一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及風力發(fā)電領域，具體涉及一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 變槳系統(tǒng)是風機的主要執(zhí)行部件，根據(jù)風速大小相應地調(diào)整風機葉片的角度，控 制風力發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率。此外，為應對惡劣天氣等緊急情況，通過順槳操作還可實現(xiàn) 空氣動力剎車作用，其可靠性對風機的正常運行至關(guān)重要。目前，國內(nèi)大部分風機設備針對 每個風機葉片都配有一套變槳系統(tǒng)，可實現(xiàn)各葉片的獨立變槳。風機變槳系統(tǒng)的驅(qū)動裝置 主要包括變槳電機以及蓄電池組。正常工作時，由變槳電機提供驅(qū)動力，帶動變槳軸承轉(zhuǎn) 動，完成風機葉片的變槳操作。當遇到突發(fā)情況，電網(wǎng)掉電或變槳電機故障時，還備有蓄電 池組提供直流電壓驅(qū)動變槳系統(tǒng)完成變槳操作。
[0003] 在變槳驅(qū)動方面雖然已有雙重保障，但仍會存在風機葉片無法有效變槳的隱患。 一方面，在風電設備的正常工作狀態(tài)下，變槳系統(tǒng)需根據(jù)風向信號實時調(diào)整，使用非常頻 繁，變槳電機長時間運行將直接導致電機內(nèi)溫度顯著升高，如長期未采取有效措施極易引 發(fā)電機故障；另一方面，蓄電池組在風機設備的日常使用中雖然使用頻率相對較低，蓄電池 組儲能不足或個別蓄電池失電的情況往往難以有效監(jiān)測。在緊急情況下，由于變槳驅(qū)動裝 置故障，引起動力缺失或不足，葉片無法變槳或者變槳速度過慢，致使風載過大，對變槳軸 承、機械制動系統(tǒng)會造成嚴重影響，嚴重時還有可能引起葉片折斷情況的發(fā)生，對風機設備 的安全性帶來較大隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有風機變槳系統(tǒng)存在的問題與隱患，提出了一種低成 本、易實施的聯(lián)動變槳裝置，用于保障風機設備在緊急情況下能夠有效完成變槳操作。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置，主要 由固定裝置和鋼纜組成。在所有風機葉片上安裝固定裝置，各葉片上的固定裝置之間通過 鋼纜兩兩連接。當一套變槳驅(qū)動裝置發(fā)生故障導致無法驅(qū)動葉片有效變槳時，其余風機葉 片可通過風機葉片聯(lián)動變槳裝置為驅(qū)動裝置故障的風機葉片提供額外動力，進而避免個別 葉片變槳速度慢或無法有效變槳的問題。
[0006] 本發(fā)明的特征還在于，固定裝置主要由上套筒、下套筒組成，上套筒在風機葉片的 葉盆側(cè)進行安裝，下套筒在風機葉片的葉背側(cè)進行安裝，上、下套筒在葉片前緣及后緣處通 過螺栓連接，連接方式便于裝卸，可提高裝置的重復使用率。
[0007] 本發(fā)明的特征還在于，上、下套筒在葉片前緣處的螺栓孔在葉長方向上為單列均 布的布局類型，使各連接螺栓在正常工作時受力均勻。
[0008] 本發(fā)明的特征還在于，上、下套筒在葉片后緣處的螺栓孔在葉長方向上為單列的 布局類型，除中心區(qū)域外，與葉片前緣處的螺栓孔一一對應。在葉長方向的中心區(qū)域開設通 孔，通孔與螺栓孔中心距離不低于400mm。
[0009] 本發(fā)明的特征還在于，固定裝置內(nèi)表面的輪廓與風機葉片對應區(qū)域的輪廓等距， 距離為50mm，在上、下套筒內(nèi)側(cè)敷設橡膠層，橡膠層厚度為50mm，用于保護風機葉片與之接 觸的表面，并起到摩擦增阻的作用。
[0010] 本發(fā)明的特征還在于，固定裝置靠近葉根一側(cè)與風機葉片寬度最大處對齊，固定 裝置靠近葉尖一側(cè)距離風機葉片寬度最大處為葉長的5 %。在風機葉片變槳聯(lián)動裝置正常 工作時，固定裝置將受到鋼纜在葉根方向上的作用力分量，可實現(xiàn)固定裝置的自鎖功能，進 一步增強固定裝置與葉片連接的穩(wěn)定性。
[0011] 本發(fā)明的特征還在于，固定裝置采用不銹鋼材質(zhì)，固定裝置外側(cè)噴刷防銹漆，降低 日常使用中雨水侵蝕作用的影響，保證固定裝置的可靠性。
[0012] 本發(fā)明的特征還在于，鋼纜兩端分別綁定在相鄰葉片固定裝置的通孔處;鋼纜在 各連接裝置之間的有效連接長度為葉片最大截面與葉根二者距離的^倍。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：當某套變槳驅(qū)動裝置發(fā)生故障導致無法驅(qū)動葉片有效變槳 時，其余風機葉片可通過聯(lián)動變槳裝置為驅(qū)動裝置故障的風機葉片提供額外動力，進而有 效避免個別葉片變槳速度慢或無法有效變槳的問題。本發(fā)明不影響現(xiàn)有風電系統(tǒng)變槳和順 槳工作，結(jié)構(gòu)形式簡單，且便于加工及裝卸操作，實施成本低、拆裝便捷。
【附圖說明】
[0014] 圖1是一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置示意圖。
[0015] 圖2是一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置局部示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面將結(jié)合附圖和具體實施案例，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成和控制原理進行詳細闡 述。
[0017] 如圖1所示，一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置主要由固定裝置2、5、8和鋼纜3、6、9組成。 所有風機葉片1、4、7上都安裝有固定裝置2、5、8,各風機葉片分別通過鋼纜3、6、9兩兩連接。 固定裝置2、5、8分別在葉片1、4、7靠近葉根一側(cè)與風機葉片寬度最大處對齊，固定裝置靠近 葉尖一側(cè)距離風機葉片寬度最大處為葉長的5%。在風機葉片變槳聯(lián)動裝置正常工作時，固 定裝置將受到鋼纜在葉根方向上的作用力，可實現(xiàn)固定裝置的自鎖功能，進一步增強固定 裝置與葉片連接的穩(wěn)定性。鋼纜3、6、9兩端分別綁定在相鄰葉片1與4、相鄰葉片4與7、相鄰 葉片1與7對應固定裝置的通孔處;線纜有效長度為葉片最大截面到葉根距離的#倍。
[0018] 圖2為風機葉片聯(lián)動變槳裝置的局部示意圖。各葉片上的固定裝置均相同。固定裝 置2主要由上套筒10、下套筒11組成，上套筒10與風機葉片1的葉盆側(cè)進行安裝，下套筒11與 風機葉片1的葉背側(cè)進行安裝。上套筒10、下套筒11在葉片前緣及后緣處通過螺栓連接。上 套筒10與下套筒11在葉片前緣處的螺栓孔13在葉長方向上為單列均布的布局類型，使各連 接螺栓在正常工作時受力均勻。上套筒與下套筒在葉片后緣處的螺栓孔15在葉長方向上為 單列的布局類型，除中心區(qū)域外，與葉片前緣處的螺栓孔13--對應，在葉長方向的中心區(qū) 域開設通14,通孔14與螺栓孔15中心距離不低于400mm。在上套筒10與下套筒11內(nèi)側(cè)敷設橡 膠層12,用于保護風機葉片與之接觸的表面，并起到摩擦增阻的作用。風機葉片1上的固定 裝置2在通孔14處與鋼纜3以及鋼纜9連接，纜有效長度為葉片最大截面到葉根距離的# 倍，不影響風機正常的變槳、順槳操作。
[0019] 本發(fā)明還在于，固定裝置2采用不銹鋼材質(zhì)，固定裝置外側(cè)噴刷防銹漆，降低日常 使用中雨水侵蝕作用的影響，保證固定裝置的可靠性。
[0020] 本發(fā)明還在于，固定裝置內(nèi)表面的輪廓與風機葉片對應區(qū)域的輪廓等距，距離為 50mm 〇
[0021] 本發(fā)明還在于，上橡膠層與下橡膠層選材相同，可參考一般橡膠型減振器中的橡 膠選材。
[0022] 本發(fā)明還在于，鋼纜的截面參數(shù)需要結(jié)合風機葉片的具體參數(shù)，通過強度校核確 定。
[0023] 本發(fā)明還在于，當任一風機變槳驅(qū)動裝置失效后，對應風機葉片無法獨立完成變 槳操作，此時，借助本發(fā)明的風機葉片聯(lián)動變槳裝置，可在其他風機葉片正常變槳過程中， 為其提供額外變槳驅(qū)動力，進而完成所有風機葉片的變槳操作，降低緊急情況對風機設備 造成嚴重損壞的風險。
【主權(quán)項】
1. 一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置，其特征在于:一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置，主要由固定 裝置和鋼纜組成。在所有風機葉片上安裝固定裝置，各葉片上的固定裝置之間通過鋼纜兩 兩連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機葉片聯(lián)動變槳裝置，其特征在于：固定裝置主要由上套 筒、下套筒組成，上套筒在風機葉片的葉盆側(cè)進行安裝，下套筒在風機葉片的葉背側(cè)進行安 裝，上、下套筒在葉片前緣及后緣處通過螺栓連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風機葉片聯(lián)動變槳裝置，其特征在于:上、下套筒在葉片前 緣處的螺栓孔在葉長方向上為單列均布的布局類型，使各連接螺栓在正常工作時受力均 勻。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風機葉片聯(lián)動變槳裝置，其特征在于:上、下套筒在葉片后 緣處的螺栓孔在葉長方向上為單列的布局類型，除中心區(qū)域外，與葉片前緣處的螺栓孔一 一對應。在葉長方向的中心區(qū)域開設通孔，通孔與螺栓孔中心距離不低于400mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機葉片聯(lián)動變槳裝置，其特征在于：固定裝置靠近葉根一側(cè) 與風機葉片寬度最大處對齊，固定裝置靠近葉尖一側(cè)距離風機葉片寬度最大處為葉長的 5%。在風機葉片變槳聯(lián)動裝置正常工作時，固定裝置將受到鋼纜在葉根方向上的作用力分 量，可實現(xiàn)固定裝置的自鎖功能。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機葉片聯(lián)動變槳裝置，其特征在于：固定裝置采用不銹鋼材 質(zhì)，固定裝置外側(cè)噴刷防銹漆。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機葉片聯(lián)動變槳裝置，其特征在于:鋼纜兩端分別綁定在相 鄰葉片固定裝置的通孔處;鋼纜在各連接裝置之間的有效連接長度為葉片最大截面到葉根
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風機葉片聯(lián)動變槳裝置。目的在于解決裝置故障導致對應風機葉片無法有效完成變槳操作的問題，本發(fā)明主要由固定裝置和鋼纜組成。在所有風機葉片上安裝固定裝置，各葉片上的固定裝置之間通過鋼纜兩兩連接。當某套變槳驅(qū)動裝置發(fā)生故障導致無法驅(qū)動葉片有效變槳時，其余風機葉片可通過聯(lián)動變槳裝置為驅(qū)動裝置故障的風機葉片提供額外動力，進而有效避免個別葉片變槳速度慢或無法有效變槳的問題。本發(fā)明不影響現(xiàn)有風電系統(tǒng)變槳和順槳工作，實施成本低、拆裝便捷。
【IPC分類】F03D1/06, F03D7/02
【公開號】CN105673326
【申請?zhí)枴緾N201610146601
【發(fā)明人】王敏慶, 韓飛, 吳晴晴
【申請人】西北工業(yè)大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月15日