【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电，具体涉及风力发电机叶片净空监测系统，及其各个组成部分和装置。
技术介绍
1、风力发电机，也被称为风力涡轮发电机，风电机组，等等，是一种转换风的动能变成电能的装置，在近些年作为一种清洁环保能源产业在中国得到了大力的发展。风力发电机单机功率的不断增大，叶片的长度不断增加，风力发电机叶片叶尖与塔筒的净空越来越难保证。这时候，一旦高速旋转的叶片的叶尖与塔筒发生碰撞，将面临机毁塔倒的风险，造成巨大的财产损失，还有可能危及生命安全。因此，有必要监控叶片的净空与状态。
2、叶片净空实际指的是叶片叶尖与塔筒表面的最小间隙。例如，gl认证规范要求该最小间隙在机组运行过程中，不得小于叶片未变形状态时的30％。该要求出于保证风电机组安全目的，防止叶片在受载变形过程中叶尖与塔筒发生干涉。
3、虽然在各种仿真软件中可模拟各种工况对应的叶片净空，但在机组实际运行过程中，风况复杂多变，叶片净空动态变化。例如，在风推力较大时，叶尖向塔筒方向变形，机舱产生水平向后位移且头部呈向下倾斜姿态，导致叶片净空大幅减小。因此，对叶片净空进行实时监测就显得非常必要。
4、目前行业内用于监测叶片净空的较为常用的方案包括：第一种方法是机舱下面安装监测装置，这样虽然能保证监测装置随着轮毂一块旋转，但监测装置距离要测量的净空距离是整根叶片的长度，特别是在一些恶劣天气时，如大雨、雾霾、沙尘暴、大雾等干扰下，容易产生误报。第二种方法是在叶尖正对塔筒的水平位置，围绕塔筒一圈等角度安装固定监测装置，由于监测装置成本较高，部署的数量
5、鉴于以上所述，本领域急需新型的风力发电机叶片的净空监测方案，以减轻或者甚至消除现有技术的不足，以及获得更多的有益技术效果。
6、本专利技术说明书的此
技术介绍
部分中所包括的信息，包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的而被包括在内，并且不被认为是将限制本专利技术范围的主题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述以及其他更多的构思而提出了本专利技术。
2、本专利技术的基本构思之一在于，提供一种新型的风力发电机叶片净空监测系统，它可具有新颖的运行轨道布置，叶片净空监测装置可在该轨道上跟随叶片的转动而随动地周向运行，并且可沿着轨道从工作位置所处的水平轨道向下沿着直立轨道到达地面，以便进行检修和/或更换，之后沿着轨道原路返回工作位置。叶片净空监测装置还可以在安装时，方便地从地面循着轨道到达叶片水平高度附近的工作位置。并且，由于净空监测的数据需要进入控制系统，数据可能需要与控制系统实时进行通讯，可能需要监测装置能连续工作，电源和通讯可以采用有线的方式，从而能够实现与控制系统的通讯，例如实时通讯，这种轨道可从塔筒底部向上延伸到工作位置所处的水平轨道的设计为有线供电、通讯和维护提供了极大的便利。并且，由于是从塔筒底部附近位置取电，电缆从塔筒底部向上延伸布置，这样电缆的安装和布置就可以避免从塔筒顶部高空向下布置电缆时的恶劣环境，例如大风、雷击，等等，而且塔筒底部的系统电源天然具有更高的稳定性和可靠性。采用整体上基本封闭的轨道，例如方形横截面的轨道，更容易制造和供货，成本低，并且可避免积尘积水。
3、本专利技术的另一基本构思在于，提供一种新型的风力发电机叶片净空监测系统，它具有新颖的驱动设计。根据该驱动设计，在轨道上循着其轨迹安装布置传动链，驱动电机、减速机构和传动链轮以及叶片净空监测装置通过安装支架(例如安装座)可组装成一体，通过传动链轮在传动链上的啮合滚动，而带动该一体组件在轨道上运行。安装支架、例如安装座上可安装引导/限位导轮。这种驱动设计的全部或者部分传动链，例如安装在弯曲轨道段中的传动链，优选采用可侧弯/具有三维延伸自由度的传动链。这种传动链-链轮的布置，相比于传统的滑轮滑轨设计，齿轮齿条的传动设计，具有很大的优越性。滑轮滑轨的运行过程和轨迹不稳定，且基本上不能负载运行；齿轮齿条传动的运动，基本上不太可能实现二维和三维运动自由度，更无法实现从直立运行轨迹到弯曲/扭转轨迹到水平周向运行轨迹的运动。优选为蜗轮蜗杆的减速机构不仅节省了安装空间，而且天然可以自锁，这对于驱动装置和叶片净空监测装置在需要时在轨道上的位置固定和保持是非常重要和有优势的。
4、本专利技术的另外一个基本构思在于，提供一种新型的电路牵引设计。根据该牵引设计，在轨道上循着其轨迹安装布置多个牵引小车，牵引小车通过牵引索串接，电缆被固定在牵引小车上，通过这种方式，可以非常方便地给驱动装置和/或叶片净空监测装置来供电，同时也使得电缆可以方便平顺地跟随驱动装置随动，而基本上不受拉伸力的作用，从而方便了电缆的安装和运行，并保证了供电的可靠性和电缆寿命。
5、更具体而言，根据本专利技术的一方面的构思，公开了一种风力发电机叶片净空监测系统，包括：轨道，所述轨道安装在所述风力发电机的塔筒上，包括从所述塔筒的底部沿着所述塔筒向上延伸的第一轨道段，以及在所述风力发电机叶片尖端正对所述塔筒的水平高度附近的位置绕所述塔筒安装并大体水平地延伸大约一圈的第二轨道段；驱动装置，所述驱动装置包括电机、减速机构和传动链轮，所述电机的旋转运动经由所述减速机构传递到所述传动链轮，从而带动所述传动链轮旋转；安装座，所述安装座上安装有在所述轨道上滚动运行的导轮，并且所述驱动装置可旋转地安装在所述安装座上；传动链，所述传动链循着所述轨道的延伸方向固定安装在所述轨道上，所述传动链轮与所述传动链啮合配合，从而在旋转时能够同所述驱动装置和所述安装座一起循着所述轨道行进；叶片净空监测装置，用于对所述风力发电机的叶片净空进行监测，其中，所述叶片净空监测装置连接在所述安装座上，因此能够被所述驱动装置驱动而沿着所述轨道行进。
6、根据一实施例，所述风力发电机叶片净空监测系统进一步包括位于所述塔筒底部或其附近地面处的系统电源和通讯网关，用于给所述风力发电机叶片净空监测系统供电和通讯。
7、根据一实施例，所述风力发电机叶片净空监测系统进一步包括电缆牵引组件，所述电缆牵引组件包括：多个牵引小车，每个所述牵引小车都安装在所述轨道内且循着所述轨道的延伸方向运行；电缆，所述电缆一端电连接至所述电机和/或所述叶片净空监测装置，另一端电连接至所述系统电源，并且在通讯是有线通讯的情形下可进一步连接至通讯网关。
8、根据一实施例，所述电缆被固定或者被夹持在所述多个牵引小车上，从而使得所述电缆能够随着所述牵引小车的移动而移动。
9、根据一实施例，所述电缆牵引组件进一步包括牵引索，其一端连接在所述驱动装置上，其中，安装在所述轨道内的所述多个牵引小车各自通过支架在所述牵引索的多个彼此间隔开的位置与之固定，从而使得所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述风力发电机叶片净空监测系统包括：
2.根据权利要求1所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述风力发电机叶片净空监测系统进一步包括位于所述塔筒底部或其附近地面处的系统电源和通讯网关，用于给所述风力发电机叶片净空监测系统供电和通讯。
3.根据权利要求1所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述风力发电机叶片净空监测系统进一步包括电缆牵引组件，所述电缆牵引组件包括：
4.根据权利要求3所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述电缆被固定或者被夹持在所述多个牵引小车上，从而使得所述电缆能够随着所述牵引小车的移动而移动。
5.根据权利要求3所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述电缆牵引组件进一步包括牵引索，其一端连接在所述驱动装置上，其中，安装在所述轨道内的所述多个牵引小车各自通过支架在所述牵引索的多个彼此间隔开的位置与之固定，从而使得所述牵引小车和所述牵引索固定连接在所述驱动装置上。
6.根据权利要求5所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特
7.根据权利要求3所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述牵引小车包括支架，和安装在所述支架上且构造成分别在所述轨道的上面和下面沿着所述轨道左右两侧运行的两对上导轮和两对下导轮。
8.根据权利要求7所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述支架是具有底板和两个侧板的支架，在每一个所述侧板上以并排的方式分别安装一对所述上导轮和一对所述下导轮，使得能够分别沿着所述轨道的上面和下面滚动运行。
9.根据权利要求8所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述支架是U形支架，所述U形支架还包括在每一个所述侧板上安装在所述一对上导轮和所述一对下导轮之间的侧导轮，所述侧导轮构造成分别在所述轨道的对应的侧面上滚动运行。
10.根据权利要求3-9中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述牵引小车与所述安装座共用所述轨道滚动运行。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述传动链是可侧弯的传动链。
12.根据上述权利要求中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述安装座包括下部支架和两个上支架部，其中，每个所述上支架部都能够独立地相对于所述下部支架枢转。
13.根据权利要求12所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述上支架部是上U形部，其中，每个所述上U形部包括底板和从所述底板向上延伸的两个侧板。
14.根据权利要求13所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，每个所述上U形部的每个所述侧板上分别安装上导轮和下导轮，所述上导轮和所述下导轮分别在所述轨道的上面和下面上滚动运行。
15.根据权利要求14所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，在每个所述上U形部的每个所述侧板上、在其所述上导轮和所述下导轮之间进一步安装侧导轮，所述侧导轮构造成在所述轨道的侧面上滚动运动。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，在所述下部支架上设有两个枢轴孔，所述两个上支架部各自通过穿过相应的所述枢轴孔的枢轴而可枢转地安装在所述下部支架上。
17.根据权利要求16所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，在所述下部支架的所述枢轴孔的下端进一步设有套在所述枢轴上的推力球轴承。
18.根据上述权利要求中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述传动链固定安装在所述轨道的底面且沿着所述轨道延伸。
19.根据上述权利要求中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述导轮是带法兰的导轮，所述法兰的贴近所述轨道的那一面是斜面，所述斜面相对于与所述导轮的旋转轴线垂直的平面形成斜角A，其中，0＜A≤30°。
20.根据上述权利要求中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述叶片净空监测装置是整体式的具有叶片净空监测功能的叶片监测装置；或者
21.根据上述权利要求中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述导轮是带法兰的导轮，所述法兰的贴近所述轨道的那一面是弧形面，所述弧形面的圆弧半径小于所述轨道的弯曲半径。
22.根据上述权利要求中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述减速机构是啮合配合的蜗轮和蜗杆，其中，所述蜗杆与所述电机的转...
【技术特征摘要】
1.一种风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述风力发电机叶片净空监测系统包括：
2.根据权利要求1所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述风力发电机叶片净空监测系统进一步包括位于所述塔筒底部或其附近地面处的系统电源和通讯网关，用于给所述风力发电机叶片净空监测系统供电和通讯。
3.根据权利要求1所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述风力发电机叶片净空监测系统进一步包括电缆牵引组件，所述电缆牵引组件包括：
4.根据权利要求3所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述电缆被固定或者被夹持在所述多个牵引小车上，从而使得所述电缆能够随着所述牵引小车的移动而移动。
5.根据权利要求3所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述电缆牵引组件进一步包括牵引索，其一端连接在所述驱动装置上，其中，安装在所述轨道内的所述多个牵引小车各自通过支架在所述牵引索的多个彼此间隔开的位置与之固定，从而使得所述牵引小车和所述牵引索固定连接在所述驱动装置上。
6.根据权利要求5所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，相邻的两个所述牵引小车之间的所述电缆比所述牵引索更长。
7.根据权利要求3所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述牵引小车包括支架，和安装在所述支架上且构造成分别在所述轨道的上面和下面沿着所述轨道左右两侧运行的两对上导轮和两对下导轮。
8.根据权利要求7所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述支架是具有底板和两个侧板的支架，在每一个所述侧板上以并排的方式分别安装一对所述上导轮和一对所述下导轮，使得能够分别沿着所述轨道的上面和下面滚动运行。
9.根据权利要求8所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述支架是u形支架，所述u形支架还包括在每一个所述侧板上安装在所述一对上导轮和所述一对下导轮之间的侧导轮，所述侧导轮构造成分别在所述轨道的对应的侧面上滚动运行。
10.根据权利要求3-9中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述牵引小车与所述安装座共用所述轨道滚动运行。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述传动链是可侧弯的传动链。
12.根据上述权利要求中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述安装座包括下部支架和两个上支架部，其中，每个所述上支架部都能够独立地相对于所述下部支架枢转。
13.根据权利要求12所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，所述上支架部是上u形部，其中，每个所述上u形部包括底板和从所述底板向上延伸的两个侧板。
14.根据权利要求13所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，每个所述上u形部的每个所述侧板上分别安装上导轮和下导轮，所述上导轮和所述下导轮分别在所述轨道的上面和下面上滚动运行。
15.根据权利要求14所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，在每个所述上u形部的每个所述侧板上、在其所述上导轮和所述下导轮之间进一步安装侧导轮，所述侧导轮构造成在所述轨道的侧面上滚动运动。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的风力发电机叶片净空监测系统，其特征在于，在所述下部支架上设有两个枢轴孔，所述两个上支架部各自通过穿过相应的所述枢轴孔的枢轴而可枢转地安装在所述下部支架上。
17.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾维银，郭力，许凌波，
申请(专利权)人：安徽容知日新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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