风力发电机组叶轮吊装缆风系统

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体地涉及一种风力发电机组叶轮吊装缆风系统。

背景技术

风力发电机组叶轮吊装过程中，由于风力较大，叶轮在吊起后受风力影响较难对准发电机，因此，通常通过在叶片上安装缆风绳，通过卷扬设备调节缆风绳的伸缩量实现叶轮的姿态调节，以实现与发电机的对准调节。然而，在风机安装过程中，需要多个操作人员进行相互配合，并根据人为经验进行判断，反复进行调试，导致叶轮吊装的效率低，浪费人力，且无法实时反馈缆风过程重叶轮姿态、运动状态以及缆风绳受力的具体数据，无法对叶轮姿态实现精准控制。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种风力发电机组叶轮吊装缆风系统，该风力发电机组叶轮吊装缆风系统用以解决上述的风机安装过程中，需要多个操作人员进行相互配合，并根据人为经验进行判断，反复进行调试，导致叶轮吊装的效率低，浪费人力，且无法实时反馈缆风过程重叶轮姿态、运动状态以及缆风绳受力的具体数据，无法对叶轮姿态实现精准控制。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种风力发电机组叶轮吊装缆风系统，包括：

相互独立设置的第一执行机构和第二执行机构，所述第一执行机构通过第一缆风绳与风力发电机组的第一叶片连接，所述第二执行机构通过第二缆风绳与风力发电机组的第二叶片连接；

信号检测机构，用于获取所述第一叶片和所述第二叶片的角度信号、加速度信号，以及获取所述第一缆风绳和所述第二缆风绳的拉力信号；

控制机构，与所述第一执行机构、所述第二执行机构和所述信号检测机构连接，用于根据接收的角度信号、加速度信号和拉力信号，得到第一叶片的角度和加速度、第二叶片的角度和加速度，以及第一缆风绳和所述第二缆风绳的拉力，所述控制机构还用于根据接收自移动终端的控制指令，控制第一执行机构和/或第二执行机构调节对应的叶片的旋转方向、旋转速度和旋转角度；

移动终端，与所述控制机构通信连接，用于接收和显示所述第一叶片的角度和加速度、所述第二叶片的角度和加速度，以及所述第一缆风绳和所述第二缆风绳的拉力，所述移动终端还用于根据外部输入指令生成所述控制指令，并将所述控制指令发送至所述控制机构。

可选的，所述第一缆风绳通过第一叶尖护套与所述风力发电机组的第一叶片可拆卸连接；所述第二缆风绳通过第二叶尖护套与所述风力发电机组的第二叶片可拆卸连接。

可选的，所述第一执行机构通过第一变频器与所述控制机构电连接；所述第二执行机构通过第二变频器与所述控制机构电连接。

可选的，所述第一执行机构包括：

第一支撑平台，所述第一支撑平台上设置有第一卷扬机，所述第一卷扬机与第一缆风绳连接；

所述第二执行机构包括：

第二支撑平台，所述第二支撑平台上设置有第二卷扬机，所述第二卷扬机与第二缆风绳连接。

可选的，所述第一支撑平台和所述第二支撑平台的下端面均间隔设置有多个滚轮。

可选的，所述第一支撑平台和所述第二支撑平台的下端面还间隔设置有多个液压升降机构。

可选的，所述信号检测机构包括：

第一检测机构，设置在所述第一叶片和所述第二叶片上，用于获取第一叶片和第二叶片的角度信号、加速度信号；

第二检测机构，设置在所述第一缆风绳和所述第二缆风绳上，用于获取第一缆风绳和第二缆风绳的拉力信号。

可选的，所述第一检测机构包括至少两个角度传感器和至少两个加速度传感器；

所述第一叶片上设置有至少一个角度传感器和至少一个加速度传感器；

所述第二叶片上设置有至少一个角度传感器和至少一个加速度传感器。

可选的，所述第二检测机构包括至少两个拉力传感器；

所述第一缆风绳上设置有至少一个拉力传感器；

所述第二缆风绳上设置有至少一个拉力传感器。

可选的，所述控制机构还用于在所述第一缆风绳的拉力值和所述第二缆风绳的拉力值均大于预设拉力阈值时，产生报警信号，并将报警信号发送至所述移动终端，同时控制所述第一执行机构和所述第二执行机构停止工作；

所述移动终端还用于基于接收自所述控制机构的报警信号产生声光报警。

本技术方案通过设置移动终端实现对第一执行机构和第二执行机构的远程控制，方便操作人员根据实际情况选择最优位置进行缆风操作，并且通过设置的信号检测机构获得到风机叶片角度、加速度以及缆风绳的拉力，并通过移动终端进行显示，便于操作人员在进行缆风操作过程中进行查看，指导操作人员进行缆风操作，实现对叶轮姿态实现精准控制，且叶轮吊装的效率高，抗风能力强，节省人力，使用成本低。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明提供的风力发电机组叶轮吊装缆风系统的结构示意图；

图2是本发明提供的风力发电机组叶轮吊装缆风系统的结构框图。

附图标记说明

1-第一执行机构； 2-第二执行机构； 3-信号检测机构；

4-控制机构； 5-移动终端， 31-第一检测机构；

32-第二检测机构； 61-第一叶尖护套； 62-第二叶尖护套；

101-第一缆风绳； 102-第一叶片； 103-第二缆风绳；

104-第二叶片； 71-第一变频器； 72-第二变频器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平、竖直或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致相等”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明提供的风力发电机组叶轮吊装缆风系统的结构示意图；图 2是本发明提供的风力发电机组叶轮吊装缆风系统的结构框图。

如图1-2所示，本实施例提供一种风力发电机组叶轮吊装缆风系统，包括：

相互独立设置的第一执行机构1和第二执行机构2，所述第一执行机构 1通过第一缆风绳101与风力发电机组的第一叶片102连接，所述第二执行机构2通过第二缆风绳103与风力发电机组的第二叶片104连接；

信号检测机构3，用于获取所述第一叶片102和所述第二叶片104的角度信号、加速度信号，以及获取所述第一缆风绳101和所述第二缆风绳103 的拉力信号；

控制机构4，与所述第一执行机构1、所述第二执行机构2和所述信号检测机构3连接，用于根据接收的角度信号、加速度信号和拉力信号，得到第一叶片102的角度和加速度、第二叶片104的角度和加速度，以及第一缆风绳101和所述第二缆风绳103的拉力，所述控制机构4还用于根据接收自移动终端5的控制指令，控制第一执行机构1和/或第二执行机构2调节对应的叶片的旋转方向、旋转速度和旋转角度；

移动终端5，与所述控制机构4通信连接，用于接收和显示所述第一叶片102的角度和加速度、所述第二叶片104的角度和加速度，以及所述第一缆风绳101和所述第二缆风绳103的拉力，所述移动终端5还用于根据外部输入指令生成所述控制指令，并将所述控制指令发送至所述控制机构4。

具体地，在缆风过程中，在叶轮上安装好三根叶片后，将第一缆风绳101 的一端与风力发电机组的第一叶片102连接，将第二缆风绳103的一端与风力发电机组的第二叶片104连接，第一缆风绳101的另外一端与第一执行机构1连接，第二缆风绳103的另外一端与第二执行机构2连接，第一执行机构1和第二执行机构2分别位于叶轮的两端(实际环境允许的话，优选的与叶轮旋转的方向一致)，利用吊机将叶轮举高，举高过程中，保证第一叶片和第二叶片的尖端向上，当举升到一定位置后，通过第一执行机构1可调节第一缆风绳101的伸缩长度，通过第二执行机构2可调节第二缆风绳103的伸缩长度、伸缩速度，实现叶轮旋转角度的调节，即对应的叶片的旋转方向、旋转速度和旋转角度的调节，使得叶轮能够对准发动机进行安装；另外，设置的信号检测机构3，能够获取第一叶片102和第二叶片104的角度信号、加速度信号，以及获取第一缆风绳101和第二缆风绳103的拉力信号，并将采集到的信号通过无线信号发送模块发送至控制机构4，控制机构4内设置有对应的无线信号接收模块，根据接收到的角度信号、加速度信号和拉力信号，得到第一叶片102的角度和加速度、第二叶片104的角度和加速度，以及第一缆风绳101和所述第二缆风绳103的拉力，并将得到的角度、加速度和拉力发送至移动终端5，移动终端5配置于操作人员，移动终端5对实时接收到的第一叶片102的角度和加速度、第二叶片104的角度和加速度，以及第一缆风绳101和第二缆风绳103的拉力进行显示，操作人员能够根据显示的数据，针对性的通过移动终端5上的按钮向移动终端5输入外部输入指令生成控制指令，并将控制指令发送至所述控制机构4，所述控制机构4 还用于根据接收自移动终端5的控制指令，控制第一执行机构1和/或第二执行机构2调节对应的叶片的旋转方向、旋转速度和旋转角度，实现对叶轮姿态实现精准控制，且叶轮吊装的效率高，抗风能力强，节省人力，降低使用成本。

控制机构4包括控制柜和存储模块，控制器能够对数据进行处理，如控制装置可以为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称 PLC)，存储模块对接收和发送的数据进行存储。

无线数据发送模块和无线数据接收模块之间的无线通信，可以采用蓝牙无线通信、ZigBee无线通信、移动通信等。

进一步地，所述第一缆风绳101通过第一叶尖护套61与所述风力发电机组的第一叶片102可拆卸连接；所述第二缆风绳103通过第二叶尖护套62 与所述风力发电机组的第二叶片104可拆卸连接。

具体地，在本实施方式中，通过叶尖护套实现缆风绳与叶片的连接，在使用时直接将叶尖护套套设在对应的第一叶片102和第二叶片104上，方便拆卸，并且，通过叶尖护套与叶片连接，能够增大接触面积，分散接触压力，能够对叶片起到较好的保护作用；另外，第一缆风绳101与第一叶尖护套61 铰接，第二缆风绳103与第二叶尖护套62铰接。

进一步地，所述第一执行机构1通过第一变频器71与所述控制机构4 电连接；所述第二执行机构2通过第二变频器72与所述控制机构4电连接。

具体地，在缆风过程中，由于叶轮的偏转角度不同，且风向也存在一定的差异，因此，在调节过程中，第一执行机构1和第二执行机构2的调节成都也不同，故第一执行机构1通过第一变频器71与控制机构4电连接；第二执行机构2通过第二变频器72与控制机构4电连接，以针对性的实现第一执行机构1和第二执行机构2的独立调节。

进一步地，所述第一执行机构1包括：

第一支撑平台，所述第一支撑平台上设置有第一卷扬机，所述第一卷扬机与第一缆风绳连接；

所述第二执行机构2包括：

第二支撑平台，所述第二支撑平台上设置有第二卷扬机，所述第二卷扬机与第二缆风绳连接；

具体地，在本实施方式中，第一支撑平台用于承载第一卷扬机，第一卷扬机的卷扬与第一缆风绳连接，且第一卷扬机与第一变频器71电连接，能够根据第一变频器71的变频信号，实现第一卷扬机转速的调节，从而实现第一缆风绳101的伸缩量的调节，第二执行机构2控制采用相同的方式实现，此处不再赘述。

进一步地，所述第一支撑平台和所述第二支撑平台的下端面均间隔设置有多个滚轮。

具体地，第一执行机构1和第二执行机构2自身具备一定的重量，并且由于风力发电机组通常安装在野外环境，因此，通过人力进行第一执行机构 1和第二执行机构2的移动，较为困难，因此，对应在第一支撑平台和所述第二支撑平台的下端面均设置四个滚轮，通常采取在第一支撑平台和第二支撑平台的下端面分别设置四个滚轮的方式，并且四个滚轮分别间隔设置于第一支撑平台和第二支撑平台的边缘处，方便第一执行机构1和第二执行机构 2的移动。

进一步地，所述第一支撑平台和所述第二支撑平台的下端面还间隔设置有多个液压升降机构。

具体地，由于由于风力发电机组通常安装在野外环境，第一执行机构1 和第二执行机构2的使用环境可能存在路面凹凸不平的情况，因此，在本实施方式中，在第一支撑平台和第二支撑平台的下端面还间隔设置有多个液压升降机构，通常采取在第一支撑平台和第二支撑平台的下端面分别设置四个液压升降机构的方式，并且四个液压升降机构分别间隔设置于第一支撑平台和第二支撑平台的边缘处，以增加第一执行机构1和第二执行机构2的稳定性。在使用过程中，将第一执行机构1和第二执行机构2移动到对应的位置上，并根据实际环境调整好第一执行机构1和第二执行机构2的方向后，可以通过水平仪检测第一执行机构1和第二执行机构是否水平，并通过调节对应的液压升降机构的升降高度，使第一执行机构1和第二执行机构保持水平和稳定。

进一步地，所述信号检测机构3包括：

第一检测机构31，设置在所述第一叶片102和所述第二叶片104上，用于获取第一叶片102和第二叶片104的角度信号、加速度信号；

第二检测机构32，设置在所述第一缆风绳101和所述第二缆风绳103 上，用于获取第一缆风绳101和第二缆风绳103的拉力信号。

进一步地，所述第一检测机构31包括至少两个角度传感器和至少两个加速度传感器；

所述第一叶片102上设置有至少一个角度传感器和至少一个加速度传感器；

所述第二叶片104上设置有至少一个角度传感器和至少一个加速度传感器。

在本实施方式中，优选的，在第一叶片102上设置一个角度传感器和一个加速度传感器；在第二叶片104上设置一个角度传感器和一个加速度传感器。另外，角度传感器和一个加速度传感器可以采用黏贴的方式设置在对应的第一叶片102和第二叶片104上。并且角度传感器和加速度传感器设置对应的无线信号发送模块，以将采集到的信号发送至控制机构4。

进一步地，所述第二检测机构32包括至少两个拉力传感器；

所述第一缆风绳101上设置有至少一个拉力传感器；

所述第二缆风绳103上设置有至少一个拉力传感器。

在本实施方式中，优选的，第一缆风绳101上设置有一个拉力传感器；在第二缆风绳103上设置一个拉力传感器，并且拉力传感器设置在靠近压叶片的第一缆风绳101和第二缆风绳103端部，并且拉力传感器设置对应的无线信号发送模块，以将采集到的信号发送至控制机构4。

进一步地，所述控制机构4还用于在所述第一缆风绳101的拉力值和所述第二缆风绳103的拉力值均大于预设拉力阈值时，产生报警信号，并将报警信号发送至所述移动终端5，同时控制所述第一执行机构1和所述第二执行机构2停止工作；

所述移动终端5还用于基于接收自所述控制机构4的报警信号产生声光报警。

具体地，由于在实际运用过程中，可能存在同时收缩第一缆风绳101和第二缆风绳103的情况，并且，存在人为操作失误的情况，使第一缆风绳101 和第二缆风绳103收缩，但是，同时收缩第一缆风绳101和第二缆风绳103 可能会增加叶片的压力，因此，本实施方式中，控制机构4检测到第一缆风绳101的拉力值和第二缆风绳103的拉力值均大于预设拉力阈值时，产生报警信号，立即控制第一执行机构1和第二执行机构2停止工作，避免进一步收缩第一缆风绳101和第二缆风绳103，导致叶片损伤；同时，将产生的报警信号发送至移动终端5，移动终端5基于接收自所述控制机构4的报警信号产生声光报警。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。