[發明專利]一種機械制動狀態下風機葉片鋼纜連接裝置

有效

• 申請號: 201610146777.8
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105736240B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 王敏慶;韓飛;吳晴晴
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;西北工業大學深圳研究院
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種機械制動狀態下風機葉片鋼纜連接裝置，目的在于提高臺風等惡劣氣象條件下機械制動系統的可靠性以及風機葉片的強度。本發明充分利用風機機械制動系統，并在特定的兩根風機葉片上增設鋼纜連接裝置，有效應對風向突變的情況，降低機械制動系統的承載，并改善風機葉片根部區域出現的應力集中現象，降低風電設備損毀的風險系數。本發明獨立于原風機葉片的生產制造過程，實施成本低，不影響風機設備的正常運作。

技術領域

本發明涉及風力發電領域，具體涉及一種機械制動狀態下風機葉片鋼纜連接裝置。

背景技術

風電機組的制動系統主要包括空氣動力制動和機械制動兩種。按照IEC61400-1標準，氣動剎車是風機的第一剎車系統，可將風輪轉速降至一個較低值，但無法使風機完全停車。機械制動作為第二剎車系統，是對氣動剎車的補充，能夠在氣動剎車的基礎上進一步將葉輪轉速降低至零，并保持停車狀態。

在臺風等惡劣天氣中，通過偏航控制及順槳控制，能夠極大程度降低風機葉片所受風載，但是當主風向突變時，偏航裝置及變槳系統難以迅速反應，導致風機葉片無法調整至新的“順槳”姿態，致使風機葉片上承受巨大的風載荷，極易引起艙內機械制動設備的過載，造成齒輪箱等設備的損毀，嚴重時還可導致風機葉片的折斷。

近期，國內已有研究團隊提出解決風機葉片抗臺風的新措施，即在風機葉片間安裝若干線纜，葉片順槳后，通過控制系統對線纜施加控制力，并作用至風機葉片，以此增強葉片根部強度，達到有效抵御臺風的目的。這一措施將三根風機葉片連為一體，能夠提高風機葉片的整體強度，但是對于剎車控制系統的要求較高，當臺風主風向突變時，風機葉片在風載作用下會驅使葉輪轉動，若風載較大，機械制動系統所受載荷會進一步放大，存在損毀失效的風險。

發明內容

本發明的目的在于降低風機葉片及機械制動系統在臺風等惡劣天氣中被損毀的風險。本發明充分利用風機的機械制動系統，提出了一中成本較低、便于實施的機械制動狀態下風機葉片鋼纜連接裝置，用于保障風機設備的安全運行。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種機械制動狀態下風機葉片鋼纜連接裝置，主要有兩套單接頭連接裝置以及一條鋼纜組成。在特定的兩根風機葉片上分別安裝兩套單接頭連接裝置，兩套單接頭連接裝置之間通過鋼纜連接。臺風來臨之際，在風機葉片完成常規順槳操作，即氣動剎車結束后，進一步通過機械制動系統調整第三根葉片與地面水平，之后機械制動系統保持制動狀態。當風向突變時，由于第三根風機葉片與地面水平，因此風向改變對于該葉片的影響較小；裝有單接頭連接裝置的2根風機葉片受風向改變的影響，會承受一定風載荷，此時鋼纜連接裝置可為這兩根風機葉片提供自適應的張緊力，提高風機葉片的強度；此外，由于裝有單接頭連接裝置的2根葉片關于第三根風機葉片近似為軸對稱關系，因此受力基本平衡，可極大程度緩解機械制動系統承載過高的情況，保障風機葉片及機械制動系統的安全。

本發明的特征還在于，單接頭連接裝置主要由上套筒、下套筒組成，上套筒在風機葉片的葉盆側進行安裝，下套筒在風機葉片的葉背側進行安裝。結構形式簡單，且便于加工及裝卸操作。

本發明的特征還在于，在一套單接頭連接裝置的上套筒外側中央區域均布置鋼纜接頭，在另一套單接頭連接裝置下套筒外側中央區域布置鋼纜接頭。

本發明的特征還在于，單接頭連接裝置采用不銹鋼材質，外側噴刷防銹漆，降低日常使用中雨水侵蝕作用的影響，保證連接裝置的可靠性。

本發明的特征還在于，單接頭連接裝置的上、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。

本發明的特征還在于，上、下套筒在葉片前緣以及葉片后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。