CN209781129U - 一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，包括叶片锁定销、锁定挡块、锁定销支座及具有自锁功能的电动推杆；锁定挡块通过叶根螺栓固定在变桨轴承上，锁定销支座通过螺栓安装在轮毂的腹板上，并开有供叶片锁定销穿过的销孔，用于对叶片锁定销进行支撑和导向，将锁定载荷传递到轮毂；叶片锁定销的尾部通过销轴与电动推杆的前端连接，电动推杆的后端通过销轴固定到锁定销支座的后端挡板上，在电动推杆的推动下，叶片锁定销的销头能够沿叶根径向穿过锁定销支座伸入到锁定挡块上的卡位顶紧锁住。本实用新型结构简单，能够远程自动控制，操作方便，节省大量人力物力，同时延长台风前风力发电机组运行时间，增加发电量。

Description

一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置

技术领域

本实用新型涉及变桨距型风力发电机组的变桨系统的技术领域，尤其是指一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，用于维护工况和抗台风工况锁定叶片，使叶片不能沿叶片轴线转动。

背景技术

业内习知，兆瓦级风力发电机组普遍采用变桨控制，通过调整叶片桨距角实现机组转速和功率控制。常用的变桨机构形式有电动变桨和液压变桨，电动变桨应用较广泛。

目前电动变桨常用的锁定方式是利用变桨驱动自带的电磁抱闸进行锁定。采用变桨驱动自带的电磁抱闸锁定，成本高，可靠性低，且在进行变桨驱动维修时无法锁定变桨机构。也有加装手动机械锁定装置的，通过使用齿形或者圆柱形的锁定块卡入变桨轴承的齿槽内，锁定块用螺栓与轮毂固定，从而实现锁定，结构较复杂，且无自动锁定功能。

液压变桨机构可以通过液压系统的单向阀锁定液压缸的动作，从而锁定变桨机构，也存在可靠性保证的问题。也有加装锁定销进行锁定的，叶根需增加带锁定孔的过渡法兰，固定在轮毂上的锁定销伸出通过锁定过渡法兰进行叶片锁定，也无自动锁定功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，用于变桨距型风力发电机组在台风来临时或者风轮吊装和维修过程中锁定变桨机构，防止叶片发生意外的变桨动作，保证风轮发电机组自身和维护维修人员安全。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，包括叶片锁定销、锁定挡块、锁定销支座及具有自锁功能的电动推杆；所述锁定挡块通过叶根螺栓固定在风力发电机组的变桨轴承上，所述变桨轴承的外圈与风力发电机组的轮毂通过螺栓连接固定，其内圈与风力发电机组的叶片通过叶根螺栓连接固定；所述锁定销支座通过螺栓安装在轮毂的腹板上，并开有供叶片锁定销穿过的销孔，用于对叶片锁定销进行支撑和导向，将锁定载荷传递到轮毂；所述叶片锁定销的尾部通过销轴与电动推杆的前端连接，所述电动推杆的后端通过销轴固定到锁定销支座的后端挡板上，在电动推杆的推动下，所述叶片锁定销的销头能够沿叶根径向穿过锁定销支座伸入到锁定挡块上的卡位顶紧锁住。

进一步，所述电动推杆内置有用于进行位置检测的传感器。

进一步，所述锁定销支座上安装有两个接近开关，用于监测叶片锁定销伸出和退回两个状态位置，反馈信号用于安全控制。

进一步，所述叶片锁定销与锁定销支座之间增加自润滑滑动衬套，以减小摩擦阻力，保证叶片锁定销顺利退出。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本叶片锁定装置结构简单，能够远程自动控制，操作方便，成本低。

2、本叶片锁定装置能够远程自动控制，在台风来临前进行叶片锁定时，不需逐台登上风力发电机组进行操作，节省大量人力物力；同时延长台风前风力发电机组运行时间，增加发电量。

3、本叶片锁定装置使用机械式锁定，锁定的可靠性非常高，而且叶片锁定销在顺桨位置伸出才能锁定叶片，在其它位置伸出无法锁定叶片，从而降低自动叶片锁异常伸出带来安全风险。

4、本叶片锁定装置独立于变桨系统，在变桨驱动发生故障需要维修更换时，仍然可以锁定风轮。

附图说明

图1为自动叶片锁定装置的安装示意图。

图2为自动叶片锁定装置的结构示意图。

图3为自动叶片锁定装置的剖视图。

图4为锁定挡块的安装示意图。

图5为锁定销支座的对称结构示意图。

图6为叶片锁定销与锁定销支座之间增加自润滑滑动衬套的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图4所示，本实施例所提供的风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，适用的风力发电机组的变桨机构由轮毂、变桨轴承、变桨驱动、叶片锁定装置和变桨电气或液压系统组成；变桨轴承5外圈与轮毂6通过螺栓连接固定，内圈与叶片通过叶根螺栓连接固定。

自动叶片锁定装置包括叶片锁定销1、锁定挡块2、锁定销支座3及具有自锁功能的电动推杆4。所述锁定挡块2通过叶根螺栓7固定在变桨轴承5上，按照叶根空间尺寸及叶根锁定时的极限锁定力矩，设计好锁定挡块2厚度。所述锁定销支座3(采用Q345D钢板和圆钢制造)通过螺栓8安装在轮毂6的腹板上，并开有供叶片锁定销1穿过的销孔(按照叶根空间尺寸及叶根锁定时的极限锁定力矩，设计好叶片锁定销1直径，销孔直径比叶片锁定销1直径略大，以补偿叶根定位误差)，用于对叶片锁定销1进行支撑和导向，将锁定载荷传递到轮毂6。所述叶片锁定销1的尾部通过销轴与电动推杆4的前端连接，所述电动推杆4的后端通过销轴固定到锁定销支座3的后端挡板31上，在电动推杆4的推动下，叶片锁定销1的销头能够沿叶根径向穿过锁定销支座3伸入到锁定挡块2上的卡位顶紧锁住，由于电动推杆4具有自锁功能，断电及停止处于自锁状态，保证异常断电情况下，叶片锁定销1不发生滑移。

电动推杆4选用标准的工业化电动推杆，外形及参数满足设计安装要求，推拉力满足叶片锁定销1回退力要求。当然，电动推杆4不限制具体形式，满足安装及推拉力要求即可，电气参数依据变桨系统电气预留接口确定，也可以用其它执行机构代替，如液压缸、齿轮齿条、丝杠螺母等直线驱动机构。

锁定销支座3上可以单独安装两个接近开关，用于监测叶片锁定销1伸出和退回两个状态位置，反馈信号用于安全控制，该两个接近开关是通过接近开关支架9安装在锁定销支座3上；也可以不安装接近开关，利用电动推杆4内置的传感器进行位置检测。

叶片锁定销1可以采用圆柱形或者方形，圆柱形的叶片锁定销1与锁定挡块2的卡位配合面可以用圆柱形或圆锥形，方形的叶片锁定销1与锁定挡块2的卡位配合面可以用方形、圆柱形或者三角形。

锁定销支座3依据强度进行设计，可以采用对称或不对称结构，见附图5所示，与轮毂6的连接可以采用多个小螺栓。

叶片锁定销1与锁定销支座3之间可以直接进行滑动配合，若叶片锁定销1退出工况下外载荷过大，可在叶片锁定销1和锁定销支座3之间增加自润滑滑动衬套10，见附图6所示，减小摩擦阻力，保证叶片锁定销1可以顺利退出。

以上所述实施例只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，其特征在于：包括叶片锁定销、锁定挡块、锁定销支座及具有自锁功能的电动推杆；所述锁定挡块通过叶根螺栓固定在风力发电机组的变桨轴承上，所述变桨轴承的外圈与风力发电机组的轮毂通过螺栓连接固定，其内圈与风力发电机组的叶片通过叶根螺栓连接固定；所述锁定销支座通过螺栓安装在轮毂的腹板上，并开有供叶片锁定销穿过的销孔，用于对叶片锁定销进行支撑和导向，将锁定载荷传递到轮毂；所述叶片锁定销的尾部通过销轴与电动推杆的前端连接，所述电动推杆的后端通过销轴固定到锁定销支座的后端挡板上，在电动推杆的推动下，所述叶片锁定销的销头能够沿叶根径向穿过锁定销支座伸入到锁定挡块上的卡位顶紧锁住。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，其特征在于：所述电动推杆内置有用于进行位置检测的传感器。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，其特征在于：所述锁定销支座上安装有两个接近开关，用于监测叶片锁定销伸出和退回两个状态位置，反馈信号用于安全控制。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组沿叶根径向锁定的自动叶片锁定装置，其特征在于：所述叶片锁定销与锁定销支座之间增加自润滑滑动衬套，以减小摩擦阻力，保证叶片锁定销顺利退出。