專利名稱：一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝地域廣泛，覆蓋高原、平原、山地、沿海以及沙漠等不同氣候地質(zhì)環(huán)境。近年來，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在冬季寒冷且氣候潮濕的地域安裝的風(fēng)機(jī)，常常會出現(xiàn)葉片結(jié)冰的情況。葉片結(jié)冰后如果未被及時發(fā)現(xiàn)并作相應(yīng)處理，輕則會造成葉片斷裂，重則可能發(fā)生風(fēng)機(jī)倒塌的事故，因此，葉片結(jié)冰可能會對風(fēng)電業(yè)主和風(fēng)機(jī)制造廠家造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，葉片結(jié)冰問題已經(jīng)引起了國內(nèi)外風(fēng)電行業(yè)的重視。如何減小由葉片結(jié)冰造成的損失，關(guān)鍵在于如何及時地探測葉片是否結(jié)冰。目前，國內(nèi)外的風(fēng)電行業(yè)大多采用專門的探冰傳感器來探測葉片是否結(jié)冰。其工作原理是利用超聲波技術(shù)來探測探冰傳感器自身周圍環(huán)境是否結(jié)冰，借以判斷葉片是否結(jié)冰。采用這種技術(shù)基本可靠，但探冰傳感器價格昂貴，動輒數(shù)萬元，所以現(xiàn)有技術(shù)探測葉片是否結(jié)冰的成本
非常高。因此，如何降低探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，用于降低探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的成本。為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，包括:第一風(fēng)速風(fēng)向儀，包括第一風(fēng)速傳感器與第一風(fēng)向傳感器，所述第一風(fēng)速傳感器設(shè)置有第一加熱裝置，所述第一風(fēng)向傳感器設(shè)置有第二加熱裝置；第二風(fēng)速風(fēng)向儀，包括第二風(fēng)速傳感器與第二風(fēng)向傳感器；用于比較所述第一風(fēng)速風(fēng)向儀與所述第二風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值，并且能夠報警的判斷模塊。優(yōu)選地，其特征在于，所述第一風(fēng)速傳感器包括第一定子，所述第一風(fēng)向傳感器包括第二定子，所述第一加熱裝置設(shè)置于所述第一定子內(nèi)部，所述第二加熱裝置設(shè)置于所述第二定子內(nèi)部。 優(yōu)選地，所述第一加熱裝置與所述第二加熱裝置均為電加熱器。優(yōu)選地，所述第一風(fēng)速傳感器與所述第二風(fēng)速傳感器均為風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器，所述第一風(fēng)向傳感器與所述第二風(fēng)向傳感器均為風(fēng)標(biāo)式風(fēng)向傳感器。優(yōu)選地，所述第一風(fēng)速風(fēng)向儀與所述第二風(fēng)速風(fēng)向儀的測量精度與測量范圍相同。[0014]優(yōu)選地，其特征在于，所述判斷模塊為PLC。優(yōu)選地，還包括第三風(fēng)速風(fēng)向儀，所述第三風(fēng)速風(fēng)向儀包括第三風(fēng)速傳感器與第三風(fēng)向傳感器，所述第三風(fēng)速傳感器設(shè)置有第三加熱裝置，所述第三風(fēng)向傳感器設(shè)置有第四加熱裝置。本實(shí)用新型方案提供的一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，包括第一風(fēng)速風(fēng)向儀與第二風(fēng)速風(fēng)向儀，還包括用于比較所述第一風(fēng)速風(fēng)向儀與所述第二風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值，并且能夠報警的判斷模塊。第一風(fēng)速風(fēng)向儀包括第一風(fēng)速傳感器與第一風(fēng)向傳感器，第二風(fēng)速風(fēng)向儀包括第二風(fēng)速傳感器與第二風(fēng)向傳感器，第一風(fēng)速傳感器設(shè)置有第一加熱裝置，第一風(fēng)向傳感器設(shè)置有第二加熱裝置。本實(shí)用新型方案利用風(fēng)電機(jī)組自身的傳感器冗余技術(shù)，在有可能出現(xiàn)葉片結(jié)冰的地區(qū)，采用一套帶加熱裝置的第一風(fēng)速風(fēng)向儀和一套不帶加熱裝置的第二風(fēng)速風(fēng)向儀。在不結(jié)冰的情況下，兩套風(fēng)速風(fēng)向儀的測量結(jié)果是近似的。但是在冬季，不帶加熱裝置的第二風(fēng)速風(fēng)向儀在環(huán)境溫度和濕度達(dá)到結(jié)冰條件時會結(jié)冰；而第一加熱裝置在工作時通過熱傳導(dǎo)將熱量傳遞給第一風(fēng)速傳感器，第二加熱裝置在工作時通過熱傳導(dǎo)將熱量傳遞給第一風(fēng)向傳感器，因此可以使第一風(fēng)速風(fēng)向儀免于結(jié)冰。第二風(fēng)速風(fēng)向儀結(jié)冰后，所采樣到的風(fēng)速值和風(fēng)向值與第一風(fēng)速風(fēng)向儀相比較就會出現(xiàn)較大偏差。因此，在判斷模塊中，實(shí)時比較這兩套風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值，在環(huán)境溫度和濕度達(dá)到結(jié)冰條件，并且兩套風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值出現(xiàn)較大差距時報警，工作人員就可以判定不帶加熱裝置的第二風(fēng)速風(fēng)向儀結(jié)冰了，從而借以判斷葉片結(jié)冰，進(jìn)而將風(fēng)電機(jī)組停機(jī)，以保證葉片及機(jī)組安全。與現(xiàn)有技術(shù)中采用專門的探冰傳感器相比較，本方案只需要在原有的兩套風(fēng)速風(fēng)向儀中的其中一套上設(shè)置有加熱裝置，或者在原有的設(shè)置有加熱裝置的兩套風(fēng)速風(fēng)向儀中的其中一套上除去加熱裝置，并結(jié)合判斷模塊的比較與報警，就可以實(shí)現(xiàn)對葉片是否結(jié)冰的探測，由于本方案去除了昂貴的探冰傳感器，所以，不僅大大降低了探測葉片是否結(jié)冰的成本，還簡化了結(jié)構(gòu)。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例方案中的第一風(fēng)速風(fēng)向儀的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例方案中的第一風(fēng)速風(fēng)向儀的第一加熱裝置與第二加熱裝置的安裝位置示意圖。圖1與圖2中:風(fēng)杯1、第一轉(zhuǎn)子2、第一定子3、風(fēng)標(biāo)4、第二轉(zhuǎn)子5、第二定子6、第一加熱裝置7、第二加熱裝置8。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的核心是提供一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，用于降低探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的成本。[0023]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。請參照圖1和圖2，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例方案中的第一風(fēng)速風(fēng)向儀的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例方案中的第一風(fēng)速風(fēng)向儀的第一加熱裝置與第二加熱裝置的安裝位置示意圖。在一種具體的實(shí)施例中，本實(shí)用新型方案提供了一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，包括第一風(fēng)速風(fēng)向儀、第二風(fēng)速風(fēng)向儀以及用于比較第一風(fēng)速風(fēng)向儀與第二風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值，并且能夠報警的判斷模塊。第一風(fēng)速風(fēng)向儀又包括第一風(fēng)速傳感器與第一風(fēng)向傳感器，第一風(fēng)速傳感器設(shè)置有第一加熱裝置7，第一風(fēng)向傳感器設(shè)置有第二加熱裝置8 ;第二風(fēng)速風(fēng)向儀又包括第二風(fēng)速傳感器與第二風(fēng)向傳感器。為了節(jié)省成本和滿足風(fēng)電機(jī)組測量要求，本實(shí)施例中的第一風(fēng)速傳感器與第二風(fēng)速傳感器均采用了風(fēng)電機(jī)組上常用的風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器，第一風(fēng)向傳感器與第二風(fēng)向傳感器均采用了風(fēng)電機(jī)組上常用的風(fēng)標(biāo)式風(fēng)向傳感器。具體的，第一風(fēng)速傳感器又包括風(fēng)杯1、第一轉(zhuǎn)子2與第一定子3，第一風(fēng)向傳感器又包括風(fēng)標(biāo)4、第二轉(zhuǎn)子5與第二定子6。加熱裝置一般設(shè)置在能夠?qū)崃苛己玫貍鲗?dǎo)至第一轉(zhuǎn)子2或第二轉(zhuǎn)子5的位置，同時，為了減小外部環(huán)境對加熱裝置的影響，本實(shí)施例將第一加熱裝置7設(shè)置于與第一轉(zhuǎn)子2相連的第一定子3內(nèi)部，將第二加熱裝置8設(shè)置于與第二轉(zhuǎn)子5相連的第二定子6內(nèi)部。當(dāng)環(huán)境溫度與濕度達(dá)到結(jié)冰的水平時，第一加熱裝置7在工作時發(fā)熱，將熱量通過熱傳導(dǎo)傳遞給第一轉(zhuǎn)子2，保證第一轉(zhuǎn)子2免于結(jié)冰，同第一加熱裝置7，第二加熱裝置8也將熱量通過熱傳導(dǎo)傳遞給第二轉(zhuǎn)子5，從而使第二轉(zhuǎn)子5免于結(jié)冰；而在這種條件下，對于沒有設(shè)置加熱裝置的第二風(fēng)速風(fēng)向儀，其第二風(fēng)速傳感器與第二風(fēng)向傳感器的轉(zhuǎn)子部分就會發(fā)生結(jié)冰。為了便于實(shí)現(xiàn)加熱并保證加熱效率，本實(shí)施例中的第一加熱裝置7與第二加熱裝置8均采用了電加熱器，電加熱器的功率穩(wěn)定，效率高，體積小，比較適合應(yīng)用于風(fēng)速風(fēng)向儀的內(nèi)部。風(fēng)速風(fēng)向儀將采集到的風(fēng)速信號與風(fēng)向信號轉(zhuǎn)換成電信號，轉(zhuǎn)換后的電信號在控制模塊中經(jīng)過處理后，最終成為人們可以識別的風(fēng)速值與風(fēng)向值信息。為了便于判斷模塊比較這兩套風(fēng)速風(fēng)向儀采集的風(fēng)速值與風(fēng)向值，本實(shí)施例中采用的第一風(fēng)速風(fēng)向儀與第二風(fēng)速風(fēng)向儀的測量精度與測量范圍都是一樣的。在不結(jié)冰的情況下，兩套風(fēng)速風(fēng)向儀的測量結(jié)果是近似的。第二風(fēng)速風(fēng)向儀的轉(zhuǎn)子部分結(jié)冰后，所采樣到的風(fēng)速值和風(fēng)向值與第一風(fēng)速風(fēng)向儀相比就會出現(xiàn)較大偏差。判斷模塊實(shí)時比較第一風(fēng)速風(fēng)向儀與第二風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值。在環(huán)境溫度和濕度達(dá)到結(jié)冰的水平，并且這兩套風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值出現(xiàn)了較大的差距時，判斷模塊發(fā)出報警信號，工作人員就可以根據(jù)報警信號來判定不帶加熱裝置的第二風(fēng)速風(fēng)向儀結(jié)冰了，從而借以判斷出葉片也發(fā)生了結(jié)冰，進(jìn)而將風(fēng)電機(jī)組停機(jī)，提早預(yù)防事故的發(fā)生，以保證葉片及機(jī)組的安全。為了便于擴(kuò)展、調(diào)試與操作，本實(shí)施例中的判斷模塊采用了可編程邏輯控制器(PLC)，即在原有的PLC中增加比較和報警功能。由于本實(shí)施例中的第二風(fēng)速風(fēng)向儀在發(fā)生結(jié)冰后，不能繼續(xù)準(zhǔn)確地測量風(fēng)速與風(fēng)向，所以只剩下沒有結(jié)冰的第一風(fēng)速風(fēng)向儀可以正常工作。為了滿足風(fēng)電機(jī)組自身的傳感器冗余要求，在一種優(yōu)選方案中可以設(shè)置第三風(fēng)速風(fēng)向儀，與第一風(fēng)速風(fēng)向儀相同，第三風(fēng)速風(fēng)向儀包括第三風(fēng)速傳感器與第三風(fēng)向傳感器，第三風(fēng)速傳感器設(shè)置有第三加熱裝置，第三風(fēng)向傳感器設(shè)置有第四加熱裝置，這樣設(shè)置就可以保證有兩套不結(jié)冰的風(fēng)速風(fēng)向儀能夠正常工作，達(dá)到了原先的傳感器冗余要求。目前，由于風(fēng)電機(jī)組自身的傳感器冗余要求，每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組至少安裝兩套風(fēng)速風(fēng)向儀。本實(shí)用新型方案利用風(fēng)電機(jī)組自身的傳感器冗余技術(shù)，在有可能出現(xiàn)葉片結(jié)冰的地區(qū)的風(fēng)電機(jī)組上，采用一套帶加熱裝置的第一風(fēng)速風(fēng)向儀和一套不帶加熱裝置的第二風(fēng)速風(fēng)向儀，即在原有的兩套風(fēng)速風(fēng)向儀中的其中一套上設(shè)置有加熱裝置，或者在原有的帶有加熱裝置的兩套風(fēng)速風(fēng)向儀中的其中一套上除去加熱裝置，并結(jié)合判斷模塊的判斷與報警，就可以實(shí)現(xiàn)對葉片是否結(jié)冰的探測，由于本方案除去了昂貴的探冰傳感器，所以，不僅大大降低了探測葉片是否結(jié)冰的成本，還簡化了結(jié)構(gòu)。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，其特征在于，包括: 第一風(fēng)速風(fēng)向儀，包括第一風(fēng)速傳感器與第一風(fēng)向傳感器，所述第一風(fēng)速傳感器設(shè)置有第一加熱裝置(7)，所述第一風(fēng)向傳感器設(shè)置有第二加熱裝置(8); 第二風(fēng)速風(fēng)向儀，包括第二風(fēng)速傳感器與第二風(fēng)向傳感器； 用于比較所述第一風(fēng)速風(fēng)向儀與所述第二風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值，并且能夠報警的判斷模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，其特征在于，所述第一風(fēng)速傳感器包括第一定子(3)，所述第一風(fēng)向傳感器包括第二定子(6)，所述第一加熱裝置(7)設(shè)置于所述第一定子(3)內(nèi)部，所述第二加熱裝置(8)設(shè)置于所述第二定子(6)內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，其特征在于，所述第一加熱裝置(7)與所述第二加熱裝置(8)均為電加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，其特征在于，所述第一風(fēng)速傳感器與所述第二風(fēng)速傳感器均為風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器，所述第一風(fēng)向傳感器與所述第二風(fēng)向傳感器均為風(fēng)標(biāo)式風(fēng)向傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，其特征在于，所述第一風(fēng)速風(fēng)向儀與所述第二風(fēng)速風(fēng)向儀的測量精度與測量范圍相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至 5任一項(xiàng)所述的用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，其特征在于，所述判斷模塊為PLC。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，其特征在于，還包括第三風(fēng)速風(fēng)向儀，所述第三風(fēng)速風(fēng)向儀包括第三風(fēng)速傳感器與第三風(fēng)向傳感器，所述第三風(fēng)速傳感器設(shè)置有第三加熱裝置，所述第三風(fēng)向傳感器設(shè)置有第四加熱裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于探測風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是否結(jié)冰的裝置，包括第一風(fēng)速風(fēng)向儀與第二風(fēng)速風(fēng)向儀，還包括用于比較所述第一風(fēng)速風(fēng)向儀與所述第二風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值，并且能夠報警的判斷模塊。第一風(fēng)速風(fēng)向儀包括第一風(fēng)速傳感器與第一風(fēng)向傳感器，第二風(fēng)速風(fēng)向儀包括第二風(fēng)速傳感器與第二風(fēng)向傳感器，第一風(fēng)速傳感器設(shè)置有第一加熱裝置，第一風(fēng)向傳感器設(shè)置有第二加熱裝置。與現(xiàn)有技術(shù)中采用專門的探冰傳感器相比較，本方案通過實(shí)時比較第一風(fēng)速風(fēng)向儀與第二風(fēng)速風(fēng)向儀的采樣值，并結(jié)合判斷模塊的判斷與報警，就可以實(shí)現(xiàn)對葉片是否結(jié)冰的探測，大大降低了探測葉片是否結(jié)冰的成本，并簡化了結(jié)構(gòu)。
文檔編號F03D11/00GK203161453SQ20132015392
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者劉亞林 申請人:中船重工(重慶)海裝風(fēng)電設(shè)備有限公司