CN117028174A - 一种电驱集成式盘车设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电驱集成式盘车设备。包括用于与风力发电机固定的基板，在基板的中部安装有回转大齿圈，还包括多组对回转大齿圈进行驱动的电驱装置，电驱装置包括安装在基板上的行星减速机和伺服电动机，伺服电动机的输出轴与行星减速机的输入轴对接连接，在行星减速机的输出轴上安装有驱动小齿轮且驱动小齿轮与回转大齿圈啮合传动；在回转大齿圈上安装有用于与风力发电机的转子连接的过渡连接件；还包括对过渡连接件进行锁止和释放的至少一个机械锁定装置。本发明提供了一种结构设计合理的电驱集成式盘车设备，便于安装及布置使用，驱动力大且工作效率高。

Description

一种电驱集成式盘车设备

技术领域

本发明属于风电安装设备技术领域，尤其涉及一种电驱集成式盘车设备。

背景技术

为适应社会对电力不断增长的需求，风力发电机组越来越多地安装且风电机组的叶片尺寸、重量越来越大，已经逐渐不适用整体风轮吊装的方式，而是改为单叶片吊装，即先将发电机的主体部分向塔筒的顶部进行安装，之后逐个叶片进行吊装安装。目前技术条件下，单叶片吊装时通常都是水平姿态，这就要求轮毂与叶片的安装孔一定要处于水平位置，由于风电机组本身的空间和成本问题，在安装完成并投入使用前，自身不具备此种能力，因而要在风电机组上安装将轮毂驱动旋转和锁定位置的盘车设备，并要求设备有足够的驱动能力。

现有技术的缺陷和不足：目前，行业使用的盘车系统多为液压驱动，各部分相对独立，电气柜和液压油源需要分别吊装并放置在不同位置。这就导致以下缺陷：一是分不同的部分单独吊装，增加了安装成本；二是需要将盘车系统的各部分放置在不同的位置，这就需要对机舱上相应的位置做相应的承重和空间要求，增加了机舱的布置难度；三是液压传动系统的工作效率较低；四是分体结构造成的安装不便，各部分放置完成后还需要连接繁琐的管路和线路，造成吊装效率低下。

综上，需要开发设计一种新型的盘车设备，以解决前述问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种便于安装及布置使用、驱动力大且工作效率高的电驱集成式盘车设备。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种电驱集成式盘车设备包括用于与风力发电机固定的基板，在基板的中部安装有回转大齿圈，还包括多组对回转大齿圈进行驱动的电驱装置，电驱装置包括安装在基板上的行星减速机和伺服电动机，伺服电动机的输出轴与行星减速机的输入轴对接连接，在行星减速机的输出轴上安装有驱动小齿轮且驱动小齿轮与回转大齿圈啮合传动；在回转大齿圈上安装有用于与风力发电机的转子连接的过渡连接件；还包括对过渡连接件进行锁止和释放的至少一个机械锁定装置。

优选地：过渡连接件包括扁平的转筒，在转筒的后端和前端均设有连接环，后端的连接环与回转大齿圈固定连接，前端的连接环与风力发电机的转子固定连接。

优选地：机械锁定装置包括安装在基板上的轴套以及位于轴套内的锁定轴，在锁定轴的前端设有锁定圆盘，在基板的后部安装有驱动锁定轴沿轴向方向移动的驱动机，在过渡连接件的外壁上设有外缘带有多个锁定凹槽的锁定外圈，锁定圆盘向后移动并落入锁定外圈的锁定凹槽内实现对过渡连接件的锁定。

优选地：电驱装置设置有四组，机械锁定装置设置有左右两组。

优选地：各伺服电动机配置有用于检测旋转角度的旋转编码器。

优选地：在基板的前部设有扁平的防护壳体，回转大齿圈、过渡连接件、各驱动小齿轮以及各机械锁定装置的前部位于所述防护壳体内。

优选地：基板为矩形的金属板，在其四角位置设有用于与风力发电机固定连接的定位垫块和安装螺栓。

优选地：还包括安装固定在基板上的电控柜，电控柜包括柜体以及位于柜体内的控制器，各伺服电动机及其旋转编码器、各机械锁定装置的驱动机均与控制器连接，控制器包括用于与遥控器进行通信连接的无线通信模块。

本发明的优点和积极效果是，本发明提供了一种结构设计合理的电驱集成式盘车设备，与现有的液压式盘车设备相比，本发明提供了一种基于电机驱动的新型盘车设备，具有如下优点：

首先，本电驱集成式盘车设备实现了集成化的结构设计，整体占用空间小，不会在风力发电机舱内占用过多的空间；

其次，本电驱集成式盘车设备能够以整体的方式进行安装及使用，省去不同部件单独吊装再进行组装的施工环节，因而能够显著降低安装及施工成本；

再者，由于本电驱集成式盘车设备采用了集成化的结构设计，因而与液压式盘车设备相比不会有“多个部件分别布置在发电机舱内不同位置”的问题，因而无需对机舱上相应的位置做相应的承重和空间要求，降低了机舱的布置难度；由于采用电驱的驱动形式，因而与液压式盘车设备相比也简化了管路及线路的布置，同时提升了运转的效率，令风力发电机叶片的吊装施工效率更高。

附图说明

图1是本发明的安装状态结构示意图；

图2是本发明的主视结构示意图；

图3是本发明的主视结构示意图，前部视角；

图4是本发明的主视结构示意图，后部视角。

图中：

1、风力发电机；2、基板；3、电控柜；4、回转大齿圈；5、行星减速机；6、伺服电动机；7、机械锁定装置；8、过渡连接件；9、驱动小齿轮；10、防护壳体；11、定位垫块；12、安装螺栓。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图2、图3和图4，本发明的电驱集成式盘车设备，包括用于与风力发电机1固定的基板2，在基板2的中部安装有回转大齿圈4，还包括多组对回转大齿圈4进行驱动的电驱装置。各电驱装置同步运转，共同驱动回转大齿圈4转动，如图中所示，为了保证向回转大齿圈4提供足够的驱动力，电驱装置设置有四组。当然可以想到的是，电驱装置的数量可以根据需要提供驱动力的大小不同而配置更多或者更少。

基板2作为各附属部件的支撑板使用，同时用于与风力发电机1进行固定。本实施例中，基板1为矩形的金属板，在其四角位置设有用于与风力发电机1固定连接的定位垫块11和安装螺栓12。本盘车设备向风力发电机1上进行安装时，定位垫块11位于风力发电机1与基板2之间，采用安装螺栓12将风力发电机1与基板2固定连接。

如图2和图3中所示，在基板2的中部设有圆形的窗口，在窗口内安装固定有扁平的轴承座，回转大齿圈4安装在该轴承座上，各电驱装置共同驱动回转大齿圈4作低速、高转矩的转动。通过基板2中部的窗口能够对前方的连接位置进行拆装操作以及在运行过程中对工况进行适度观察。

电驱装置包括安装在基板2上的行星减速机5和伺服电动机6，伺服电动机6的输出轴与行星减速机5的输入轴对接连接，在行星减速机5的输出轴上安装有驱动小齿轮9且驱动小齿轮9与回转大齿圈4啮合传动。如图中所示，行星减速机5和伺服电动机6安装固定在基板2的后方、驱动小齿轮9位于基板2的前方，因而在基板2上的相应位置设置轴孔，令行星减速机5的输出轴由相应的轴孔穿过。

行星减速机5包括外壳，在外壳内安装有行星减速齿轮机构，行星减速机5为现有部件，通过购置获取，对其结构及功能不赘述。如图中所示，行星减速机5的外壳安装固定在基板2上。为了进一步提升盘车设备的结构紧凑性，如图中所示，各伺服电动机6为具有90°转角输出的伺服电机类型，即转子的中心线与输出轴的中心线垂直，这样伺服电动机6的机体就与基板2平行，显著缩短了本盘车设备的轴向尺寸，前述类型的伺服电动机6为现有部件，通过购置获取，对其结构及功能不赘述

本实施例中，各伺服电动机6配置有用于检测旋转角度的旋转编码器，采用旋转编码器来检测旋转的角度，进而计算出回转大齿圈4的转动的角度，为本盘车设备的转动控制提供检测信号。

在回转大齿圈4上安装有用于与风力发电机1的转子连接的过渡连接件8，本盘车设备的驱动作用通过过渡连接件8传递给风力发电机1的转子，对风电叶片进行吊装安装时，每完成一个风电叶片的安装后，采用本盘车设备驱动风力发电机1的转子转动一定角度(如120°，三叶片风机)，再进行另一个风电叶片的安装。

如图4中所示，过渡连接件8包括扁平的转筒，在转筒的后端和前端均设有连接环，后端的连接环与回转大齿圈4固定连接，前端的连接环与风力发电机1的转子固定连接。如图中所示，在前端的连接环上设有多个定位块和连接孔，与转子支架组装连接时，采用多个贯穿连接孔的螺栓进行固定连接。

还包括对过渡连接件8进行锁止和释放的至少一个机械锁定装置7，机械锁定装置7用于本盘车设备转动至合适角度后对过渡连接件8进行锁止固定，避免风力发电机1的转子在安装风电叶片的过程中转动，完成当前风电叶片的安装后，机械锁定装置7释放过渡连接件8，则本盘车设备可以驱动风力发电机1的转子继续转动。如图中所示，机械锁定装置7设置有左右两组，在左右两个位置施加锁止固定的作用，保证平衡性。

本实施例中，机械锁定装置7包括安装在基板2上的轴套以及位于轴套内的锁定轴，在锁定轴的前端设有锁定圆盘，在基板2的后部安装有驱动锁定轴沿轴向方向移动的驱动机，在过渡连接件8的外壁上设有外缘带有多个锁定凹槽的锁定外圈。驱动机可以选取为电推杆，电推杆的活塞杆能够伸出或者缩回，相应地驱动锁定轴及锁定圆盘向前或者向后移动。

需要锁定时，驱动机驱动锁定轴及锁定圆盘向后移动并落入锁定外圈的锁定凹槽内，实现对过渡连接件8的锁定；需要释放时，驱动机驱动锁定轴及锁定圆盘向前移动并由锁定外圈的锁定凹槽内脱出，则过渡连接件8能够继续转动。

本实施例中，在基板2的前部设有扁平的防护壳体10，回转大齿圈4、过渡连接件8、各驱动小齿轮9以及各机械锁定装置7的前部位于该防护壳体10内。如图中所示，防护壳体10的前部敞口。设置防护壳体10的作用是避免外部的异物进入内部的空间，从而避免出现传动卡阻问题。当本盘车设备安装到风力发电机1上时，防护壳体10将风力发电机1与基板2之间的空隙封堵住，产生前述“防止异物进入内部空间”的技术效果。

还包括安装固定在基板2上的电控柜3，电控柜3包括柜体以及位于柜体内的控制器，各伺服电动机6及其旋转编码器、各机械锁定装置7的驱动机均与控制器连接，各伺服电动机6及各机械锁定装置7的驱动机接收控制器的控制指令，各伺服电动机6的旋转编码器向控制器发送检测信号。

控制器还包括用于与遥控器进行通信连接的无线通信模块，因而本盘车设备能够进行远程、非接触方式的控制，施工人员可以适当远离本盘车设备，提升操作的安全性。

运行方式：

请参见图1，本电驱集成式盘车设备安装固定到风力发电机1上，将过渡连接件8的前部与风力发电机1的转子(具体是指转子的刹车盘)固定连接；

采用遥控器向盘车设备发送动作指令，电控柜3的控制器接收到指令后，令各伺服电动机6同步产生驱动动作，则回转大齿圈4和过渡连接件8受到低速、大转矩的驱动作用而低速稳定地转动，相应地风力发电机1的转子产生稳定低速转动动作；回转大齿圈4和过渡连接件8转动的角度(即风力发电机1的转子转动角度)由各旋转编码器检测并发送至操作人员的遥控器进行显示，操作人员判断转子转动至合适的角度位置后，向盘车设备发送动作指令，控制器令机械锁定装置7动作，对过渡连接件8产生锁止动作，此时风力发电机1的转子被锁定在当前角度位置，便于进行风电叶片的安装作业；

完成当前风电叶片的安装之后，操作人员指令各机械锁定装置7动作，将过渡连接件8释放，之后可以控制盘车设备将风力发电机1的转子驱动转动至下一个安装角度位置并锁止固定；重复前述操作，直至完成多个风电叶片的安装，之后将本盘车设备拆卸下来。

Claims (8)

1.一种电驱集成式盘车设备，其特征是：包括用于与风力发电机(1)固定的基板(2)，在基板(2)的中部安装有回转大齿圈(4)，还包括多组对回转大齿圈(4)进行驱动的电驱装置，电驱装置包括安装在基板(2)上的行星减速机(5)和伺服电动机(6)，伺服电动机(6)的输出轴与行星减速机(5)的输入轴对接连接，在行星减速机(5)的输出轴上安装有驱动小齿轮(9)且驱动小齿轮(9)与回转大齿圈(4)啮合传动；在回转大齿圈(4)上安装有用于与风力发电机(1)的转子连接的过渡连接件(8)；还包括对过渡连接件(8)进行锁止和释放的至少一个机械锁定装置(7)。

2.如权利要求1所述的电驱集成式盘车设备，其特征是：过渡连接件(8)包括扁平的转筒，在转筒的后端和前端均设有连接环，后端的连接环与回转大齿圈(4)固定连接，前端的连接环与风力发电机(1)的转子固定连接。

3.如权利要求2所述的电驱集成式盘车设备，其特征是：机械锁定装置(7)包括安装在基板(2)上的轴套以及位于轴套内的锁定轴，在锁定轴的前端设有锁定圆盘，在基板(2)的后部安装有驱动锁定轴沿轴向方向移动的驱动机，在过渡连接件(8)的外壁上设有外缘带有多个锁定凹槽的锁定外圈，锁定圆盘向后移动并落入锁定外圈的锁定凹槽内实现对过渡连接件(8)的锁定。

4.如权利要求3所述的电驱集成式盘车设备，其特征是：电驱装置设置有四组，机械锁定装置(7)设置有左右两组。

5.如权利要求4所述的电驱集成式盘车设备，其特征是：各伺服电动机(6)配置有用于检测旋转角度的旋转编码器。

6.如权利要求5所述的电驱集成式盘车设备，其特征是：在基板(2)的前部设有扁平的防护壳体(10)，回转大齿圈(4)、过渡连接件(8)、各驱动小齿轮(9)以及各机械锁定装置(7)的前部位于所述防护壳体(10)内。

7.如权利要求6所述的电驱集成式盘车设备，其特征是：基板(2)为矩形的金属板，在其四角位置设有用于与风力发电机(1)固定连接的定位垫块(11)和安装螺栓(12)。

8.如权利要求7所述的电驱集成式盘车设备，其特征是：还包括安装固定在基板(2)上的电控柜(3)，电控柜(3)包括柜体以及位于柜体内的控制器，各伺服电动机(6)及其旋转编码器、各机械锁定装置(7)的驱动机均与控制器连接，控制器包括用于与遥控器进行通信连接的无线通信模块。