[实用新型]一种风机叶片净空监测装置

说明书

本实用新型公开了一种风机叶片净空监测装置，包括多个净空单元，沿圆周均匀设置在风机塔筒的外周面上；每个净空单元包括固定机座、顶部滑轮组件、底部滑轮组件、连杆组件、弹簧组件、升降绳索、测距仪总成和限位装置，所述固定机座固定于塔筒上，其左右两侧对称加工有多个定位孔，所述顶部滑轮组件装于固定机座内的顶部，所述底部滑轮组件的两端通过连杆组件铰接于塔筒的底部，并与顶部滑轮组件通过升降绳索连接，且该底部滑轮组件与塔筒之间铰接有弹簧组件，所述测距仪总成固定于升降绳索上，通过供电通讯线与风机主控连接。本实用新型具有结构简单、安装方便、便于维护、维护成本低、监测范围大、测量精度高等优点。

技术领域

本实用新型涉及风力发电机的技术领域，尤其是指一种风机叶片净空监测装置。

背景技术

叶片净空距离是指叶片叶尖距离塔筒的距离。随着风机容量的增大，叶片的加长，新型叶片材料的应用，叶片净空显得越来越重要。若风机叶片净空不足，则可能存在叶片与塔筒发生碰撞的风险，为了保证机组的安全运行，需要实时监控叶片净空。通过实时测量叶片扫过塔筒时叶尖距离塔筒的距离，再通过变桨等手段控制叶片的变桨角度以及风轮转速，减少叶片所受的风载荷，使叶片净空距离增加以满足安全距离要求。

目前净空监测方案较少，总的来说可以分为以下几种：

方案一、在机舱安装激光测距仪：通过在机舱顶部安装激光测距仪测量机舱某点到叶片的距离，再通过几何关系，采用数学方法推算出叶片距离塔筒的距离。该方案缺点在于，净空值采用几何数学方法推算，并未测量出真正净空值，若存在安装偏差或测距仪后期发生移动，则推算出的净空值结果可能不准，存在风险性。并且由于测距仪在机舱，距离叶尖较远，距离越远越容易受到干扰。同时由于只有叶片经过测距仪测量范围时才有测距数据，未必能测量每次叶片经过塔筒时的净空距离。

方案二、在机舱安装摄像头：通过在机舱顶部安装摄像头，拍摄叶片到塔筒的视频，利用机器学习等方法推算出叶片距离塔筒的净空距离。此方法容易受到雨雾雪天气对可见度影响的干扰，且机器学习等方式存在一定误报性和技术不成熟性，同时视觉识别需要耗费大量计算资源，成本较高。

方案三、在塔筒圆周方向安装多个测距雷达：为了在风机各偏航角度下均实现净空监测，在塔筒周围安装多个测距雷达，实现对塔筒360°范围覆盖监测，并通过计算各雷达的反射信号，获得叶片净空距离。测距雷达位于叶尖高度，因此每次叶片扫过塔筒时，均能获得净空距离，同时测距仪距离叶片更近，大幅降低了恶劣天气对测距仪的干扰。但该方法存在维护困难这一特点。一般叶片距离塔筒底部垂直高度超过20米，若需要对测距雷达进行维护，则需要使用升降车。而风力发电机一般位于偏移地区，使用升降车进行维护成本高昂。此外，毫米波雷达约偏离中心轴的两侧，其测量精度越低，在某些角度下存在测量偏差过大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风机叶片净空监测装置，具有结构简单、安装方便、便于维护、维护成本低、监测范围大、测量精度高等优点。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种风机叶片净空监测装置，包括多个净空单元，沿圆周均匀设置在风机塔筒的外周面上；每个净空单元包括固定机座、顶部滑轮组件、底部滑轮组件、连杆组件、弹簧组件、升降绳索、测距仪总成和限位装置，所述固定机座固定于塔筒上，其安装高度与叶片叶尖扫过塔筒时的高度相一致，其左右两侧对称加工有多个定位孔，所述顶部滑轮组件装于固定机座内的顶部，所述底部滑轮组件的两端通过连杆组件铰接于塔筒的底部，并与顶部滑轮组件通过升降绳索连接，且该底部滑轮组件与塔筒之间铰接有弹簧组件，所述弹簧组件位于连杆组件的下方，通过弹簧组件拉紧底部滑轮组件进而对升降绳索产生预张力，以减少升降绳索晃动，所述测距仪总成固定于升降绳索上，能够随升降绳索上下移动，并通过设于固定机座内的限位装置限制其上升高度，所述测距仪总成通过供电通讯线与风机主控连接，其左右两侧的定位销与固定机座两侧的定位孔一一对应，通过测距仪总成内的电磁铁通电或失电进而使定位销向内收缩退出定位孔或向外推出插入定位孔内，实现测距仪总成与固定机座的连接与分离。