CN114352475B - 用于电力风机的智能传动方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于电力风机的智能传动系统，包括机头固定座、齿圈基座和风向检测装置，齿圈基座设置有转动驱动装置，转动驱动装置包括驱动齿轮、驱动电机和微控制器，驱动齿轮与齿圈基座齿轮配合，驱动齿轮与驱动电机的输出轴连接，在驱动齿轮的两侧各设置有一个第一辅助齿轮，第一辅助齿轮与齿圈基座齿轮配合，在第一辅助齿轮上设置有啮合触发供油结构，第一辅助齿轮用于在驱动齿轮与齿圈基座啮合前的强制润滑供油；设置有齿圈基座位置检测装置，位置检测装置用于检测齿圈基座的实时角度和转动角度；风向检测装置、驱动电机和位置检测装置与微控制器电性连接。本发明通过对风机机头位置实时监测调整配合驱动辅助齿轮的配套维护实现智能控制。

Description

用于电力风机的智能传动方法和系统

技术领域

本发明涉及智能传动技术领域，具体涉及一种用于电力风机的智能传动方法和系统。

背景技术

风力发电是指利用风力发电机组直接将风能转化为电能的发电方式，是目前应用规模最大的新能源发电方式。目前风机机头通过机头旋转装置绕风机塔架旋转的。由于风机一般设置在较为偏远或地势较高的位置，而用于驱动风机机头转动的机头旋转装置更是设置在风机塔架顶端，涉及高空作业，检修难度大。因此，如何对电力风机传动的状态进行实时监控，并根据实时工况进行速度调整是本领域技术人员亟待解决的问题。中国发明专利CN202011635545.1公开了一种风电机组传动链远程智能监测系统，包括：数据采集模块，用于实时采集风电机组部件的监测信号；数据处理模块，用于对监测信号进行时域特征和频域特征计算，得到特征数据；分析诊断模块，用于根据预设的报警阈值对特征数据进行分析诊断，得到诊断信息，并根据诊断信息产生告警信息；通讯模块，用于实现与远程管理模块的数据交互；远程管理模块，用于存储和显示数据处理模块和分析诊断模块的传输数据，该风电机组传动链远程智能监测系统，可以实时评估识别风电机组部件故障状态、位置和程度，为运维人员提供准确可靠的决策数据依据，可以及时发现风电机组部件故障，避免次生危害，造成更大损失，该申请侧重于风机机头传动系统故障状态的处理，未考虑机头旋转装置，而且只关注到了故障的诊断，没有对风机的正常运维进行智能控制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种用于电力风机的智能传动方法和系统，该智能传动系统用于对风机机头的位置进行实时监测和调整，通过设置第二辅助齿轮和编码器实现风机机头实时位置和变动状态的监控，通过设置在驱动齿轮的两侧各第一辅助齿轮及相应配套装置实现传动系统的智能维护。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种用于电力风机的智能传动系统，包括机头固定座和齿圈基座，还包括用于检测风向的风向检测装置，机头固定座用于安装风机机头，机头固定座固定安装在齿圈基座上，齿圈基座设置有转动驱动装置，所述转动驱动装置包括驱动齿轮、驱动电机和微控制器，驱动齿轮与齿圈基座齿轮配合，驱动齿轮与驱动电机的输出轴连接，在驱动齿轮的两侧各设置有一个第一辅助齿轮，第一辅助齿轮与齿圈基座齿轮配合，在第一辅助齿轮上设置有啮合触发供油结构，第一辅助齿轮用于在驱动齿轮与齿圈基座啮合前的强制润滑供油；设置有齿圈基座位置检测装置，位置检测装置用于检测齿圈基座的实时角度和转动角度；所述风向检测装置、驱动电机和位置检测装置与微控制器电性连接。

如上所述的一种用于电力风机的智能传动系统，所述位置检测装置包括第二辅助齿轮和编码器，第二辅助齿轮与齿圈基座齿轮配合，编码器与第二辅助齿轮连接。

如上所述的一种用于电力风机的智能传动系统，所述啮合触发供油结构包括球面塞、固定盖和弹簧，所述啮合触发供油结构设置在啮合齿的两侧啮合面上，在啮合齿的两侧均设置有安装孔，固定盖与所述安装孔固定连接，固定盖将球面塞和弹簧安装在所述安装孔内，在啮合齿上设置有齿上第一通道和齿上第二通道，所述齿上第一通道与设置在第一辅助齿轮内部的油腔连通，所述齿上第二通道连通安装孔内和设置在啮合齿的啮合齿面上的齿上直槽，所述球面塞与安装孔密封性可滑动配合，在球面塞上设置有塞上第一通道和塞上第二通道，所述塞上第一通道与齿上第一通道连通，塞上第二通道将所述塞上第一通道和设置在球面塞塞体上的塞上环槽连通起来，所述球面塞的外端面为球头，在球面塞上设置有压块；

弹簧在未被压缩自由状态下，球面塞的球头凸出啮合齿的啮合面，塞上环槽与齿上第二通道错开，齿上第一通道与齿上第二通道不相通，当第一辅助齿轮与所述齿圈基座的齿轮啮合时，将球面塞往内压，所述弹簧被压缩，塞上环槽与齿上第二通道接通，从而使得齿上第一通道与齿上第二通道相通。

如上所述的一种用于电力风机的智能传动系统，还设置有供油装置，所述供油装置给所述第一辅助齿轮内部的油腔供油，包括油箱、泵、电磁阀和连通管路，所述泵通过连通管路与油箱相连，在泵后的连通管路分两路分别连通至设置在驱动齿轮的两侧的第一辅助齿轮的内部油腔，在两个分支连通管路上都设置有电磁阀，所述泵和电磁阀与微控制器电性连接。

如上所述的一种用于电力风机的智能传动系统，所述风向检测装置为风向传感器。

一种用于电力风机的智能传动方法，通过风向检测装置检测实时风向，微控制器获取到风向检测装置的实时风向数据，将实时风向数据与风机机头的实时位置数据进行比对，所述风机机头的实时位置数据通过位置检测装置传递给微控制器，若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差在预设值内时，不启动驱动电机，若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差超过预设值时，启动驱动电机，驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮与齿圈基座齿面传动，将固定在齿圈基座上的机头固定座转动，从而使得固定安装在机头固定座上的风机机头转动，当风机机头转动到实时风向位置时，位置检测装置将风机机头已经到位的信息传递给微控制器，微控制器停止驱动电机。

如上所述的一种用于电力风机的智能传动方法，将实时风向数据与风机机头的实时位置数据进行比对，若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差超过预设值时，且实时风向在风机机头实时位置的逆时针位置时，启动驱动电机使得风机机头逆时针转动，若实时风向在风机机头实时位置的顺时针位置时，反向启动驱动电机。

如上所述的一种用于电力风机的智能传动方法，通过设置在驱动齿轮的两侧各设置一个第一辅助齿轮实现驱动齿轮与齿圈基座啮合前的强制润滑，通过设置供油装置实现智能供油。

如上所述的一种用于电力风机的智能传动方法，当启动驱动电机时，微控制器控制泵启动，同时将即将与齿圈基座啮合的第一辅助齿轮的分支连通管路上的电磁阀打开，将油箱内的油输送至所述第一辅助齿轮的油腔内，当齿圈基座与第一辅助齿轮啮合时，将啮合触发供油结构中的通道接通，使得第一辅助齿轮内的油喷在齿圈基座的齿面上，随之齿圈基座与驱动齿轮啮合，得到强制润滑。

如上所述的一种用于电力风机的智能传动方法，在齿圈基座的下方设置接油装置，通过接油装置将润滑后滴下的润滑油回收，设置过滤装置，润滑油通过过滤装置后回到油箱，实现循环使用。

有益效果：

本发明的用于电力风机的智能传动系统，该智能传动系统用于对风机机头的位置进行实时监测和调整，通过设置第二辅助齿轮和编码器实现风机机头实时位置和变动状态的监控，通过设置在驱动齿轮的两侧各第一辅助齿轮及相应配套装置实现传动系统的智能维护；本发明的用于电力风机的智能传动方法，通过对比实时风向与风机机头实时位置实现驱动电机的正反转；本发明的用于电力风机的智能传动方法，通过驱动电机的正反转启动相应的第一辅助齿轮的配套装置，实现精准维护。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中；

图1为本发明实施例的一种用于电力风机的智能传动系统的组成系统框图；

图2为本发明实施例的一种用于电力风机的智能传动系统的组成结构示意图；

图3为第一辅助齿轮上的齿面纵切结构示意图；

图4为图3中啮合齿的结构示意图；

图5为图3中球面塞的结构示意图；

图6为供油装置的系统示意图；

图中各附图标记所代表的组件为：

机头固定座1，齿圈基座2，驱动齿轮3，第一辅助齿轮4，啮合齿4a，安装孔4a1，齿上直槽4a2，齿上第一通道4a3，齿上第二通道4a4，球面塞4b，塞上第一通道4b1，塞上第二通道4b2，塞上环槽4b3，压块4b4，球头4b5，固定盖4c，弹簧4d，第二辅助齿轮5，编码器6，风向检测装置7，微控制器8，泵9，驱动电机10，电磁阀11，油箱12。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图1和图2，用于电力风机的智能传动系统，包括机头固定座1和齿圈基座2，还包括用于检测风向的风向检测装置7，机头固定座1用于安装风机机头，机头固定座1固定安装在齿圈基座2上，齿圈基座2设置有转动驱动装置，转动驱动装置用于驱动齿圈基座2转动，所述转动驱动装置包括驱动齿轮3、驱动电机10和微控制器8，驱动齿轮3与齿圈基座2齿轮配合，驱动齿轮3与驱动电机10的输出轴连接，在驱动齿轮3的两侧各设置有一个第一辅助齿轮4，第一辅助齿轮4与齿圈基座2齿轮配合，在第一辅助齿轮4上设置有啮合触发供油结构，第一辅助齿轮4用于在驱动齿轮3与齿圈基座2啮合前的强制润滑供油；设置有齿圈基座2位置检测装置，通过位置检测装置检测齿圈基座2的实时位置和转动角度；所述风向检测装置7、驱动电机10和位置检测装置与微控制器8电性连接。

一个具体实施例做为举例说明，位置检测装置可采用如下结构，包括第二辅助齿轮5和编码器6，第二辅助齿轮5与齿圈基座2齿轮配合，编码器6与第二辅助齿轮5连接，编码器6能将第二辅助齿轮5的转动情况转换成微控制器8能识别的信号。

在另一个实施例中，如图3-图5所示，啮合触发供油结构包括球面塞4b、固定盖4c和弹簧4d，所述啮合触发供油结构设置在啮合齿4a的两侧啮合面上，在啮合齿4a的两侧均设置有安装孔4a1，固定盖4c与所述安装孔4a1固定连接，固定盖4c将球面塞4b和弹簧4d安装在所述安装孔4a1内，在啮合齿4a上设置有齿上第一通道4a3和齿上第二通道4a4，所述齿上第一通道4a3与设置在第一辅助齿轮4内部的油腔连通，所述齿上第二通道4a4连通安装孔4a1内和设置在啮合齿4a的啮合齿面上的齿上直槽4a2，所述球面塞4b与安装孔4a1密封性可滑动配合，在球面塞4b上设置有塞上第一通道4b1和塞上第二通道4b2，所述塞上第一通道4b1与齿上第一通道4a3连通，塞上第二通道4b2将所述塞上第一通道4b1和设置在球面塞4b塞体上的塞上环槽4b3连通起来，所述球面塞4b的外端面为球头4b5，在球面塞4b上设置有压块4b4；

弹簧4d在未被压缩自由状态下，球面塞4b的球头4b5凸出啮合齿4a的啮合面，塞上环槽4b3与齿上第二通道4a4错开，齿上第一通道4a3与齿上第二通道4a4不相通，当第一辅助齿轮4与所述齿圈基座2的齿轮啮合时，将球面塞4b往内压，所述弹簧4d被压缩，塞上环槽4b3与齿上第二通道4a4接通，从而使得齿上第一通道4a3与齿上第二通道4a4相通。

在一个具体实施例中，该智能传动系统设置有供油装置，如图6所示，所述供油装置给所述第一辅助齿轮4内部的油腔供油，包括油箱12、泵9、电磁阀11和连通管路，所述泵9通过连通管路与油箱12相连，在泵9后的连通管路分两路分别连通至设置在驱动齿轮3的两侧的第一辅助齿轮4的内部油腔，第一辅助齿轮4与管路转动密封性连接，在两个分支连通管路上都设置有电磁阀11，所述泵9和电磁阀11与微控制器8电性连接。

在一个实施例中，风向检测装置7为风向传感器，风向传感器能将实时风向转换成微控制8能识别的信号。

一种用于电力风机的智能传动方法，通过风向检测装置7检测实时风向，微控制器8获取到风向检测装置7的实时风向数据，将实时风向数据与风机机头的实时位置数据进行比对，所述风机机头的实时位置数据通过位置检测装置传递给微控制器8，若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差在预设值内时，不启动驱动电机10，若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差超过预设值时，启动驱动电机10，驱动电机10带动驱动齿轮3转动，驱动齿轮3与齿圈基座2齿面传动，将固定在齿圈基座2上的机头固定座1转动，从而使得固定安装在机头固定座1上的风机机头转动，当风机机头转动到实时风向位置时，位置检测装置将风机机头已经到位的信息传递给微控制器8，微控制器8停止驱动电机10。

进一步地，将实时风向数据与风机机头的实时位置数据进行比对，若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差超过预设值时，且实时风向在风机机头实时位置的逆时针位置时，启动驱动电机10使得风机机头逆时针转动，若实时风向在风机机头实时位置的顺时针位置时，反向启动驱动电机10。

通过设置在驱动齿轮3的两侧各设置一个第一辅助齿轮4实现驱动齿轮3与齿圈基座2啮合前的强制润滑，通过设置供油装置实现智能供油。

当启动驱动电机10时，微控制器8控制泵9启动，同时将即将与齿圈基座2啮合的第一辅助齿轮4的分支连通管路上的电磁阀11打开，将油箱12内的油输送至所述第一辅助齿轮4的油腔内，当齿圈基座2与第一辅助齿轮4啮合时，将啮合触发供油结构中的通道接通，使得第一辅助齿轮4内的油喷在齿圈基座2的齿面上，随之齿圈基座2与驱动齿轮3啮合，得到强制润滑。

进一步地，在齿圈基座2的下方设置接油装置，通过接油装置将润滑后滴下的润滑油回收，设置过滤装置，润滑油通过过滤装置后回到油箱12，实现循环使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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 (9)

1.一种用于电力风机的智能传动系统，包括机头固定座（1）和齿圈基座（2），其特征在于，还包括用于检测风向的风向检测装置（7），机头固定座（1）用于安装风机机头，机头固定座（1）固定安装在齿圈基座（2）上，齿圈基座（2）设置有转动驱动装置，所述转动驱动装置包括驱动齿轮（3）、驱动电机（10）和微控制器（8），驱动齿轮（3）与齿圈基座（2）齿轮配合，驱动齿轮（3）与驱动电机（10）的输出轴连接，在驱动齿轮（3）的两侧各设置有一个第一辅助齿轮（4），第一辅助齿轮（4）与齿圈基座（2）齿轮配合，在第一辅助齿轮（4）上设置有啮合触发供油结构，第一辅助齿轮（4）用于在驱动齿轮（3）与齿圈基座（2）啮合前的强制润滑供油；设置有齿圈基座（2）位置检测装置，通过位置检测装置检测齿圈基座（2）的实时角度和转动角度；所述风向检测装置（7）、驱动电机（10）和位置检测装置与微控制器（8）电性连接；

所述啮合触发供油结构包括球面塞（4b）、固定盖（4c）和弹簧（4d），所述啮合触发供油结构设置在啮合齿（4a）的两侧啮合面上，在啮合齿（4a）的两侧均设置有安装孔（4a1），固定盖（4c）与所述安装孔（4a1）固定连接，固定盖（4c）将球面塞（4b）和弹簧（4d）安装在所述安装孔（4a1）内，在啮合齿（4a）上设置有齿上第一通道（4a3）和齿上第二通道（4a4），所述齿上第一通道（4a3）与设置在第一辅助齿轮（4）内部的油腔连通，所述齿上第二通道（4a4）连通安装孔（4a1）内和设置在啮合齿（4a）的啮合齿面上的齿上直槽（4a2），所述球面塞（4b）与安装孔（4a1）密封性可滑动配合，在球面塞（4b）上设置有塞上第一通道（4b1）和塞上第二通道（4b2），所述塞上第一通道（4b1）与齿上第一通道（4a3）连通，塞上第二通道（4b2）将所述塞上第一通道（4b1）和设置在球面塞（4b）塞体上的塞上环槽（4b3）连通起来，所述球面塞（4b）的外端面为球头（4b5），在球面塞（4b）上设置有压块（4b4）；

弹簧（4d）在未被压缩自由状态下，球面塞（4b）的球头（4b5）凸出啮合齿（4a）的啮合面，塞上环槽（4b3）与齿上第二通道（4a4）错开，齿上第一通道（4a3）与齿上第二通道（4a4）不相通，当第一辅助齿轮（4）与所述齿圈基座（2）的齿轮啮合时，将球面塞（4b）往内压，所述弹簧（4d）被压缩，塞上环槽（4b3）与齿上第二通道（4a4）接通，从而使得齿上第一通道（4a3）与齿上第二通道（4a4）相通。

2.根据权利要求1所述的一种用于电力风机的智能传动系统，其特征在于，所述位置检测装置包括第二辅助齿轮（5）和编码器（6），第二辅助齿轮（5）与齿圈基座（2）齿轮配合，编码器（6）与第二辅助齿轮（5）连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于电力风机的智能传动系统，其特征在于，还设置有供油装置，所述供油装置给所述第一辅助齿轮（4）内部的油腔供油，包括油箱（12）、泵（9）、电磁阀（11）和连通管路，所述泵（9）通过连通管路与油箱（12）相连，在泵（9）后的连通管路分两路分别连通至设置在驱动齿轮（3）的两侧的第一辅助齿轮（4）的内部油腔，在两个分支连通管路上都设置有电磁阀（11），所述泵（9）和电磁阀（11）与微控制器（8）电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于电力风机的智能传动系统，其特征在于，所述风向检测装置（7）为风向传感器。

5.一种用于电力风机的智能传动方法，基于权利要求1或2所述的用于电力风机的智能传动系统，其特征在于，通过风向检测装置（7）检测实时风向，微控制器（8）获取到风向检测装置（7）的实时风向数据，将实时风向数据与风机机头的实时位置数据进行比对，所述风机机头的实时位置数据通过位置检测装置传递给微控制器（8），若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差在预设值内时，不启动驱动电机（10），若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差超过预设值时，启动驱动电机（10），驱动电机（10）带动驱动齿轮（3）转动，驱动齿轮（3）与齿圈基座（2）齿面传动，将固定在齿圈基座（2）上的机头固定座（1）转动，从而使得固定安装在机头固定座（1）上的风机机头转动，当风机机头转动到实时风向位置时，位置检测装置将风机机头已经到位的信息传递给微控制器（8），微控制器（8）停止驱动电机（10）。

6.根据权利要求5所述的一种用于电力风机的智能传动方法，其特征在于，将实时风向数据与风机机头的实时位置数据进行比对，若比对的结果表明实时风向与风机机头实时位置相差超过预设值时，且实时风向在风机机头实时位置的逆时针位置时，启动驱动电机（10）使得风机机头逆时针转动，若实时风向在风机机头实时位置的顺时针位置时，反向启动驱动电机（10）。

7.根据权利要求6所述的一种用于电力风机的智能传动方法，其特征在于，通过设置供油装置实现智能供油，所述供油装置给所述第一辅助齿轮（4）内部的油腔供油，包括油箱（12）、泵（9）、电磁阀（11）和连通管路，所述泵（9）通过连通管路与油箱（12）相连，在泵（9）后的连通管路分两路分别连通至设置在驱动齿轮（3）的两侧的第一辅助齿轮（4）的内部油腔，在两个分支连通管路上都设置有电磁阀（11），所述泵（9）和电磁阀（11）与微控制器（8）电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于电力风机的智能传动方法，其特征在于，当启动驱动电机（10）时，微控制器（8）控制泵（9）启动，同时将即将与齿圈基座（2）啮合的第一辅助齿轮（4）的分支连通管路上的电磁阀（11）打开，将油箱（12）内的油输送至所述第一辅助齿轮（4）的油腔内，当齿圈基座（2）与第一辅助齿轮（4）啮合时，将啮合触发供油结构中的通道接通，使得第一辅助齿轮（4）内的油喷在齿圈基座（2）的齿面上，随之齿圈基座（2）与驱动齿轮（3）啮合，得到强制润滑。

9.根据权利要求8所述的一种用于电力风机的智能传动方法，其特征在于，在齿圈基座（2）的下方设置接油装置，通过接油装置将润滑后滴下的润滑油回收，设置过滤装置，润滑油通过过滤装置后回到油箱（12），实现循环使用。

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