CN117052612A - 风机叶片除冰控制系统 - Google Patents

风机叶片除冰控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风机叶片除冰控制系统，包括：塔基柜、轮毂控制箱、分配箱、以及设置在三个叶片内部的除冰装置，塔基柜内设置有电源模块和控制模块，电源模块用于向控制模块、轮毂控制箱、分配箱以及除冰装置进行供电，控制模块用于接收轮毂控制箱转发的除冰装置的运行状态数据和/或风机上传感器发送的检测数据，并根据除冰装置的运行状态数据/或风机上传感器发送的检测数据生成对应的除冰控制指令发送至轮毂控制箱；轮毂控制箱，用于接收控制模块发送的除冰控制指令，根据除冰控制指令通过分配箱控制三个叶片内部的除冰装置的工作状态；以及接收风机运行状态数据和除冰装置的运行状态数据。本发明能够利于检测和维修。

Description

风机叶片除冰控制系统
技术领域
本发明涉及风力发电叶片除冰技术领域，尤其涉及一种风机叶片除冰控制系统。
背景技术
因为天气原因，风电场风机的叶片上容易附着冰层，使得叶片的重量增加和形状改变，形成不平衡负载，进而导致风机发电量降低，以及叶片损伤等。为了减少结冰情况的发生，一般在风机的叶片内设置有加热模块，从而对叶片进行加热。
目前，风机内的除冰控制系统均设置在风机远离地面的机舱内，这不利于技术人员实地检测和维修。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有技术中风机不利于检测和维修的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种风机叶片除冰控制系统，所述风机叶片除冰控制系统包括：塔基柜、轮毂控制箱、分配箱、以及设置在三个叶片内部的除冰装置，
所述塔基柜位于所述风机底部，所述塔基柜内设置有电源模块和控制模块，所述电源模块与外界电源连接，所述电源模块用于向所述控制模块、所述轮毂控制箱、所述分配箱以及所述除冰装置进行供电，所述控制模块用于接收轮毂控制箱转发的除冰装置的运行状态数据以及所述风机上传感器发送的检测数据，并根据除冰装置的运行状态数据以及所述风机上传感器发送的检测数据生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱；
所述轮毂控制箱，用于接收所述控制模块发送的除冰控制指令，根据所述除冰控制指令通过所述分配箱控制三个叶片内部的所述除冰装置的工作状态；以及接收风机运行状态数据和除冰装置的运行状态数据。
在一些实施例中，所述控制模块用于：
根据所述风机上传感器发送的检测数据确定是否结冰；
在确定已经结冰后，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱。
在一些实施例中，所述控制模块用于：
根据和除冰装置的运行状态数据所述风机上传感器发送的检测数据确定是否结冰；
在确定已经结冰后，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱。
在一些实施例中，每个所述叶片的根部还设置有叶根柜，所述叶根柜内设置有所述除冰装置的保护单元。
在一些实施例中，所述塔基柜内设置隔离层，所述隔离层将所述控制模块和所述电源模块隔离。
在一些实施例中，所述除冰装置包括：鼓风机、加热模块和送风管道；
所述送风管道与加热模块连接，所述鼓风机用于将风机叶片内的空气通过加热模块流向所述送风管道，所述送风管道用于将经过所述加热模块的热风送至所述风机叶片的尖部。
在一些实施例中，所述叶片内设置有腹板，所述腹板用于将所述叶片内的空间划分为两部分，所述叶片内的空气从一部分流向所述尖部后从另一部分回到所述鼓风机。
在一些实施例中，所述叶片内还设置有隔板，所述送风管道的出风口所述隔板。
在一些实施例中，所述隔板上设置有传感器。
在一些实施例中，所述送风管道的进风口附件设置有传感器。
上述风机叶片除冰控制系统，包括：塔基柜、轮毂控制箱、分配箱、以及设置在三个叶片内部的除冰装置，所述塔基柜位于所述风机底部，所述塔基柜内设置有电源模块和控制模块，所述电源模块与外界电源连接，所述电源模块用于向所述控制模块、所述轮毂控制箱、所述分配箱以及所述除冰装置进行供电，所述控制模块用于接收轮毂控制箱转发的除冰装置的运行状态数据以及所述风机上传感器发送的检测数据，并根据除冰装置的运行状态数据以及所述风机上传感器发送的检测数据生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱；所述轮毂控制箱，用于接收所述控制模块发送的除冰控制指令，根据所述除冰控制指令通过所述分配箱控制三个叶片内部的所述除冰装置的工作状态；以及接收风机运行状态数据和除冰装置的运行状态数据。通过上述方式，将控制除冰的控制模块设置在位于所述风机底部的塔基柜，以轮毂控制箱作为中间设备收集传感器的检测数据和除冰装置的运行状态数据，并根据传感器的检测数据和/或除冰装置的运行状态数据通过轮毂控制箱调控制除冰装置的工作状态，内部信息都位于底部方便技术人员检测和维修。同时，本发明结构更简单，能够降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例方案中涉及的风机的整体结构示意图；
图2为本申请实施例方案中涉及风机的正面示意图；
图3为本申请实施例方案中涉及终端的叶片放大示意图之一；
图4为本申请实施例方案中涉及终端的叶片放大示意图之一。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，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例所限制。相反，提供这些实施例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。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
应当说明的是，本发明实施例中，按照图2中所建立的XYZ直角坐标系定义：位于X轴正方向的一侧定义为左方，位于X轴负方向的一侧定义为右方；位于Y轴正方向的一侧定义为前方，位于Y轴负方向的一侧定义为后方；位于Z轴正方向的一侧定义为上方，位于Z轴负方向的一侧定义为下方。需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的坐标系的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1、2所示，一些实施例中，风机叶片除冰控制系统包括塔基柜、轮毂控制箱、分配箱、以及设置在三个叶片内部的除冰装置。其中，塔基柜塔基柜位于所述风机底部，塔基柜内设置有电源模块和控制模块，所述电源模块与外界电源链，电源模块用于向所述控制模块、所述轮毂控制箱、所述分配箱以及所述除冰装置进行供电，所述控制模块用于接收轮毂控制箱转发的除冰装置的运行状态数据和/或所述风机上传感器发送的检测数据，并根据除冰装置的运行状态数据/或所述风机上传感器发送的检测数据生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱，控制模块还可以接收外界设备发送的除冰控制指令，根据除冰控制指令控制风机运行。目前现有技术中在风机顶部一般设有机舱柜，然后将控制模块放置在机舱柜内，这种做法导致控制设距离例地面较高，不利于检测和维修。
滑环主要用于控制模块与轮毂控制箱之间的信号线连接和电源线连接，用以实现信号与数据的传输以及为风机轮毂内用电设备供电。
为实现风机叶片的除冰功能，三个叶片上分别配置除冰装置。轮毂控制箱，用于接收由风机上各种传感器信号和除冰装置的运行状态数据，并将各种传感器信号和运行状态数据传输至控制模块，所述控制模块用于接收轮毂控制箱转发的除冰装置的运行状态数据和/或所述风机上传感器发送的检测数据，并根据除冰装置的运行状态数据/或所述风机上传感器发送的检测数据生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱，从而使得轮毂控制箱，接收所述控制模块发送的除冰控制指令后，根据所述除冰控制指令通过所述分配箱控制三个叶片内部的所述除冰装置的工作状态。控制模块还可接收远程除冰控制系统的除冰控制指令，根据除冰控制指令控制除冰装置的工作状态。
风机包括三个叶片，三个叶片内部主要配置有除冰装置(一般位于叶片的根部)、用于收集布设于叶片内不同位置的温度传感器所采集的温度信号的温度采集模块等，并发送至轮毂控制箱。
除冰装置可以是气热除冰式叶片加热装置，也可以是电热除冰式叶片加热装置，具体方式不做限定。
上述风机叶片除冰控制系统，包括：塔基柜、轮毂控制箱、分配箱、以及设置在三个叶片内部的除冰装置，所述塔基柜位于所述风机底部，所述塔基柜内设置有电源模块和控制模块，所述电源模块与外界电源连接，所述电源模块用于向所述控制模块、所述轮毂控制箱、所述分配箱以及所述除冰装置进行供电，所述控制模块用于接收轮毂控制箱转发的除冰装置的运行状态数据以及所述风机上传感器发送的检测数据，并根据除冰装置的运行状态数据以及所述风机上传感器发送的检测数据生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱；所述轮毂控制箱，用于接收所述控制模块发送的除冰控制指令，根据所述除冰控制指令通过所述分配箱控制三个叶片内部的所述除冰装置的工作状态；以及接收风机运行状态数据和除冰装置的运行状态数据。通过上述方式，将控制除冰的控制模块设置在位于所述风机底部的塔基柜，以轮毂控制箱作为中间设备收集传感器的检测数据和除冰装置的运行状态数据，并根据传感器的检测数据和/或除冰装置的运行状态数据通过轮毂控制箱调控制除冰装置的工作状态，内部信息都位于底部方便技术人员检测和维修。同时，本发明结构更简单，能够降低成本。
一些实施例中，所述控制模块用于：
根据所述风机上传感器发送的检测数据确定是否结冰；
在确定已经结冰后，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱。
具体的，控制模块根据风机上传感器发送的检测数据确定是否结冰，例如根据结冰传感器检测到的已经结冰结果，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱，轮毂控制箱将除冰控制指令转发至除冰装置，控制除冰装置的工作状态。
一些实施例中，所述控制模块用于：
根据除冰装置的运行状态数据和所述风机上传感器发送的检测数据确定是否结冰；
在确定已经结冰后，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱。
具体的，控制模块还可以根据除冰装置的运行状态数据和所述风机上传感器发送的检测数据确定是否结冰，例如根据除冰装置的运行状态数据确定发动功率下降，且风机上传感器发送的检测数据表示温度为-10摄氏度，且湿度大于90％，此时确定风机的叶片上结冰，在确定已经结冰后，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱，轮毂控制箱将除冰控制指令转发至除冰装置，控制除冰装置的工作状态。一些实施例中，所述控制模块还可以用根据除冰装置的运行状态数据确定是否结冰，在确定已经结冰后，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱。
一些实施例中，每个所述叶片的根部还设置有叶根柜，所述叶根柜内设置有所述除冰装置的保护单元，例如防雷模块，漏电开关等，以保护除冰装置。
一些实施例中，为了避免电源模块的强电影响，所述塔基柜内设置隔离层，所述隔离层将所述控制模块和所述电源模块隔离。进一步的，控制模块与其他装置或模块之间的连接数据线，采用抗干扰数据线。
一些实施例中，所述除冰装置包括：鼓风机110、加热模块120、送风管道130；
所述送风管道130与加热模块120连接，所述鼓风机110用于将风机叶片内的空气通过加热模块120流向所述送风管道130，所述送风管道用于将经过所述加热模块120的热风送至所述风机叶片的尖部。
所述送风管道130的出风口指向所述叶片100的尖部，尖部是指远离风机转轴的部分。其中，鼓风机110用于进行鼓风，使得空气经过加热器120后进入送风管道130，送风管道130将热风引导至叶片100的尖部，由于叶片内部为一个封闭空间，因此空气会如图3中虚线所示的方向进行运行，进而实现循环。
一些实施例中，如图4所示，所述叶片内设置有腹板170，所述腹板170用于将所述叶片内的空间划分为两部分，所述叶片内的空气从一部分流向所述尖部后从另一部分回到所述鼓风机110。送风管道的进风口附件设置有传感器(图未示)，叶片内还设置有隔板180，所述送风管道的出风口所述隔板180。隔板上设置有传感器(图未示)。从而控制模块可以根据除冰装置中进风口和出风口的传感器检测数据确定除冰模块是否发生故障。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述风机叶片除冰控制系统包括：塔基柜、轮毂控制箱、分配箱以及设置在三个叶片内部的除冰装置。
所述塔基柜位于所述风机底部，所述塔基柜内设置有电源模块和控制模块，所述电源模块与外界电源连接，所述电源模块用于向所述控制模块、所述轮毂控制箱、所述分配箱以及所述除冰装置进行供电，所述控制模块用于接收轮毂控制箱转发的除冰装置的运行状态数据和/或所述风机上传感器发送的检测数据，并根据除冰装置的运行状态数据/或所述风机上传感器发送的检测数据生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱；
所述轮毂控制箱，用于接收所述控制模块发送的除冰控制指令，根据所述除冰控制指令通过所述分配箱控制三个叶片内部的所述除冰装置的工作状态；以及接收风机运行状态数据和除冰装置的运行状态数据。
2.根据权利要求1所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述控制模块用于：
根据所述风机上传感器发送的检测数据确定是否结冰；
在确定已经结冰后，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱。
3.根据权利要求1所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述控制模块用于：
根据除冰装置的运行状态数据和所述风机上传感器发送的检测数据确定是否结冰；
在确定已经结冰后，生成对应的除冰控制指令发送至所述轮毂控制箱。
4.根据权利要求1所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，每个所述叶片的根部还设置有叶根柜，所述叶根柜内设置有所述除冰装置的保护单元。
5.根据权利要求1所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述塔基柜内设置隔离层，所述隔离层将所述控制模块和所述电源模块隔离。
6.根据权利要求1所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述除冰装置包括：鼓风机、加热模块和送风管道；
所述送风管道与加热模块连接，所述鼓风机用于将风机叶片内的空气通过加热模块流向所述送风管道，所述送风管道用于将经过所述加热模块的热风送至所述风机叶片的尖部。
7.根据权利要求6所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述叶片内设置有腹板，所述腹板用于将所述叶片内的空间划分为两部分，所述叶片内的空气从一部分流向所述尖部后从另一部分回到所述鼓风机。
8.根据权利要求7所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述叶片内还设置有隔板，所述送风管道的出风口所述隔板。
9.根据权利要求8所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述隔板上设置有传感器。
10.根据权利要求8所述的风机叶片除冰控制系统，其特征在于，所述送风管道的进风口附件设置有传感器。
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