CN112160869B - 一种风电机组叶轮防过速保护装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组叶轮防过速保护装置及控制方法，包括风电机组本体，风电机组本体的内部安装有发电机，发电机的一侧通过机轴固定连接有行星齿轮增速箱，行星齿轮增速箱穿过风电机组本体的一侧固定连接有轮毂，风电机组本体的内部安装有电气柜，电气柜的内部固定连接有隔板，隔板的顶端设置有PLC控制板，电气柜的一侧通过铰链连接有门体，门体的上端嵌合连接有观察窗，门体的下端嵌合连接有散热网。本发明通过转速传感器可以感应轮毂工作时的转速，并通过连接线将监测数值传送给PLC控制板，对轮毂的转速实时监测，且通过拉动托板使转速传感器的安装位置可调节，便于对轮毂的转速感应，通过C型固定架，便于转速传感器的安装与拆卸。

Description

一种风电机组叶轮防过速保护装置及控制方法

技术领域

本发明属于风力发电领域，具体为风力发电机组轮毂的一种超速监测保护装置及控制方法。

背景技术

风能，作为一种已开发的清洁能源，已经较为普遍地应用于多个领域，风力发电机组包括风轮、发电机，风轮中含叶片、轮毂、加固件等，风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成，其叶轮与轮毂转动时，需要对其进行控制，过快的转动会造成发电机组的损坏。

现有的风力发电机组轮毂的超速监测保护装置，在其使用的过程中，无法对其轮毂的转速进行实时监测，其轮毂转速过快后，通常需要调整叶轮的角度进行减速，无法快速的对其进行减速作业。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的风力发电机组轮毂的超速监测保护装置，在其使用的过程中，无法对其轮毂的转速进行实时监测，其轮毂转速过快后，通常需要调整叶轮的角度进行减速，无法快速的对其进行减速作业的缺点，而提出的一种风电机组叶轮防过速保护装置及控制方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种风电机组叶轮防过速保护装置，包括风电机组本体，其特征在于，所述风电机组本体的内部安装有发电机，所述发电机的一侧通过机轴固定连接有行星齿轮增速箱，所述行星齿轮增速箱穿过风电机组本体的一侧固定连接有轮毂，所述风电机组本体的内部安装有电气柜，所述电气柜的内部固定连接有隔板，所述隔板的顶端设置有PLC控制板，所述电气柜的一侧通过铰链连接有门体，所述门体的上端嵌合连接有观察窗，所述门体的下端嵌合连接有散热网，所述风电机组本体的顶端安装有监测机构，所述监测机构包括焊接连接在风电机组本体顶端的第一支撑架，所述第一支撑架的顶端焊接连接有承载板，所述承载板的顶端开设有两个滑槽，所述滑槽的内部套接插设有滑块，所述滑块的顶端固定连接有托板，所述托板的一侧螺纹连接有第一手拧螺栓，所述第一手拧螺栓与滑槽活动连接，所述托板的顶端活动连接有转速传感器，所述转速传感器的表面活动套接有C型固定架，所述C型固定架通过螺栓与托板固定连接，所述转速传感器通过C型固定架与托板构成固定结构，所述风电机组本体与轮毂之间安装有减速机构，所述减速机构的一侧安装有更换机构，所述隔板的顶端安装有固线结构。

进一步的，所述托板通过滑块与滑槽构成滑动结构，且托板通过第一手拧螺栓与滑槽构成固定结构。

进一步的，所述减速机构包括固定连接在风电机组本体内壁的导向管，所述导向管的内部一端套接连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的一端固定连接有支撑板，所述支撑板与风电机组本体的内壁焊接连接，所述电动伸缩杆的另一端固定连接有连接杆，所述连接杆的另一端焊接连接有安装板，所述安装板的表面活动连接有凸型橡胶块。

进一步的，所述安装板与导向管的内部活动套接，且安装板通过电动伸缩杆与支撑板构成伸缩结构。

进一步的，所述固线结构包括焊接连接在隔板顶端的第二支撑架，所述第二支撑架的内部固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧的底端固定连接有压板。

进一步的，所述压板与隔板活动连接，且压板通过复位弹簧与第二支撑架构成弹性伸缩结构。

进一步的，所述更换机构包括焊接连接在安装板一侧的两个L型板，所述L型板的内部螺纹连接有第二手拧螺栓，所述第二手拧螺栓的端部固定连接有夹板。

进一步的，所述夹板与凸型橡胶块活动连接，所述凸型橡胶块通过夹板与安装板构成可拆卸结构。

所述的风电机组叶轮防过速保护装置的控制方法，包括轮毂转速的监测、轮毂的减速、连接线的夹紧固定和减速橡胶块的维护更换，所述轮毂转速的监测步骤为：

步骤一、通过C型固定架配合固定螺栓将转速传感器固定在托板上；

步骤二、拉动托板，使其通过滑块在滑槽内移动，移动至合适位置，贴近旋转的轮毂；

步骤三、转动第一手拧螺栓，将托板固定住；

步骤四、通过连接线将转速传感器与PLC控制板相连接。

所述轮毂的减速步骤为：

步骤一、通过转速传感器将轮毂转速检测的数值传送给PLC控制板，PLC控制板内预设有转速数值范围；

步骤二、转速检测的数值高于PLC控制板内预设值时，预设的程序控制电动伸缩杆工作；

步骤三、电动伸缩杆推动着连接杆、安装板以及凸型橡胶块向轮毂处移动；

步骤四、凸型橡胶块挤压轮毂使其减速。

所述连接线的夹紧固定步骤为：

步骤一、转速传感器的连接线穿过第二支撑架的底端与PLC控制板相连接；

步骤二、复位弹簧向下挤压着压板；

步骤三、压板挤压着连接线，将其挤压固定在隔板表面。

所述减速橡胶块的维护更换步骤为：

步骤一、手动转动第二手拧螺栓，第二手拧螺栓带动着夹板移动；

步骤二、夹板移动松动安装板上的凸型橡胶块；

步骤三、将新的凸型橡胶块卡合在L型板内部，反向转动第二手拧螺栓，通过夹板将其挤压固定。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本发明中，在监测机构的作用下，通过转速传感器可以感应轮毂工作时的转速，并通过连接线将监测数值传送给PLC控制板，对轮毂的转速实时监测，且通过拉动托板使转速传感器的安装位置可调节，便于对轮毂的转速感应，通过C型固定架，便于转速传感器的安装与拆卸。

2、本发明中，在减速机构的作用下，通过电动伸缩杆可以推动着连接杆，使得一侧的安装板与凸型橡胶块贴合轮毂的一侧，对其挤压进行减速，防止轮毂的转速过快，造成叶片与风电机组本体内部零件损坏。

3、本发明中，在固线结构的作用下，通过预设的复位弹簧，可以带动着压板向下移动，将转速传感器与PLC控制板之间的连接线进行夹紧固定，防止连接线受到风力的拉扯，与PLC控制板的插接处造成断联的情况发生。

4、本发明中，在更换机构的作用下，通过转动第二手拧螺栓，可以带动着夹板伸缩移动，通过夹板可以便于凸型橡胶块的安装与拆卸，便于凸型橡胶块磨损后的更换。

5、本发明中，通过PLC控制板内预设的程序，可以当轮毂过快时带动着凸型橡胶块对其减速，且当转速正常时，可以使得凸型橡胶块松开轮毂，通过门体的观察窗与散热网，可以对电气柜内部的元器件进行观察，并防止内部温度过高造成的损坏。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中电气柜内部的结构示意图；

图3为本发明中监测机构的结构示意图；

图4为本发明中监测机构侧面的结构示意图；

图5为本发明中减速机构的结构示意图；

图6为本发明中固线结构侧面的结构示意图；

图7为本发明中更换机构的结构示意图。

图中：风电机组本体1、发电机2、行星齿轮增速箱3、轮毂4、电气柜5、隔板6、PLC控制板7、门体8、观察窗9、散热网10、监测机构11、第一支撑架1101、承载板1102、滑槽1103、滑块1104、托板1105、第一手拧螺栓1106、转速传感器1107、C型固定架1108、减速机构12、导向管1201、电动伸缩杆1202、支撑板1203、连接杆1204、安装板1205、凸型橡胶块1206、固线结构13、第二支撑架1301、复位弹簧1302、压板1303、更换机构14、 L型板1401、第二手拧螺栓1402、夹板1403。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1至图7，一种风电机组叶轮防过速保护装置，包括风电机组本体1，风电机组本体1的内部安装有发电机2，发电机2的一侧通过机轴固定连接有行星齿轮增速箱3，行星齿轮增速箱3穿过风电机组本体1的一侧固定连接有轮毂4，风电机组本体1的内部安装有电气柜5，电气柜5的内部固定连接有隔板6，隔板6的顶端设置有PLC控制板7，电气柜5的一侧通过铰链连接有门体8，门体8的上端嵌合连接有观察窗9，门体8的下端嵌合连接有散热网10，风电机组本体1的顶端安装有监测机构11，监测机构11包括焊接连接在风电机组本体1顶端的第一支撑架1101，第一支撑架1101的顶端焊接连接有承载板1102，承载板1102的顶端开设有两个滑槽1103，滑槽1103的内部套接插设有滑块1104，滑块1104的顶端固定连接有托板1105，托板1105的一侧螺纹连接有第一手拧螺栓1106，第一手拧螺栓1106与滑槽1103活动连接，托板1105的顶端活动连接有转速传感器1107，转速传感器1107的表面活动套接有C型固定架1108，C型固定架1108通过螺栓与托板1105固定连接，转速传感器1107通过C型固定架1108与托板1105构成固定结构，风电机组本体1与轮毂4之间安装有减速机构12，减速机构12的一侧安装有更换机构14，隔板6的顶端安装有固线结构13，PLC控制板7通过连接线接通电动伸缩杆1202，通过转速传感器1107，可以将轮毂4的转速数值传递给PLC控制板7，PLC控制板7内预设有转速数值范围。

具体的，托板1105通过滑块1104与滑槽1103构成滑动结构，且托板1105通过第一手拧螺栓1106与滑槽1103构成固定结构，托板1105可以带动着转速传感器1107移动，调节安装位置。

具体的，减速机构12包括固定连接在风电机组本体1内壁的导向管1201，导向管1201的内部一端套接连接有电动伸缩杆1202，电动伸缩杆1202的一端固定连接有支撑板1203，支撑板1203与风电机组本体1的内壁焊接连接，电动伸缩杆1202的另一端固定连接有连接杆1204，连接杆1204的另一端焊接连接有安装板1205，安装板1205的表面活动连接有凸型橡胶块1206，通过PLC控制板7内预设的程序，当转速传感器1107传递的数值高于预设值时，PLC控制板7控制着电动伸缩杆1202推动连接杆1204。

具体的，安装板1205与导向管1201的内部活动套接，且安装板1205通过电动伸缩杆1202与支撑板1203构成伸缩结构，通过连接杆1204可以推动着安装板1205向轮毂4移动，安装板1205表面安装的凸型橡胶块1206可以挤压减速轮毂4。

具体的，固线结构13包括焊接连接在隔板6顶端的第二支撑架1301，第二支撑架1301的内部固定连接有复位弹簧1302，复位弹簧1302的底端固定连接有压板1303，通过预设的复位弹簧1302，可以带动着压板1303向下移动，挤压转速传感器1107与PLC控制板7的连接线。

具体的，压板1303与隔板6活动连接，且压板1303通过复位弹簧1302与第二支撑架1301构成弹性伸缩结构，通过压板1303可以将连接线挤压固定在隔板6的表面。

具体的，更换机构14包括焊接连接在安装板1205一侧的两个L型板1401，L型板1401的内部螺纹连接有第二手拧螺栓1402，第二手拧螺栓1402的端部固定连接有夹板1403，手动转动第二手拧螺栓1402，可以带动着夹板1403伸缩移动。

具体的，夹板1403与凸型橡胶块1206活动连接，凸型橡胶块1206通过夹板1403与安装板1205构成可拆卸结构，便于对凸型橡胶块1206进行安装和拆卸。

一种风电机组叶轮防过速保护装置的控制方法，包括轮毂转速的监测、轮毂的减速、连接线的夹紧固定和减速橡胶块的维护更换，其特征在于，轮毂转速的监测步骤为：

步骤一、通过C型固定架1108配合固定螺栓将转速传感器1107固定在托板1105上；

步骤二、拉动托板1105，使其通过滑块1104在滑槽1103内移动，移动至合适位置，贴近旋转的轮毂4；

步骤三、转动第一手拧螺栓1106，将托板1105固定住；

步骤四、通过连接线将转速传感器1107与PLC控制板7相连接。

轮毂的减速步骤为：

步骤一、通过转速传感器1107将轮毂4转速检测的数值传送给PLC控制板7，PLC控制板7内预设有转速数值范围；

步骤二、转速检测的数值高于PLC控制板7内预设值时，预设的程序控制电动伸缩杆1202工作；

步骤三、电动伸缩杆1202推动着连接杆1204、安装板1205以及凸型橡胶块1206向轮毂4处移动；

步骤四、凸型橡胶块1206挤压轮毂4使其减速。

连接线的夹紧固定步骤为：

步骤一、转速传感器1107的连接线穿过第二支撑架1301的底端与PLC控制板7相连接；

步骤二、复位弹簧1302向下挤压着压板1303；

步骤三、压板1303挤压着连接线，将其挤压固定在隔板6表面。

减速橡胶块的维护更换步骤为：

步骤一、手动转动第二手拧螺栓1402，第二手拧螺栓1402带动着夹板1403移动；

步骤二、夹板1403移动松动安装板1205上的凸型橡胶块1206；

步骤三、将新的凸型橡胶块1206卡合在L型板1401内部，反向转动第二手拧螺栓1402，通过夹板1403将其挤压固定。

工作原理：使用时，首先将转速传感器1107放置在托板1105的表面，将C型固定架1108套接在转速传感器1107的表面，配合固定螺栓将C型固定架1108固定在托板1105的顶端，通过拉动托板1105，托板1105通过滑块1104在滑槽1103内滑动，使其带动着转速传感器1107移动，将其调节至合适位置后，通过手动转动第一手拧螺栓1106，第一手拧螺栓1106在托板1105内旋转向下移动，挤压滑槽1103，将其挤压固定住，再将转速传感器1107一侧的连接线穿过风电机组本体1顶端预设的通口，再穿过电气柜5一侧的通口，从第二支撑架1301的底端与PLC控制板7相连接，通过预设的复位弹簧1302向下挤压着压板1303，压板1303将连接线挤压固定在隔板6上，通过转速传感器1107对轮毂4的转速进行监测，并将监测的数值传送给PLC控制板7，当转速数值高于PLC控制板7内预设值时，预设的程序控制电动伸缩杆1202工作，电动伸缩杆1202推动着连接杆1204、安装板1205以及凸型橡胶块1206向轮毂4处移动，通过凸型橡胶块1206挤压轮毂4，使其轮毂4减速转动，且当凸型橡胶块1206长期使用出现磨损后，通过手动转动第二手拧螺栓1402，第二手拧螺栓1402带动着夹板1403移动，夹板1403移动松动安装板1205上的凸型橡胶块1206，手动抽动凸型橡胶块1206，对其进行更换，就这样完成了本发明的工作。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种风电机组叶轮防过速保护装置，包括风电机组本体（1），其特征在于，所述风电机组本体（1）的内部安装有发电机（2），所述发电机（2）的一侧通过机轴固定连接有行星齿轮增速箱（3），所述行星齿轮增速箱（3）穿过风电机组本体（1）的一侧固定连接有轮毂（4），所述风电机组本体（1）的内部安装有电气柜（5），所述电气柜（5）的内部固定连接有隔板（6），所述隔板（6）的顶端设置有PLC控制板（7），所述电气柜（5）的一侧通过铰链连接有门体（8），所述门体（8）的上端嵌合连接有观察窗（9），所述门体（8）的下端嵌合连接有散热网（10），所述风电机组本体（1）的顶端安装有监测机构（11），所述监测机构（11）包括焊接连接在风电机组本体（1）顶端的第一支撑架（1101），所述第一支撑架（1101）的顶端焊接连接有承载板（1102），所述承载板（1102）的顶端开设有两个滑槽（1103），所述滑槽（1103）的内部套接插设有滑块（1104），所述滑块（1104）的顶端固定连接有托板（1105），所述托板（1105）的一侧螺纹连接有第一手拧螺栓（1106），所述第一手拧螺栓（1106）与滑槽（1103）活动连接，所述托板（1105）的顶端活动连接有转速传感器（1107），所述转速传感器（1107）的表面活动套接有C型固定架（1108），所述C型固定架（1108）通过螺栓与托板（1105）固定连接，所述转速传感器（1107）通过C型固定架（1108）与托板（1105）构成固定结构，所述风电机组本体（1）与轮毂（4）之间安装有减速机构（12），所述减速机构（12）的一侧安装有更换机构（14），所述隔板（6）的顶端安装有固线结构（13）；

所述减速机构（12）包括固定连接在风电机组本体（1）内壁的导向管（1201），所述导向管（1201）的内部一端套接连接有电动伸缩杆（1202），所述电动伸缩杆（1202）的一端固定连接有支撑板（1203），所述支撑板（1203）与风电机组本体（1）的内壁焊接连接，所述电动伸缩杆（1202）的另一端固定连接有连接杆（1204），所述连接杆（1204）的另一端焊接连接有安装板（1205），所述安装板（1205）的表面活动连接有凸型橡胶块（1206）；

所述固线结构（13）包括焊接连接在隔板（6）顶端的第二支撑架（1301），所述第二支撑架（1301）的内部固定连接有复位弹簧（1302），所述复位弹簧（1302）的底端固定连接有压板（1303）；

所述更换机构（14）包括焊接连接在安装板（1205）一侧的两个L型板（1401），所述L型板（1401）的内部螺纹连接有第二手拧螺栓（1402），所述第二手拧螺栓（1402）的端部固定连接有夹板（1403）；

所述夹板（1403）与凸型橡胶块（1206）活动连接，所述凸型橡胶块（1206）通过夹板（1403）与安装板（1205）构成可拆卸结构。

2.根据权利要求1所述的风电机组叶轮防过速保护装置，其特征在于，所述压板（1303）与隔板（6）活动连接，且压板（1303）通过复位弹簧（1302）与第二支撑架（1301）构成弹性伸缩结构。

3.一种如权利要求1或2所述的风电机组叶轮防过速保护装置的控制方法，包括轮毂转速的监测、轮毂的减速、连接线的夹紧固定和减速橡胶块的维护更换，其特征在于，所述轮毂转速的监测步骤为：

步骤一、通过C型固定架（1108）配合固定螺栓将转速传感器（1107）固定在托板（1105）上；

步骤二、拉动托板（1105），使其通过滑块（1104）在滑槽（1103）内移动，移动至合适位置，贴近旋转的轮毂（4）；

步骤三、转动第一手拧螺栓（1106），将托板（1105）固定住；

步骤四、通过连接线将转速传感器（1107）与PLC控制板（7）相连接；

所述轮毂的减速步骤为：

步骤一、通过转速传感器（1107）将轮毂（4）转速检测的数值传送给PLC控制板（7），PLC控制板（7）内预设有转速数值范围；

步骤二、转速检测的数值高于PLC控制板（7）内预设值时，预设的程序控制电动伸缩杆（1202）工作；

步骤三、电动伸缩杆（1202）推动着连接杆（1204）、安装板（1205）以及凸型橡胶块（1206）向轮毂（4）处移动；

步骤四、凸型橡胶块（1206）挤压轮毂（4）使其减速；

所述连接线的夹紧固定步骤为：

步骤一、转速传感器（1107）的连接线穿过第二支撑架（1301）的底端与PLC控制板（7）相连接；

步骤二、复位弹簧（1302）向下挤压着压板（1303）；

步骤三、压板（1303）挤压着连接线，将其挤压固定在隔板（6）表面；

所述减速橡胶块的维护更换步骤为：

步骤一、手动转动第二手拧螺栓（1402），第二手拧螺栓（1402）带动着夹板（1403）移动；

步骤二、夹板（1403）移动松动安装板（1205）上的凸型橡胶块（1206）；

步骤三、将新的凸型橡胶块（1206）卡合在L型板（1401）内部，反向转动第二手拧螺栓（1402），通过夹板（1403）将其挤压固定。

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