

进一步改进，所述运行导轨上还设置有防坠落锁紧机构。

进一步改进，所述顶部定位传感器和底部定位传感器均设置在所述运行导轨的导轨槽内，并与所述滑轮配合检测所述升降平台的位置。

进一步改进，所述顶部定位传感器和底部定位传感器的数量均为两个。

进一步改进，所述升降平台包括顶板和底板，所述顶板和底板之间通过护栏连接，所述顶板和底板上分别设置有顶部开口和底部开口，所述顶部平台和底部平台上分别设置有与所述顶部开口和底部开口相对应的顶部爬梯和底部爬梯。

进一步改进，所述控制单元还包括遥控模块，所述主控制模块与所述遥控模块无线连接，所述主控制模块还用于根据所述遥控模块的指令控制所述驱动电机启停；在所述主控制模块中，所述顶部定位传感器和底部定位传感器传送的信息优先级高于所述手动控制模块的指令信息，所述手动控制模块的指令信息优先级高于所述遥控模块的指令信息。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明的风电机组塔架升降式维护平台系统，通过主控制模块、手动控制模块、顶部定位传感器和底部定位传感器的配合控制驱动电机启停，可以实现升降平台根据运维需求在任意位置启停，并且可自动升降，结构简单，使用方便。

2、设置平台吊梁，可以使升降平台、驱动电机等装置的重力均匀的作用在顶部平台上，避免局部压强过大造成顶部平台受损。

3、将升降平台设置成包括顶板和底板的轿厢使结构，能防止运维人员被高空坠物所伤，顶板和底板之间通过护栏连接，便于运维人员可以将维修设备或手臂从护栏伸出对塔架进行维护。

4、通过两根运行导轨和两根驱动钢丝绳配合，可以使升降平台与塔架同向摆动，避免升降平台撞击塔架，而且设置两台驱动电机有益于提高升降平台的载重，并且能够避免因一台驱动电机出现故障而发生险情。

5、两个顶部定位传感器和底部定位传感器，互为冗余，避免因定位传感器故障发生冲顶或撞击底部平台的险情。

6、通过设置遥控模块，可以实现升降平台的遥控升降，操控方便。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明风电机组塔架升降式维护平台系统中的升降平台位于塔架底部时的结构示意图；

图2是本发明风电机组塔架升降式维护平台系统中的升降平台位于塔架顶部时的结构示意图；

图3是本发明风电机组塔架升降式维护平台系统的部分结构示意图；

其中，1、塔架，2、底部平台，3、扭缆平台，4、升降平台，5、运行导轨，6、驱动电机，7、驱动钢丝绳，8、顶部爬梯，9、底部爬梯。

具体实施方式

参见图1至图3所示，本发明的风电机组塔架升降式维护平台系统，包括驱动装置、执行机构、监控装置及控制单元，可根据运维需求在任意位置启停，并且可自动升降，结构简单，使用方便。

具体的，塔架1的顶端和底端分别设置有顶部平台和底部平台2，顶部平台通常为扭转平台，本实施例以扭转平台为例对本发明的技术方案进行说明。

驱动装置包括平台吊梁、驱动电机6、曳引轮、驱动钢丝绳7、转向轮及张紧装置；平台吊梁设置在扭转平台的底部，驱动电机6安装在平台吊梁上方，驱动电机6采用的是直角减速电机，可以正向和反向转动，直角减速电机的输出轴与曳引轮连接，转向轮设置在底部平台2上并与曳引轮相对应，驱动钢丝绳7绕接在曳引轮和转向轮之间，驱动钢丝绳7在直角减速电机的驱动下可以在曳引轮和转向轮之间移动。张紧装置靠近曳引轮设置，用于张紧驱动钢丝绳7。驱动装置也可采用包括平台吊梁、驱动电机6、绞盘、驱动钢丝绳7的技术方案，如可将驱动电机6同样安装在平台吊梁上，驱动电机6的输出轴与绞盘连接，驱动钢丝绳7的一端与绕接在绞盘上，另一端与升降平台4连接。

执行机构包括运行导轨5和升降平台4，运行导轨5沿塔架1轴向设置，固定连接在底部平台2和扭缆平台3之间。运行导轨5上沿轴向设置有导轨槽，升降平台4上设置有与导轨槽相对应的滑轮，滑轮滑动连接在导轨槽内，升降平台4通过滑轮和导轨槽相配合活动连接在运行导轨5上，升降平台4还与驱动钢丝绳7固定连接，驱动电机6通过驱动钢丝绳7带动升降平台4实现升降。

作为优选方案，可设置两根运行导轨5，两根运行导轨5以塔架1的轴心线为中心线对称设置，同时设置两台驱动电机6，两台驱动电机6分别通过驱动钢丝绳7与升降平台4连接，两根驱动钢丝绳7也以塔架1的轴心线为中心线对称设置，两根运行导轨5所形成的平面垂直于两根驱动钢丝绳7所形成的平面。通过两根运行导轨5和两根驱动钢丝绳7配合，可以使升降平台4与塔架同向摆动，避免升降平台4撞击塔架1，而且设置两台驱动电机6有益于提高升降平台4的载重，并且能够避免因一台驱动电机6出现故障而发生险情。

此外，该运行导轨5上还设置有防坠落锁紧机构，当升降平台4下降速度达到预设阈值时，防坠落锁紧机构会卡死升降平台4，防止其进一步坠落，保护运维人员的人身安全。

为进一步保护运维人员的人身安全，防止运维人员被高空坠物所伤，该升降平台4采用轿厢式结构，包括顶板和底板，顶板和底板之间通过护栏连接，以便于运维人员可将维修设备或手臂从护栏伸出对塔架1进行维护。顶板和底板上分别设置有顶部开口和底部开口，扭缆平台3和底部平台2上分别设置有与顶部开口和底部开口相对应的顶部爬梯8和底部爬梯9，当升降平台4上升至塔架1顶部时，顶部爬梯8从顶部开口伸入到升降平台4内，运维人员可通过顶部爬梯8登上扭缆平台3，当升降平台4下降至塔架1底部时，底部爬梯9从底部开口伸入到升降平台4内，运维人员可通过底部爬梯9下到底部平台2上。

监控装置包括顶部定位传感器和底部定位传感器，顶部定位传感器和底部定位传感器分别设置在运行导轨5上靠近顶端和底端的位置，用于检测升降平台4的位置。例如，可将顶部定位传感器和底部定位传感器设置在运行导轨5的导轨槽内，可通过升降平台4上的滑轮触发顶部定位传感器和底部定位传感器，以识别升降平台4的位置。作为优选方案，可设置两套顶部定位传感器和底部定位传感器，分别设置在两个运行导轨5上，互为冗余，避免因定位传感器故障导致无法识别升降平台4的位置。

控制单元包括主控制模块、手动控制模块和遥控模块，主控制模块分别与驱动电机6和手动控制模块电连接，并且分别与遥控模块、顶部定位传感器及底部定位传感器无线连接。主动控制模块用于根据手动控制模块和遥控模块的指令、以及顶部定位传感器及底部定位传感器采集的升降平台4的位置信息，控制驱动电机6启停，以实现升降平台4的自动升降。其中，顶部定位传感器和底部定位传感器传送的信息优先级高于手动控制模块的指令信息，手动控制模块的指令信息优先级高于遥控模块的指令信息。

配合图1和图2所示，本发明风电机组塔架升降式维护平台系统的工作原理如下：

该塔架升降式维护平台使用时主要包含四种工况：升降平台4手动控制上升至扭缆平台3工况、升降平台4手动控制下降至底部平台2工况、中间停止进行塔架1维护工况及升降平台4遥控上升至扭缆平台3工况。四种工况分别对应：升降平台4自起始平台上升至扭缆平台3位置停止后运维人员进入机舱进行维护作业；升降平台4自扭缆平台3位置下降至底部平台2后运维人员离开塔架1；升降平台4上升至任意高度位置运维人员进行维护作业；以及运维人员离开升降平台4后将升降平台4遥控上升至扭缆平台3位置四种情况，以下分别说明。

升降平台4手动控制上升至扭缆平台3工况，升降平台4上升过程中，选择手动控制模式，运维人员控制手动控制模块，触发上升指令，遥控模块不起作用；主控制模块根据手动控制模块上的上升指令，启动直角减速电机，直角减速电机带动曳引轮旋转，使升降平台4沿着运行导轨5上升，上升至扭缆平台3位置时，触发靠近运行导轨5顶端的两个顶部定位传感器中任意一个，顶部定位传感器将采集到升降平台4位置信号发送至主控制模块，主控制模块控制驱动电机6停止运行，升降平台4停止。

升降平台4手动控制下降至底部平台2工况，升降平台4下降过程中，选择手动控制模式，触发下降指令，遥控不起作用；主控制模块根据手动控制模块的下降指令，启动直角减速电机旋转，直角减速电机带动曳引盘逆向旋转，使升降平台4运行下降，下降至底部平台2位置时，触发靠近运行导轨5底端的两个底部定位传感器中任意一个，底部定位传感器将采集到的升降平台4位置信号发送至主控制模块，主控制模块控制驱动电机6停止运行，升降平台4停止。

中间停止进行塔架1维护工况，升降平台4在上升或下降运行过程中，选择手动控制模式，触发上升、下降或停止指令，遥控不起作用；主控制模块根据手动控制模块上的上升、下降或停止指令，可将升降平台4停在底部平台2与扭缆平台3中间的任意高度位置对塔架1及内附件进行维护作业。为方便维护作业时取电，可在塔架1内壁上每隔5米安装2孔和3孔插座各一个。

升降平台4遥控上升至扭缆平台3位置工况，在执行完升降平台4下降至底部平台2工况后，将升降平台4选择为遥控模式，运维人员到达底部平台2后，通过遥控模块触发上升指令，使升降平台4自动上升至扭缆平台3位置，下次使用时只需通过遥控模块触发下降指令，自动下降到起始平台位置。

本发明的风电机组塔架升降式维护平台系统，使用手动控制模块和主控制模块控制驱动电机启停，实现了升降平台在任意位置启动和自动升降，通过在运行导轨上安装防坠落机构，能够防止升降平台高空坠落，通过设置顶部定位传感器和底部定位传感器，可避免升降平台冲顶或撞击底部。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风电机组塔架升降式维护平台系统，所述塔架内设有底部平台和顶部平台，其特征在于，包括执行机构、驱动装置、监控装置及控制单元；

所述执行机构，包括固定设置在所述顶部平台和底部平台之间的运行导轨，以及活动连接在所述运行导轨上的升降平台；

所述驱动装置，包括驱动电机和驱动钢丝绳，所述驱动电机的输出轴通过所述驱动钢丝绳与所述升降平台连接；

所述监控装置，包括顶部定位传感器和底部定位传感器，所述顶部定位传感器和底部定位传感器均用于检测所述升降平台的位置；

所述控制单元，包括主控制模块和手动控制模块，所述主控制模块与所述驱动电机、手动控制模块、顶部定位传感器及底部定位传感器连接，用于根据所述手动控制模块的指令、以及接收到的所述顶部定位传感器和底部定位传感器采集的所述升降平台位置信息，控制所述驱动电机启停。

2.根据权利要求1所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述驱动电机的输出轴连接有曳引轮，所述底部平台设有与所述曳引轮相对应的转向轮，所述驱动钢丝绳绕接在所述曳引轮和转向轮之间，所述升降平台与所述驱动钢丝绳固定连接。

3.根据权利要求2所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述驱动装置还包括平台吊梁，所述平台吊梁设置在所述顶部平台的底部，所述驱动电机安装在所述平台吊梁上方。

4.根据权利要求3所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述运行导轨的数量为两根，两根所述运行导轨以所述塔架的轴心线为中心线对称设置；所述驱动电机的数量为两台，两台所述驱动电机分别通过驱动钢丝绳与所述升降平台连接，两根所述驱动钢丝绳也以所述塔架的轴心线为中心线对称设置；两根所述运行导轨所形成的平面垂直于两根所述驱动钢丝绳所形成的平面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述运行导轨上设置有导轨槽，所述升降平台上设有与所述导轨槽相对应的滑轮，所述升降平台通过所述滑轮和导轨槽配合活动连接在所述运行导轨上。

6.根据权利要求5所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述运行导轨上还设置有防坠落锁紧机构。

7.根据权利要求5所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述顶部定位传感器和底部定位传感器均设置在所述运行导轨的导轨槽内，并与所述滑轮配合检测所述升降平台的位置。

8.根据权利要求7所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述顶部定位传感器和底部定位传感器的数量均为两个。

9.根据权利要求1所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述升降平台包括顶板和底板，所述顶板和底板之间通过护栏连接，所述顶板和底板上分别设置有顶部开口和底部开口，所述顶部平台和底部平台上分别设置有与所述顶部开口和底部开口相对应的顶部爬梯和底部爬梯。

10.根据权利要求1所述的风电机组塔架升降式维护平台系统，其特征在于，所述控制单元还包括遥控模块，所述主控制模块与所述遥控模块无线连接，所述主控制模块还用于根据所述遥控模块的指令控制所述驱动电机启停；

在所述主控制模块中，所述顶部定位传感器和底部定位传感器传送的信息优先级高于所述手动控制模块的指令信息，所述手动控制模块的指令信息优先级高于所述遥控模块的指令信息。