风力发电机的抗台风装置

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别涉及一种风力发电机的抗台风装置。

背景技术

随着海上风机的不断开发，如何抵抗台风对风机的破坏变得越来越重要。台风经过时，风的大小和方向变化无常，给风机，尤其是叶片带来极大的静载和动载。

越来越多的风机采用了各种技术来减小台风带来的危害。例如，对风力发电机的塔架和其他部件进行加强，或改变叶片的结构等。

但是，台风有明显的季节性，所以采取的抗台风措施最好不要影响或者过多的影响平时的风力发电机性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在为了不影响风力发电机在平时的风力发电能力的情况下，避免台风对风力发电机的叶片的损坏，提供一种风力发电机的抗台风装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种风力发电机的抗台风装置，其包括：

底盘，所述底盘的中心设有允许所述风力发电机的塔筒穿过的安装开口，所述底盘上设有围绕所述安装开口的环形轨道；

拉索，所述拉索用于连接所述风力发电机的叶片；以及

多个拉索连接部，所述拉索连接部的数量与所述风力发电机的叶片的数量对应，所述拉索连接部能够沿着所述环形轨道滑动，所述拉索连接部包括绞盘和动力机构，所述绞盘用于卷绕拉索，所述动力机构连接于所述绞盘并用于为所述绞盘提供旋转动力。

在本方案中，该抗台风装置通过可环形滑动并且可调节拉力的拉索连接部拉住风力发电机的叶片，从而顺应台风的风力固定叶片，避免损坏风力发电机的叶片。

优选地，所述抗台风装置还包括设于所述底盘下方的支撑构件。

优选地，所述底盘包括多个在周向方向上可拆卸连接的组成构件。

在本方案中，底盘可以相对于风力发电机的塔筒拆卸，从而可以在非台风天气，拆除抗台风装置。

优选地，所述拉索连接部还包括第一支架，所述绞盘可转动地被支撑于所述第一支架，所述第一支架的底部设有接合于所述环形轨道的第一滑轮。

优选地，所述拉索连接部还包括第二支架，所述动力机构固定于所述第二支架，所述第二支架的底部设有接合于所述环形轨道的第二滑轮。

优选地，所述环形轨道包括第一轨道和第二轨道，所述第一滑轮接合于所述第一轨道，所述第二滑轮接合于所述第二轨道。

优选地，所述第一轨道为具有上表面和下表面的槽形结构，所述第一滑轮接合于所述上表面和下表面之间。

在本方案中，第一滑轮卡设于槽型的第一轨道，避免第一滑轮从第一轨道脱出。

优选地，多个所述拉索连接部相互固定在一起。

在本方案中，通过将多个拉索连接部相互固定在一起，使得受力点集中。

优选地，所述动力机构中设有扭矩感应单元，所述动力机构根据所述扭矩感应单元检测的扭矩为所述绞盘提供动力。

在本方案中，通过检测到的扭矩，可以判断代表叶片振动是否超过安全阈值，从而通过动力机构调节拉索的拉力，避免过度振动对叶片造成损害。

优选地，所述动力机构为扭力电动机，所述扭力电动机的旋转轴通过一传动轴连接于所述绞盘。

本发明的积极进步效果在于：该抗台风装置通过可环形滑动并且可调节拉力的拉索连接部拉住风力发电机的叶片，从而顺应台风的风力固定叶片，避免损坏风力发电机的叶片。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的风力发电机的抗台风装置安装到风力发电机上的结构示意图。

图2为根据本发明的一个实施例的抗台风装置的结构示意图。

图3为根据本发明的一个实施例的底盘的剖面结构示意图。

图4为根据本发明的一个实施例的拉索连接部的剖面结构示意图。

图5为根据本发明的一个实施例的拉索与叶片的连接部分的结构示意图。

附图标记说明：

风力发电机100

塔筒110

叶片120

穿孔121

法兰122

抗台风装置200

底盘210

第一轨道211

上表面213

下表面214

安装开口215

第二轨道217

支脚220

拉索230

拉索连接部240

动力机构241

绞盘242

传动轴243

第一支架244

第二支架245

第一滑轮246

第二滑轮247

调速器248

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

如图1-5所示，风力发电机100的抗台风装置200包括：底盘210、拉索230和拉索连接部240。

底盘210的中心设有允许风力发电机100的塔筒110穿过的安装开口215，底盘210上设有围绕安装开口215的环形轨道。在本实施例中，底盘210为圆环形，但是本发明并不局限于此，只要不影响底盘210的功能，底盘210的形状可以根据需要设置。

抗台风装置200还包括设于底盘210下方的支撑构件。在本实施例中，支撑构件为连接于底盘210的三个支脚220，该支脚220的下端通过焊接等方式固定于地面。

底盘210包括多个在周向方向上可拆卸连接的组成构件。图中并未显示组成构件之间的连接结构。优选地，底盘210由两个半圆形的组成构件构成。组成构件之间可以通过现有的多种连接结构进行连接固定，在此不再赘述。

底盘210可以相对于风力发电机100的塔筒110拆卸，从而可以在非台风天气，拆除抗台风装置200。

拉索连接部240的数量与风力发电机100的叶片120的数量对应。该数量对应一般指的是数量相同。拉索连接部240能够沿着环形轨道滑动，拉索连接部240包括绞盘242和动力机构241，绞盘242用于卷绕拉索230，动力机构241连接于绞盘242并用于为绞盘242提供旋转动力。

拉索连接部240还包括第一支架244，绞盘242可转动地被支撑于第一支架244，第一支架244的底部设有接合于环形轨道的第一滑轮246。

拉索连接部240还包括第二支架245，动力机构241固定于第二支架245，第二支架245的底部设有接合于环形轨道的第二滑轮247。

环形轨道包括第一轨道211和第二轨道217，第一滑轮246接合于第一轨道211，第二滑轮247接合于第二轨道217。

第一轨道211为具有上表面213和下表面214的槽形结构，第一滑轮246接合于上表面213和下表面214之间。第一滑轮246卡设于槽形的第一轨道211，避免第一滑轮246从第一轨道211脱出。

可选择地，第二轨道217也可以设置成与第一轨道211相同的槽形结构。当然，第二轨道217也可以是普通的平坦轨道。

可选择地，第一支架244可以通过连接构件等与第二支架245固定连接，以避免动力机构241相对于绞盘242移动。

多个拉索连接部240相互固定在一起。固定方式可采用现有的螺栓连接、焊接等方式。

通过将多个拉索连接部240相互固定在一起，使得受力点集中。

动力机构241中设有扭矩感应单元，动力机构241根据扭矩感应单元检测的扭矩为绞盘242提供动力。

通过检测到的扭矩，可以判断代表叶片120振动是否超过安全阈值，从而通过动力机构241调节拉索230的拉力，避免过度振动对叶片120造成损害。

动力机构241可以为具有扭矩感应模块的扭力电动机，扭力电动机的旋转轴通过一传动轴243连接于绞盘242。扭力电动机和绞盘242之间还设有调速器248。

拉索230用于连接风力发电机100的叶片120。叶片120上开设允许拉索230穿过的穿孔121，穿孔121中安装法兰122。在无台风天气时，在穿孔121上覆盖一盖板将穿孔121盖住，避免影响叶片120的性能。盖板通过法兰122固定于穿孔121。

以下描述该抗台风装置200的安装步骤和工作方式。

在台风季来临之际，准备好抗台风装置200和专用安装船只。

当有预报台风经过本风场，则派出安装船只安装抗台风装置200。

围绕风力发电机100的塔筒110安装底盘210，然后通过固定支撑构件，将底盘210相对于地面固定。

将拉索230连接于叶片120。每次安装一个叶片120的拉索230。专用安装船只上应当有支架，防止拉索230碰触其他叶片120。当一个叶片120安装完成，转动风轮，安装下一个叶片120。如此反复直至完成安装。

完成安装之后，锁住风力发电机100的风轮。

整体安装完成之后，启动扭力电动机，使拉索230具有一定张紧力。

检查完毕后，专用安装船只撤离，或者开始安装下一台风力发电机100抗台风装置200。

台风来临时，叶片120会随着风向绕着塔筒110的轴向旋转，拉索连接部240在拉索230的拉力带动下随着叶片120环形滑动。同时，台风会导致叶片120产生振动。扭力电动机感应到旋转轴上的扭矩大小信息和扭矩变化频率信息，根据扭矩大小信息和扭矩变化频率信息判断叶片120上是否发生了不可接受的振动，该振动会使得叶片120损坏，如果判断叶片120上发生了不可接受的振动，则启动减振动作，例如扭力电动机对绞盘242提供更大扭力，抵消该振动，如果判断叶片120上未发生不可接受的振动，则扭力电动机保持当前扭力。

该抗台风装置200通过可环形滑动并且可调节拉力的拉索连接部240拉住风力发电机100的叶片120，从而顺应台风的风力固定叶片120，避免损坏风力发电机100的叶片120。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。