CN202946313U - 一种风力发电机风轮精确锁定机构 - Google Patents

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魏德冰
陈亮
吕金历
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Abstract

一种风力发电机风轮精确锁定机构，用于解决风力发电机风轮锁定时机的精确控制问题。它包括PLC控制系统、锁紧销、锁销孔和液压缸，所述PLC控制系统包括接近开关、发电机转速测量装置和控制板，所述接近开关安装在风轮轮毂定位盘上，它与控制板信号输入端连接，所述控制板为DSP28335数字信号处理器，其输入端还与发电机转速测量装置连接，其输出端与液压缸控制元件匹配。本实用新型保证了风轮锁在风轮轮毂转速小于安全转速的情况下动作，避免了对风轮冲击造成的风轮轮毂的震动和风轮锁的损坏，通过锁紧销与锁止孔的精确配合降低了锁紧销与锁销孔之间摩擦噪音，消除了因锁止失效带来的安全隐患。

Description

一种风力发电机风轮精确锁定机构
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机风轮锁定机构，尤其是一种能对风轮锁定时机进行控制的风力发电机风轮锁定机构，属于风力发电机技术领域。
背景技术
风力发电机的风轮锁是一种机械结构，它位于风轮主轴承的下端，由锁紧销、锁销孔和限位开关组成，其功能是在发电机组检修时将锁紧销插入风力发电机定位盘上的锁销孔中，使风轮轮毂固定，以便于操作人员检修作业。风力发电机的风轮锁的使用要求是：当风速大于15m/s时，严禁使用风轮锁，在操作人员下风机前，一定要拔掉锁紧销，解除对风轮轮毂的锁定。
目前风力发电机的风轮锁一般为液压驱动，由人眼目测选择锁紧销插入锁销孔的位置与时间，该风轮锁至少需要两人配合才能完成风轮锁对风轮轮毂的锁定；并且现有的风力发电机定位盘上的锁销孔为直孔结构，锁紧销为圆柱体结构，锁紧销与锁销孔之间为间隙配合模式，在发电机组维修过程中叶片受到风力的作用，锁紧销与锁销孔就会不断撞击，使锁销孔和锁紧销产生局部塑性变形，锁销孔不断地被撕大，同时锁紧销也被折弯，此种情况下很容易造成锁紧销和锁销孔脱离，使风轮摆脱锁止状态，直接威胁着操作人员的安全。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种能保证风力发电机风轮锁锁紧销准确插入锁销孔，避免锁紧销对风轮冲击造成的轮毂震动及风轮锁损坏现象发生，降低因风轮锁紧销与锁销孔之间配合不当带来摩擦噪音和安全隐患的风力发电机风轮精确锁定机构。
本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：
一种风力发电机风轮精确锁定机构，它包括PLC控制系统、锁紧销、锁销孔和液压缸，所述PLC控制系统包括接近开关、发电机转速测量装置和控制板，所述接近开关安装在风轮轮毂定位盘上，它与控制板信号输入端连接，所述控制板为DSP28335数字信号处理器，其输入端还与发电机转速测量装置连接，其输出端与液压缸控制元件匹配。
上述风力发电机风轮精确锁定机构，所述液压缸固定安装在风轮轮毂上，在液压缸活塞杆的前端固定装配锁紧销。
上述风力发电机风轮精确锁定机构，所述锁紧销为锥台结构，它与锁销孔匹配。
上述风力发电机风轮精确锁定机构，所述锁销孔沿风轮轮毂定位盘周向均匀布置，锁销孔为楔形圆孔结构，其大圆端半径为R1，其小圆端半径为R2。
本实用新型通过PLC控制系统与液压缸的配合实现对风力发电机风轮的锁定，保证了风轮锁在风轮轮毂转速小于安全转速的情况下动作，并匹配液压缸带动锁紧销动作的时间，确定动作开始时刻，保证锁紧销准确插入锁销孔中，避免传统风轮锁在较大风轮轮毂转速时锁定对风轮造成的冲击、轮毂的震动和风轮锁的损坏，同时基于DSP28335的控制系统可以明显降低由于锁紧销与锁销孔之间配合不当所带来的摩擦噪音和安全隐患。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是轮毂定位盘盘面锁销孔及接触开关位置示意图；
图2是锁紧销与锁销孔位置关系示意图；
图3是风力发电机风轮锁精确锁定控制流程图。
图中各标号清单为：1、锁销孔， 2、锁紧销，3、液压缸，4、接近开关，5、风轮轮毂定位盘，6、风轮轮毂。
具体实施方式
参看图 1、图2，本实用新型包括PLC控制系统、锁紧销2、锁销孔1和液压缸3，所述PLC控制系统包括接近开关4、发电机转速测量装置和控制板，所述接近开关4安装在风轮轮毂定位盘5上，它与控制板信号输入端连接，所述控制板为DSP28335数字信号处理器，其输入端还与发电机转速测量装置连接，其输出端与液压缸控制元件匹配；所述液压缸3固定安装在风轮轮毂上，在液压缸活塞杆的前端固定装配锁紧销2；所述锁紧销2为锥台结构，它与锁销孔1匹配；所述锁销孔1沿叶片轮毂定位盘5周向均匀布置，锁销孔1为楔形圆孔结构，其大圆端半径为R1，其小圆端半径为R2。
参看图3，本实用新型通过PLC控制系统与液压缸的配合实现对风力发电机风轮的锁定，其控制原理为：首先保证在风轮轮毂6转速小于5转/分的前提下风轮锁才可以动作；在转速满足要求的情况下，开始利用接近开关4对锁销孔1和锁紧销2的相对位置进行定位，利用接近开关4传输给DSP28335数字信号处理器的信号，计算出当前接近开关4的感应点经过第i-1个锁销孔的后边沿（相对于轮毂转动方向）的时间tb（i-1）和第i个风轮销孔的前边沿（相对于轮毂转动方向）的时间tf（i）的时间差△t，锁销孔直径D与相邻两锁销孔间距S之比为k，则可计算出从tf（i）开始到tb(i)的时间为k△t，若k△t等于或略小于锁紧销2经液压传动装置驱动移动至轮毂定位盘5盘面的时间T，考虑到实际锁紧销2为锥台结构，与锁紧销2配合的锁销孔1为楔形圆孔结构，则锁紧销2伸入位置可发生轻微偏离，因此加入一定余量mT，则k△t等于或略小于T+mT，其中m为楔形圆孔结构锁销孔1大圆端半径R1与小圆端半径R2差值与锁销孔大圆端直径的比值，即m=(R1-R2)/2R1。本实用新型的DSP28335数字信号处理器控制程序按如下步骤进行：
a、判断是否执行风轮锁定，如果是，进行步骤b，如果否，进行步骤c；
b、判断风轮轮毂6当前转速是否小于5rad/min, 如果是，进行步骤d，如果否，进行步骤e；
c、输入新的液压缸3动作时间T，返回步骤a；
d、测量第i-1个锁销孔的后边沿（相对于风轮轮毂转动方向）经过感应点的时间tb（i-1）和第i个锁销孔的前边沿经过感应点的时间tf(i)，判断感应点经过此相邻两锁销孔间隔的时间差k△t是否等于或略小于T+mT，如果是，进行步骤g,如果否，进行步骤f；
e、接收当前发电机转速信号并转换为风轮轮毂6转速，再返回步骤b；
f、测量第i个锁销孔的后边沿经过感应点的时间tb（i）和第i+1个锁销孔的前边沿经过感应点的时间tf(i+1)，判断感应点经过此相邻两锁销孔间隔的时间差k△t是否等于或略小于T+mT，如果是，进行步骤g,如果否，继续测量第i+1个锁销孔的后边沿的时间tb（i+1）和第i+2个锁销孔的前边沿的时间tf(i+2)，直至k△t等于或略小于T+mT后进行步骤g；
g、启动液压缸3，驱动锁紧销2插入锁销孔1中。

Claims (4)

1.一种风力发电机风轮精确锁定机构，其特征是，它包括PLC控制系统、锁紧销（2）、锁销孔（1）和液压缸（3），所述PLC控制系统包括接近开关（4）、发电机转速测量装置和控制板，所述接近开关（4）安装在风轮轮毂定位盘（5）上，它与控制板信号输入端连接，所述控制板为DSP28335数字信号处理器，其输入端还与发电机转速测量装置连接，其输出端与液压缸控制元件匹配。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机风轮精确锁定机构，其特征是，所述液压缸（3）固定安装在风轮轮毂（6）上，在液压缸活塞杆的前端固定装配锁紧销（2）。
3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机风轮精确锁定机构，其特征是，所述锁紧销（2）为锥台结构，它与锁销孔（1）匹配。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机风轮精确锁定机构，其特征是，所述锁销孔（1）沿叶片轮毂定位盘(5)周向均匀布置，锁销孔(1)为楔形圆孔结构，其大圆端半径为R1，其小圆端半径为R2。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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