[實用新型]一種風(fēng)電機(jī)組葉片與塔筒凈空的測量結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920690123.0
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN210396977U
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮紅巖;朱海娜;陳子堅;李娟;趙雙喜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本實用新型公開了一種風(fēng)電機(jī)組葉片與塔筒凈空的測量結(jié)構(gòu)，包括垂直于地面(40)的塔筒(20)，塔筒(20)的頂部設(shè)置有機(jī)艙(10)；機(jī)艙(10)的底部前端，安裝有第一激光測距傳感器(1)；第一激光測距傳感器(1)位于機(jī)艙(10)的中軸線上。本實用新型公開的風(fēng)電機(jī)組葉片與塔筒凈空的測量結(jié)構(gòu)，能夠不受風(fēng)電機(jī)組的葉輪朝向發(fā)生改變的影響，準(zhǔn)確、可靠地對風(fēng)電機(jī)組葉片葉尖與塔筒之間的危險凈空距離進(jìn)行測量，從而有利于進(jìn)一步調(diào)整對風(fēng)電機(jī)組的葉片，以對風(fēng)電機(jī)組的葉尖與塔筒之間的凈空距離進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，降低風(fēng)電機(jī)組的運行風(fēng)險。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)電機(jī)組葉片與塔筒凈空的測量結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)功率的不斷增大，葉片的長度不斷增加，風(fēng)電機(jī)組葉片葉尖與塔筒的凈空越來越難保證(該凈空是指風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輪轂轉(zhuǎn)動時，葉片掃過塔筒時，葉尖部位距離塔筒壁的最小幾何距離)。這時候，一旦高速旋轉(zhuǎn)的葉片的葉尖與塔筒發(fā)生碰撞，將面臨機(jī)毀塔倒的風(fēng)險，造成巨大的財產(chǎn)損失，還有可能危及生命安全。

德國船級社(GL)風(fēng)電機(jī)組設(shè)計認(rèn)證規(guī)范規(guī)定：風(fēng)電機(jī)組葉尖與塔筒壁的最小距離(即凈空)，相對于葉片不變形的狀態(tài)下的距離，在機(jī)組運行狀態(tài)下，不得小于30％，在機(jī)組順槳停機(jī)狀態(tài)下，不得小于5％。

在風(fēng)電機(jī)組接近額定風(fēng)速，但還沒有開始變槳的運行工況下，葉片受到的推力最大，在這種情況下，葉片向機(jī)組后方產(chǎn)生的彎曲變形最大，同時機(jī)艙出現(xiàn)最大的水平向后位移，機(jī)艙還會出現(xiàn)最大的向前低頭的角度，這三個因素的影響相互相疊加，會使葉片的葉尖距離塔筒的距離最小。通過控制葉片向90°方向收槳(即將葉片調(diào)整到與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)面成90度槳距角)，可以有效的降低葉片前后方向的柔性，降低葉片的變形量，提高葉片的葉尖到塔筒壁之間的距離。

但是，為了測量風(fēng)電機(jī)組葉片葉尖與塔筒之間的凈空距離，對于現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組，其通常在塔筒的外壁安裝紅外激光傳感器，來對風(fēng)電機(jī)組葉片葉尖與塔筒之間的凈空距離(即容易發(fā)生危險的凈空距離，簡稱危險凈空距離)，這種測量方式，只能對一定范圍內(nèi)的葉片葉尖進(jìn)行測量，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組中的葉輪(即裝有葉片的輪盤)在轉(zhuǎn)動后，其朝向與紅外激光傳感器的安裝方向背離時(即正好相反，位于傳感器的180度方向時)，紅外激光傳感器無法正常朝向風(fēng)電機(jī)組的葉片葉尖的方向進(jìn)行測量，從而無法正常對風(fēng)電機(jī)組葉片葉尖與塔筒之間的危險凈空距離進(jìn)行測量，不利于進(jìn)一步調(diào)整對風(fēng)電機(jī)組的葉片，以對風(fēng)電機(jī)組的葉尖與塔筒之間的凈空距離進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種風(fēng)電機(jī)組葉片與塔筒凈空的測量結(jié)構(gòu)，其能夠不受風(fēng)電機(jī)組的葉輪朝向發(fā)生改變的影響，準(zhǔn)確、可靠地對風(fēng)電機(jī)組葉片葉尖與塔筒之間的危險凈空距離進(jìn)行測量，從而有利于進(jìn)一步調(diào)整對風(fēng)電機(jī)組的葉片，以對風(fēng)電機(jī)組的葉尖與塔筒之間的凈空距離進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，降低風(fēng)電機(jī)組的運行風(fēng)險，具有重大的實踐意義。

為此，本實用新型提供了一種風(fēng)電機(jī)組葉片與塔筒凈空的測量結(jié)構(gòu)，包括垂直于地面的塔筒，塔筒的頂部設(shè)置有機(jī)艙；

機(jī)艙的底部前端，安裝有第一激光測距傳感器；

第一激光測距傳感器位于機(jī)艙的中軸線上。

其中，還包括第二激光測距傳感器，第二激光測距傳感器安裝在機(jī)艙的中軸線上；

第二激光測距傳感器比第一激光測距傳感器，更加靠近塔筒的筒壁。

其中，第一激光測距傳感器，用于風(fēng)電機(jī)組運行中，對激光測距傳感器與外部障礙物之間的距離進(jìn)行測量；

第二激光測距傳感器，用于風(fēng)電機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)下，對激光測距傳感器與外部障礙物之間的距離進(jìn)行測量。

其中，機(jī)艙的前面安裝有葉輪的輪轂，葉輪的輪轂上安裝有三個間隔分布的葉片；

葉輪的輪轂的中心點，位于機(jī)艙的中軸線上；