[發明專利]風力發電機組槳葉的除冰裝置及其方法

有效

• 申請號: 201810414632.0
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108644072B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 劉朋;蘇倩;趙雙喜;劉博
• 申請（專利權）人: 天津瑞源電氣有限公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40;F03D17/00
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙) 12217
• 代理人: 鄧琳

本發明公開了一種風力發電機組槳葉的除冰裝置，包括設置在槳葉內部的控制裝置、調速電機和振動傳感器，所述的控制裝置通過電纜分別連接調速電機和振動傳感器，所述的調速電機的電機軸上設置有凸輪。本發明在風力發電機組控制系統檢測到槳葉存在覆冰后，無需費時耗電的加熱整個槳葉用于除去槳葉覆冰，僅需通過槳葉控制裝置快速確定槳葉共振頻率，并控制槳葉產生一定強度的共振，即可裂解覆冰，提高了風力發電機組除冰的速度，減少了風力發電機組除冰時對電能的消耗，增強了風力發電機組的利用率，更加快捷、經濟。

技術領域

本發明涉及風力發電機組槳葉除冰的技術領域，具體涉及一種風力發電機組槳葉的除冰裝置及其方法。

背景技術

風力發電機組槳葉結冰是一種經常發生在寒冷地帶的危害風力電機組安全運行的有害現象。槳葉結冰后將導致槳葉升力下降，阻力上升，槳葉氣動性能惡化，從而導致風力發電機組發電量的損失；嚴重時將導致槳葉斷裂，威脅機組及人員安全。

在現有技術中，風力發電機組槳葉的除冰方法一般是在槳葉內安裝槳葉加熱裝置，通過提高槳葉表面溫度融化覆冰達到除冰的目的。

但在實際運行中，若槳葉內安裝單個加熱單元，無法保證槳葉整體加熱均勻，不可避免的存在局部過熱，以及其余局部沒有達到除冰效果；若槳葉內安裝大量的加熱單元將影響槳葉的氣動性能。實際上，無論單個加熱單元或多個加熱單元都必然消耗大量電能用來加熱槳葉，并且要將槳葉均勻加熱到一定溫度需要較長的時間，使得風力發電機組不但不能發電，反而浪費大量發電時間來消耗電能用于加熱槳葉。

發明內容

本發明就是為了解決上述的技術問題，而提供一種風力發電機組槳葉的除冰裝置及其方法。

本發明是按照以下技術方案實現的：

本發明的風力發電機組槳葉的除冰裝置，包括設置在槳葉內部的控制裝置、調速電機和振動傳感器，所述的控制裝置通過電纜分別連接調速電機和振動傳感器，所述的調速電機的電機軸上設置有凸輪。

所述的調速電機設置在槳葉內的根部端或尖部端，振動傳感器相對調速電機設置在槳葉內的另一端，調速電機與振動傳感器同側或異側設置。

所述的凸輪為偏心輪。

本發明的風力發電機組槳葉的除冰方法，具體步驟如下：

步驟一，在無覆冰狀態下，控制裝置控制調速電機工作，調速電機驅動凸輪由0轉速逐漸加速運行至3000rpm轉速，凸輪產生由0Hz逐漸加強至50Hz的連續變化的振動頻率，同時控制裝置控制振動傳感器工作，振動傳感器檢測槳葉振動響應的強度信號；控制裝置接收無覆冰狀態下調速電機發送的轉速數據和振動傳感器發送的強度信號，并記錄無覆冰狀態下凸輪的轉速數據和槳葉振動響應的強度信號的對應關系，在槳葉振動響應的強度信號最大時，標記凸輪的轉速數據為無冰轉速A；

步驟二，當控制裝置接收風力發電機組控制系統發出的除冰命令時，控制裝置控制調速電機工作，調速電機驅動凸輪由0轉速逐漸加速運行至3000rpm轉速，凸輪將產生一個由0Hz逐漸加強至50Hz的連續變化的振動頻率，同時控制裝置控制振動傳感器工作，振動傳感器檢測槳葉振動響應的強度信號；控制裝置接收調速電機發送的轉速數據和振動傳感器發送的強度信號，并記錄凸輪的轉速數據和槳葉振動響應的強度信號的對應關系，在槳葉振動響應的強度信號最大時，標記凸輪的轉速數據為覆冰轉速Bn；然后控制裝置驅動調速電機的凸輪在覆冰轉速Bn至無冰轉速A之間進行周期性變速運行；