CN210919334U - 一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及于变桨距型风力发电机组变桨系统设计的技术领域，尤其是指一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置，包括支架、锁杆、电动推杆、螺纹推杆和锁块，所述支架安装于风力发电机组的轮毂腹板上，所述锁杆的一端滑动设置在支架前端所形成的导向孔中，其另一端与电动推杆相连接，所述电动推杆远离锁杆的一端与螺纹推杆的头部相连接，所述螺纹推杆的螺纹端插入支架后端所形成的竖向腰形孔内并拧上相匹配的螺母；所述锁块通过叶根螺栓固定于变桨轴承上，并靠近支架前端，其上形成有供锁杆插入的插槽。本实用新型实现了叶片的远程自动锁定和解锁。

Description

一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置

技术领域

本实用新型涉及于变桨距型风力发电机组变桨系统设计的技术领域，尤其是指一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置。

背景技术

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块卡入变桨轴承的齿槽内，锁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。部分实现了自动锁定功能的叶片锁定装置，结构比较复杂。

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。也有加装锁杆进行锁定的，叶根需增加带锁定孔的过渡法兰，固定在轮毂上的锁杆伸出，通过锁定过渡法兰进行叶片锁定，也无自动锁定功能。

通过变桨驱动或者液压系统进行变桨锁定，可靠性低，且在进行维修时无法使用。且现有机械式叶片锁定装置，结构复杂，进行锁定操作时比较费时。对于抗台风型机组，台风来临时必须将叶片用机械锁定装置锁住，防止在台风引起的巨大外载荷作用下，变桨意外动作对机组构成破坏，使用机械式叶片锁定装置，必须在台风来临前数十小时完成叶片锁定操作，需维护人员逐台登上风力发电机组，进入轮毂进行锁定叶片的操作，费时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机组抗台风远程自动叶片锁定系统，能够防止叶片发生意外的变桨动作，保证风风力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：一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置，包括支架、锁杆、电动推杆、螺纹推杆和锁块，所述支架安装于风力发电机组的轮毂腹板上，所述锁杆、电动推杆和螺纹推杆依次设于支架上，其中，所述锁杆的一端滑动设置在支架前端所形成的导向孔中，其另一端与电动推杆相连接，且所述电动推杆与锁杆处于同一条轴线上，通过电动推杆驱动锁杆自动伸出或退回，所述电动推杆远离锁杆的一端与螺纹推杆的头部相连接，所述螺纹推杆的螺纹端插入支架后端所形成的竖向腰形孔内并拧上相匹配的螺母，且螺纹端面上沿其轴向形成有与竖向腰形孔相匹配的两个平面结构，保证螺纹推杆不能转动只能轴向移动或上下微调，通过螺纹推杆实现锁杆的手动伸出或退回；所述锁块通过叶根螺栓固定于变桨轴承上，并靠近支架前端，其上形成有供锁杆插入的插槽，通过电动推杆驱动锁杆沿叶根轴向伸入锁块的插槽或退出插槽，实现叶片的自动锁定或解锁。

进一步，所述电动推杆内置位置传感器和信号反馈模块，所述位置传感器用于检测锁杆的位置信息，所述信号反馈模块用于反馈电动推杆的状态。

进一步，所述锁杆伸入锁块插槽的端部为圆锥面结构，且所述插槽的宽度大于锁杆的直径，使锁杆在压紧的情况下由锁块的插槽顺利退回。

进一步，所述锁块固定叶根螺栓处加工有台阶，用于避空叶根圆螺母。

进一步，所述支架的前端通过螺纹衬套与轮毂固定连接，用于承受叶片在台风下的极限扭矩。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型结构简单，操作方便，可以人工安装无需行车辅助吊装，方便车间以及风场施工，极大的降低成本。

2、本实用新型能够远程自动控制，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、本实用新型锁定的可靠性高，而且锁杆在顺桨位置伸出才能进行锁定，在其他位置伸出无法锁定，从而降低锁杆异常伸出带来的安全风险。

4、本实用新型的锁定装置具有手动锁定功能，可以在电动推杆发生故障时实现手动锁定，同时本实用新型独立于变桨系统，在变桨驱动发生故障需要维修更换时，也可实现手动锁定。

附图说明

图1为本实用新型不包含锁块的结构示意图。

图2为本实用新型的安装示意图。

图3为本实用新型的安装剖面示意图。

图4为本实用新型的锁块的结构示意图。

图5为本实用新型的锁块的安装示意图。

图6为本实用新型的螺纹推杆的结构示意图。

图7为本实用新型的支架后端上的竖向腰形孔的结构示意图。

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7所示，本实施例所述的沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置，包括支架1、锁杆2、电动推杆3、螺纹推杆4和锁块5，所述支架1安装于风力发电机组的轮毂腹板上(原手动叶片锁安装位置)，且其前端通过螺纹衬套6与轮毂固定连接，螺纹衬套6外径大，强度大，能承受住叶片在台风下的极限扭矩，起到安全保护作用；所述锁杆2、电动推杆3和螺纹推杆4依次设于支架1上，其中，所述锁杆2的一端滑动设置在支架1前端所形成的导向孔11中，所述导向孔11对锁杆2进行支持和导向，将锁定载荷传递到轮毂，其另一端与电动推杆3相连接，且所述电动推杆3与锁杆2处于同一条轴线上，所述电动推杆3内置位置传感器和信号反馈模块，所述位置传感器用于检测锁杆2的位置信息，所述信号反馈模块用于反馈电动推杆3的状态，通过电动推杆3驱动锁杆2自动伸出或退回，且电动推杆3具有自锁功能，当断电及停止处于自锁状态，保证异常断电情况下，锁杆2不发生滑移，所述电动推杆3远离锁杆2的一端与螺纹推杆4头部的销孔相连接，所述螺纹推杆4的螺纹端插入支架1后端所形成的竖向腰形孔12内并拧上相匹配的螺母，且螺纹端面上沿其轴向形成有与竖向腰形孔12相匹配的两个平面结构，保证螺纹推杆4不能转动只能轴向移动或上下微调，通过螺纹推杆4实现锁杆2的手动伸出或退回；所述锁块5通过叶根螺栓8固定于变桨轴承7上，并靠近支架1前端，能够承受较大的锁定载荷，所述锁块5其上形成有供锁杆2插入的插槽51，通过电动推杆3驱动锁杆2沿叶根轴向伸入锁块5的插槽51或退出插槽51，实现叶片的自动锁定或解锁。

进一步，所述锁杆2伸入锁块5插槽51的端部为圆柱面或圆锥面结构，且所述插槽51的宽度大于锁杆2的直径，使锁杆2在压紧的情况下由锁块5的插槽51顺利退回；所述锁块5固定叶根螺栓8处加工有台阶52，用于避空叶根圆螺母。

进一步，所述支架1依强度进行设计，可以依据轮毂安装接口不同进行结构设计调整，可以调整结构安装到轮毂腹板的凸台上，与轮毂的连接可以采用多个不同螺栓。

进一步，所述电动推杆3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，也可以用其他执行机构代替，如液压缸、齿轮齿条、丝杠螺母等直线驱动机构。

以上所述之实施例子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 (5)

1.一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置，其特征在于：包括支架、锁杆、电动推杆、螺纹推杆和锁块，所述支架安装于风力发电机组的轮毂腹板上，所述锁杆、电动推杆和螺纹推杆依次设于支架上，其中，所述锁杆的一端滑动设置在支架前端所形成的导向孔中，其另一端与电动推杆相连接，且所述电动推杆与锁杆处于同一条轴线上，通过电动推杆驱动锁杆自动伸出或退回，所述电动推杆远离锁杆的一端与螺纹推杆的头部相连接，所述螺纹推杆的螺纹端插入支架后端所形成的竖向腰形孔内并拧上相匹配的螺母，且螺纹端面上沿其轴向形成有与竖向腰形孔相匹配的两个平面结构，保证螺纹推杆不能转动只能轴向移动或上下微调，通过螺纹推杆实现锁杆的手动伸出或退回；所述锁块通过叶根螺栓固定于变桨轴承上，并靠近支架前端，其上形成有供锁杆插入的插槽，通过电动推杆驱动锁杆沿叶根轴向伸入锁块的插槽或退出插槽，实现叶片的自动锁定或解锁。

2.根据权利要求1所述的一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置，其特征在于：所述电动推杆内置位置传感器和信号反馈模块，所述位置传感器用于检测锁杆的位置信息，所述信号反馈模块用于反馈电动推杆的状态。

3.根据权利要求1所述的一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置，其特征在于：所述锁杆伸入锁块插槽的端部为圆锥面结构，且所述插槽的宽度大于锁杆的直径，使锁杆在压紧的情况下由锁块的插槽顺利退回。

4.根据权利要求1或3所述的一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置，其特征在于：所述锁块固定叶根螺栓处加工有台阶，用于避空叶根圆螺母。

5.根据权利要求1所述的一种沿风力发电机组叶根轴向锁定的叶片自动锁定装置，其特征在于：所述支架的前端通过螺纹衬套与轮毂固定连接，用于承受叶片在台风下的极限扭矩。

Images