CN217462442U - 风力发电机组桨叶除冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风力发电机组桨叶除冰装置。目前风电场多采用涂料被动防冰和手动除冰的办法，该方法只能延缓覆冰不能完全防冰、融冰的目的。一种风力发电机组桨叶除冰装置，其组成包括：主控机舱柜（1）、机舱控制柜（2）和塔基控制柜（3），主控机舱柜与机舱控制柜连接，机舱控制柜和塔基控制柜内配置光纤通讯模块，且两者采用光纤通讯，机舱控制柜与结冰探测器（4）连接，结冰探测器安装在机舱顶部，其信号传入机舱控制柜；机舱控制柜配置CANopen通讯模块，且机舱控制柜配置CANopen通讯模块与滑环（5）及其后子站通过CANopen通讯连接，滑环与电源分配箱（6）连接。本实用新型应用于风力发电领域。

Description

风力发电机组桨叶除冰装置

技术领域：

本实用新型涉及一种风力发电机组桨叶除冰装置。

背景技术：

在风力发电机组中，桨叶是风力发电机组一个十分关键的部件。风力发电机桨叶覆冰危害十分严重，其影响风能转换的效率并减少发电量，使风力发电机过荷载而发生风机倒塌、叶片折断等事故，且覆冰不平衡导致的叶片旋转失衡会降低风力发电机的使用寿命。目前风电场多采用涂料被动防冰和手动除冰的办法，该方法只能延缓覆冰不能完全防冰、融冰的目的。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种风力发电机组桨叶除冰装置，具体是通过热风加热技术达到对桨叶进行主动防冰、融冰的目的。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种风力发电机组桨叶除冰装置，其组成包括：主控机舱柜、机舱控制柜和塔基控制柜，所述的主控机舱柜与所述的机舱控制柜连接，所述的机舱控制柜和所述的塔基控制柜内配置光纤通讯模块，且两者采用光纤通讯，所述的机舱控制柜与结冰探测器连接，所述的结冰探测器安装在机舱顶部，其信号传入所述的机舱控制柜；

所述的机舱控制柜配置 CANopen 通讯模块，且机舱控制柜配置 CANopen 通讯模块与滑环及其后子站通过 CANopen 通讯连接，所述的滑环与电源分配箱连接；

所述的电源分配箱分别与第一叶根控制柜、第二叶根控制柜和第三叶根控制柜连接，且每个叶根控制柜配置一个CANopen通讯模块。

所述的第一叶根控制柜、第二叶根控制柜和第三叶根控制柜分别与三组除冰组件连接。

所述的风力发电机组桨叶除冰装置，所述的除冰组件由鼓风机、加热器和PT100温度采集装置组成；

所述的鼓风机和加热器安装在支架后通果叶片胶水固化在叶根部；

所述的PT100温度采集装置安装在离通风管道出口 2 m、2. 5 m、10 m、15 m 桨叶内腔表面。

所述的风力发电机组桨叶除冰装置，所述的第一叶根控制柜、第二叶根控制柜和第三叶根控制柜串联连接，且每个叶根控制柜输出的690V交流电源提供给桨叶加热器及空气循环风扇。

有益效果：

1.本实用新型针对用热风加热技术来达到对桨叶进行主动防、融冰的目的。通过将加热的暖气流输送到桨叶内腔中，暖气流在桨叶内腔循环流动以加热叶片，在持续的加热过程中，暖气流温度从桨叶内表面向叶片外表面传递，从而融化桨叶上的冰层。

本实用新型是从材质、设计、安装三个角度去改进目前主流风力发电机组机舱控制柜结构，该实用新型具有轻量化、防冻、防过振动的特点。

本实用新型在寒冷地区，风力发电面临的最严重的问题就是桨叶覆冰带来的发电效率降低和设备损耗。通过热风加热技术达到对叶片进行主动防冰、融冰，该方法可以通过分析桨叶表面的主要成分，判断叶片是否结冰以及冰层厚度，其不会改变叶片的气动性，不会影响发电机组的发电效率，还可以与叶片涂层相结合，形成一种新型的防冻除冰技术，处理更广泛的叶片结冰问题，以此保障风电机组和发电网络正常工作。

本实用新型的鼓风机、加热器为除冰的重要部件，通过固定它们的支架用叶片胶水固化在叶根部; 通风管道用叶片专用胶水固化在 LE 腹板; 在离通风管道出口 2 m、2.5 m、10 m、15 m 桨叶内腔表面处安装有温度传感器; 结冰探测器安装于风机气象站。当结冰探测器传来的温度信号小于 2 ℃，且此时的变桨值比平均值小或此时发电功率值比平均值小，则机内控制系统自动开启叶片除冰模式，鼓风机将加热器加热的空气在叶片内腔循环，加热整个桨叶来除冰，远程控制端人机界面记录温度数据。 690V交流电源进入塔基控制柜后与通讯光纤一并接入机舱控制柜，结冰探测器安装于机舱顶部，其信号传入机舱控制柜，叶根控制柜输出的690V交流电源提供给桨叶加热器及空气循环风扇，同时桨叶内部不同处的温度探头将采集的信号送至叶根控制柜。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、主控机舱柜，2、机舱控制柜，3、塔基控制柜，4、结冰探测器，5、滑环，6、电源分配箱，7、第一叶根控制柜，8、第二叶根控制柜，9、第三叶根控制柜，10、鼓风机、加热器，11、PT100温度采集装置，12、空气循环风扇，13、除冰组件。

具体实施方式：

实施例1：

一种风力发电机组桨叶除冰装置，其组成包括：主控机舱柜1、机舱控制柜2和塔基控制柜3，所述的主控机舱柜与所述的机舱控制柜连接，所述的机舱控制柜和所述的塔基控制柜内配置光纤通讯模块，且两者采用光纤通讯，所述的机舱控制柜与结冰探测器4连接，所述的结冰探测器安装在机舱顶部，其信号传入所述的机舱控制柜；所述的机舱控制柜配置 CANopen 通讯模块，且机舱控制柜配置 CANopen 通讯模块与滑环5及其后子站通过CANopen 通讯连接，所述的滑环与电源分配箱6连接；所述的电源分配箱分别与第一叶根控制柜7、第二叶根控制柜8和第三叶根控制柜9连接，且每个叶根控制柜配置一个CANopen通讯模块。所述的第一叶根控制柜、第二叶根控制柜和第三叶根控制柜分别与三组除冰组件13连接。

实施例2：

根据实施例1所述的风力发电机组桨叶除冰装置，所述的除冰组件由鼓风机、加热器10和PT100温度采集装置11组成；所述的鼓风机和加热器安装在支架后通果叶片胶水固化在叶根部；所述的PT100温度采集装置安装在离通风管道出口 2 m、2. 5 m、10 m、15 m桨叶内腔表面。

实施例3：

根据实施例1或2所述的风力发电机组桨叶除冰装置，所述的第一叶根控制柜、第二叶根控制柜和第三叶根控制柜串联连接，且每个叶根控制柜输出的690V交流电源提供给桨叶加热器及空气循环风扇12。

实施例4：

根据实施例1或2所述的风力发电机组桨叶除冰装置，机内控制系统的原理如附图1所示，来自辅助变压器的 690 V 交流电源进入塔基控制柜后与通讯光纤一并接入机舱控制柜，结冰探测器安装于机舱顶部，其信号传入机舱控制柜，叶根控制柜输出的 690V 交流电源提供给桨叶加热器及空气循环风扇，同时桨叶内部不同处的温度探头将采集的信号送至叶根控制柜。

机内控制系统通讯方式如附图1所示，塔基控制柜与机舱控制柜内配置光纤通讯模块，它们之间采用光纤通讯; 塔基控制柜 PLC 模块通过以太网与主控塔基柜交换机连接，实现与主控 PLC 的通讯与控制; 机舱控制柜配置 CANopen 通讯模块，与滑环及其后子站通过 CANopen 通讯连接; 每个叶根控制柜配置一个CANopen通讯模块，用于与机舱控制柜通讯塔基控制柜设有柜内温度监控及自身加热控制，通讯监控，防雷保护和总电流、电压、功率监控等; 机舱控制柜设有柜内温度监控及柜内自身加热控制、通讯监控、防雷保护和结冰探测监控等; 叶根控制柜设有柜内温度监控及自身加热控制，通讯监控，防雷保护，鼓风机和加热器连锁保护，单叶片加热电阻、电流、电压、功率监控及开路保护等。

Claims (3)

1.一种风力发电机组桨叶除冰装置，其组成包括：主控机舱柜、机舱控制柜和塔基控制柜，其特征是：所述的主控机舱柜与所述的机舱控制柜连接，所述的机舱控制柜和所述的塔基控制柜内配置光纤通讯模块，且两者采用光纤通讯，所述的机舱控制柜与结冰探测器连接，所述的结冰探测器安装在机舱顶部，其信号传入所述的机舱控制柜；

所述的机舱控制柜配置 CANopen 通讯模块，且机舱控制柜配置 CANopen 通讯模块与滑环及其后子站通过 CANopen 通讯连接，所述的滑环与电源分配箱连接；

所述的电源分配箱分别与第一叶根控制柜、第二叶根控制柜和第三叶根控制柜连接，且每个叶根控制柜配置一个CANopen通讯模块；

所述的第一叶根控制柜、第二叶根控制柜和第三叶根控制柜分别与三组除冰组件连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组桨叶除冰装置，其特征是：所述的除冰组件由鼓风机、加热器和PT100温度采集装置组成；

所述的鼓风机和加热器安装在支架后通果叶片胶水固化在叶根部；

所述的PT100温度采集装置安装在离通风管道出口 2 m、2. 5 m、10 m、15 m 桨叶内腔表面。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组桨叶除冰装置，其特征是：所述的第一叶根控制柜、第二叶根控制柜和第三叶根控制柜串联连接，且每个叶根控制柜输出的690V交流电源提供给桨叶加热器及空气循环风扇。

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