[发明专利]一种风机叶轮锁定装置及风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体地，涉及一种风机叶轮锁定装置和风力发电机组。

背景技术

近年来，风力发电技术受到各国政府的广泛重视，因而得到了迅速发展。在风电机组的安装、调试和日常维护的过程中，都需要先进行叶轮锁定操作，以保障操作人员和机组设备的安全。上述操作需要借助安装在机组上的叶轮锁定装置而实现。

目前，所使用的叶轮锁定装置大多需要操作人员根据经验和目测的结果进行手动操作。具体为，先通过叶片变桨或机械摩擦闸使叶轮减速，当速度降低至一定范围时，操作人员对锁定位置进行判断和捕捉，然后手动启动叶轮锁定装置。

然而，上述叶轮锁定过程不可避免地存在下述问题：

首先，由于操作人员的判断经验和操作熟练程度参差不齐，因此在叶轮锁定过程中存在操作人员对叶轮转速的判断误差及锁定操作相对滞后等的问题，因而经常出现因锁定装置中的锁定销没有对正锁定孔所造成的锁定装置损坏问题；同时，锁定销的冲击还会增加机组所承担的冲击载荷，并影响设备的正常使用寿命。

此外，既使操作人员具有丰富的操作经验，仍然不能保证每次叶轮锁定操作均能准确无误的完成；也就是说，人工进行叶轮锁定操作的重复性差，并且效率较低。

另外，由于人工进行锁定操作时无法得知锁定销插入锁定孔的合理深度，而锁定销和锁定孔的接合面多被设置为圆锥形的自锁配合型面，因此经常遇到因操作失误而使锁定销与锁定孔过度配合所造成的锁定销锁死的问题，而一旦锁定销锁死，将会给设备维护造成诸多不便。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种风机叶轮锁定装置，其能够实现对风机叶轮的自动、高效且准确的锁定，并可有效避免锁定销与锁定孔之间的锁死问题。

为解决上述问题，本发明还提供一种风力发电机组，其同样能够实现对风机叶轮的自动、高效且准确的锁定，并可有效避免锁定销与锁定孔之间的锁死问题。

为此，本发明提供一种风机叶轮锁定装置，用于对风力发电机组的叶轮进行锁定，风力发电机组包括定子主轴和用于使叶轮与定子主轴可转动地连接在一起的转动轴，风机叶轮锁定装置包括设置在定子主轴上的锁定销和对应地设置在转动轴上的锁定孔，此外，在转动轴和定子主轴之间设置有光学触发单元和控制单元，其中，光学触发单元用于在锁定销与锁定孔对准或将要对准时向控制单元发送触发信号；控制单元用于根据触发信号而驱动锁定销执行相应的锁定动作。

其中，光学触发单元包括设置于锁定销端部的准直光源、光线接收部和设置于锁定孔内部的反射部；当锁定销与锁定孔对准或将要对准时，准直光源发出的光线被反射部反射至光线接收部，光线接收部在接收到上述光线后向控制单元发送触发信号。

其中，准直光源包括激光发射器，相应地，光线接收部包括激光接收器。

其中，反射部包括全反射镜。

优选地，光线接收部至少包括第一光线接收部和第二光线接收部；第一光线接收部和第二光线接收部分别位于准直光源的两侧，在转动轴相对定子主轴旋转的过程中，反射部将准直光源所发出的光线先后反射至第一光线接收部和第二光线接收部；控制单元根据第一光线接收部和第二光线接收部接收到光线的时间间隔及二者的距离计算转动轴相对于定子主轴旋转的转速。

其中，控制单元判断转速是否低于预先设定的阈值，并在判断结果为是、并且再次接收到触发信号时，驱动锁定销插入锁定孔中，以将叶轮锁定。

优选地，光学触发单元在锁定孔与锁定销对准之前即向控制单元发送触发信号；控制单元在接收到触发信号后，根据转动轴相对于定子主轴旋转的转速而提前一定的预补偿时间即开始驱动锁定销进行锁定。

优选地，上述锁定装置还包括设置于锁定销端部的定位开关，该定位开关用于在接触到锁定孔的内端面后向控制单元发送到位信号，控制单元在接收到到位信号后停止驱动锁定销。

其中，定位开关包括接触式传感器。

其中，锁定孔的数量为至少一个，锁定销的数量和位置与至少一个锁定孔相对应。

其中，锁定销和锁定孔的锁定方向为沿转动轴的轴向和/或径向。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组，包括叶轮和上述本发明所提供的风机叶轮锁定装置，用于锁定叶轮。

本发明具有下述有益效果：