CN115450860B - 一种风力发电机组用发电组机外壳 - Google Patents

一种风力发电机组用发电组机外壳 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组用发电组机外壳，包括筒状的外壳体，外壳体内的一端设有隔板，隔板的中部设有轴承安装孔，隔板将外壳体分成电机内部组件安装腔和齿轮箱安装腔，电机内部组件安装腔内设置有：检测部件，用于向风力发电机的扇叶发出检测光线，并接收扇叶反射回的光线；射出角度调节部件，与检测部件相连，用于调节检测部件所射出光线的角度；数据处理器，检测部件与数据处理器相连，数据处理器用于记录检测部件发出的检测光线所在时刻，同时记录检测部件接收反射光线所在时刻，计算发射、接收用时，从而得出检测距离，并与数据库中储存的原始距离比对，得到数据差值，根据数据差值，计算扇叶表面形变度，监控扇叶状态。

Description

一种风力发电机组用发电组机外壳
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组用发电组机外壳。
背景技术
近年来，随着绿色能源项目的不断推进和建设，其中风力发电是目前大力推广和应用的主要方向。风力发电机是一种风能动力机械，风力发电机的风轮叶片是接受风能的最主要部件，叶片设计要求有高效的翼型，合理的安装角，优化的升阻比、叶尖速比和叶片扭曲规律等。
由于风力机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变风向、变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑、严寒、雷击和极端温差的影响，有可能会产生暗裂纹，表面弯曲度出现变化，而无法及时反馈。
现有技术中存在一些扇叶表面弯曲度检测结构，有些直接安装在扇叶上，在扇叶表面变化时，检测结构也随之变化，从而影响检测精度，且这些检测结构一般会在发电机组停机时工作，而发电机组一般只在强风天气下停机，检测结构在强风状态下运行时较不稳定，最终影响到检测结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电机组用发电组机外壳，以解决现有技术中存在一些扇叶表面弯曲度检测结构，有些直接安装在扇叶上，在扇叶表面变化时，检测结构也随之变化，从而影响检测精度，且这些检测结构一般会在发电机组停机时工作，而发电机组一般只在强风天气下停机，检测结构在强风状态下运行时较不稳定，最终影响到检测结果的问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种风力发电机组用发电组机外壳，包括筒状的外壳体，所述外壳体内的一端设有隔板，所述隔板的中部设有轴承安装孔，所述隔板将所述外壳体分成电机内部组件安装腔和齿轮箱安装腔，所述电机内部组件安装腔内设置有：
检测部件，用于向风力发电机的扇叶发出检测光线，并接收扇叶反射回的反射光线；
射出角度调节部件，与所述检测部件相连，用于调节所述检测部件，以调整所述检测光线的角度；
数据处理器，与所述检测部件相连，用于记录所述检测光线的发出时刻和所述检测部件对所述反射光线的接收时刻，基于所述发出时刻和所述接收时刻计算接收用时，基于所述接收用时计算检测距离，并将所述检测距离与数据库中储存的原始距离比对以得到数据差值，以及根据所述数据差值计算扇叶表面形变度以监控扇叶状态。
可选地，所述的一种风力发电机组用发电组机外壳，还包括：
光线反射部件，用于反射所述检测部件发出的检测光线；
反射角度调节部件，与所述光线反射部件相连，用于调节所述光线反射部件的角度，使所述光线反射部件能够反射所述检测部件发出的检测光线；
检测轨道部件，包括检测轨道，所述检测轨道延伸至扇叶表面；所述检测轨道上滑动设置有检测座，所述光线反射部件安装在所述检测座上，所述检测轨道部件用于带动所述光线反射部件在扇叶表面上移动。
可选地，所述反射角度调节部件和所述检测轨道部件均与所述数据处理器相连，并受所述数据处理器控制驱动；所述数据处理器用于根据检测位置控制所述检测部件发出检测光线，根据检测位置控制所述检测轨道部件驱动所述光线反射部件移动至预定位置，并控制所述反射角度调节部件调节所述光线反射部件的角度，以反射所述检测光线。
可选地，所述检测部件包括光线发射器和光线接收器。
可选地，所述射出角度调节部件和所述反射角度调节部件的结构相同，均包括调节底座和调节安装板，所述调节底座和所述调节安装板之间设置有若干调节气缸，所述调节气缸的缸体与所述调节底座之间通过铰接座相连，所述调节气缸的输出端与所述调节安装板之间通过铰接座相连，所述调节气缸连接有第一气缸控制器，所述第一气缸控制器安装在所述调节底座上，所述第一气缸控制器与所述数据处理器相连。
可选地，所述光线反射部件包括反射底座和光线反射器，所述反射底座上设置有反射筒和反射气缸，所述反射筒为垂直穿过所述反射底座的圆柱筒状结构，所述反射筒内滑动插设有反射杆，所述反射杆的上端穿出所述反射筒，所述反射角度调节部件中的调节底座安装在所述反射杆的顶端，所述光线反射器安装在所述反射角度调节部件中的调节安装板上；
所述反射杆的下端连接有下压筒，所述下压筒呈圆柱筒状结构，所述下压筒内设置有下压弹簧，所述下压弹簧的下端连接有下压杆，所述下压杆的下端穿出所述下压筒且连接有下压板，所述下压板的上表面设置有压力传感器，所述反射气缸的输出端垂直向下穿过所述反射底座且与所述反射杆相连。
可选地，所述反射气缸连接有第二气缸控制器，所述第二气缸控制器安装在所述反射底座上，所述第二气缸控制器和所述压力传感器均匀所述数据处理器相连；
所述数据处理器用于通过所述第二气缸控制器控制所述反射气缸的输出端伸出，带动所述反射杆、所述下压筒及所述下压杆下移，直至下压杆的底端与扇叶表面接触、所述下压弹簧被压缩，以及所述下压筒与所述下压板接触后，所述压力传感器检测到压力，所述数据处理器通过所述第二气缸控制器控制所述反射气缸的输出端停止。
可选地，所述检测轨道有多条，每条所述的检测轨道上均设置有检测座，所述检测座上设置有支撑架，若干所述的支撑架之间共同支撑有半蛋壳形的防护罩；
所述防护罩内设置有横移安装板，所述横移安装板通过支架与所述防护罩相连，所述横移安装板上设置有横移滑槽，所述横移滑槽内设置有横移滑座及驱动所述横移滑座移动的平移组件，所述反射底座位于所述防护罩内且与所述横移滑座相连，所述反射气缸的输出端和所述反射筒均穿过所述防护罩，所述防护罩上设置有反射气缸和所述反射筒移动的缝隙。
可选地，所述风力发电机的扇叶上设置有转线部件，所述转线部件包括转线滑槽，所述检测轨道与所述转线滑槽垂直，且所述转线滑槽位于扇叶上所述检测轨道的起始端；所述转线滑槽上滑动设置有转线滑座，所述转线滑座上连接有用于驱动所述转线滑座移动的转线驱动组件，所述转线滑座上设置有对接轨道，所述对接轨道的一段与所述电机内部组件安装腔内的检测轨道对应，另一端则与扇叶上所述检测轨道对应。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
(1)通过设置检测部件、光线反射部件和数据处理器，检测部件用于向风力发电机的扇叶发出检测光线，并接收扇叶反射回的光线，光线反射部件用于反射检测部件发出的检测光线，数据处理器用于记录检测光线的发出时刻和所述检测部件对所述反射光线的接收时，计算发射、接收用时，从而得出检测距离，并与数据库中储存的原始距离比对，得到数据差值，根据数据差值，计算扇叶表面形变度，从而达到监控扇叶状态的目的。
(2)本发明大部分结构位于外壳体内，即便处于强风状态下也不影响其运作，而另一部分在半蛋壳形防护罩的保护下，处于强风状态下也能保持较强的稳定性，从而避免检测结果受到影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供整体的结构示意图。
图2为本发明实施例的侧视结构示意图。
图3为本发明实施例检测部件的结构示意图。
图4为本发明实施例检测轨道部件的结构示意图。
图5为本发明实施例光线反射部件的结构示意图。
图6为本发明实施例下压筒的结构示意图。
图7为本发明实施例反射角度调节部件的结构示意图。
图8为本发明实施例转线部件的结构示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-检测部件；2-射出角度调节部件；3-数据处理器；4-光线反射部件；5-反射角度调节部件；6-检测轨道部件；7-转线部件；8-外壳体；9-隔板；10-轴承安装孔；11-电机内部组件安装腔；12-齿轮箱安装腔；
101-光线发射器；102-光线接收器；
201-调节底座；202-调节安装板；203-调节气缸；204-第一气缸控制器；
401-反射底座；402-光线反射器；403-反射筒；404-反射气缸；405-反射杆；406-下压筒；407-下压弹簧；408-下压杆；409-下压板；410-压力传感器；411-第二气缸控制器；
601-检测轨道；603-支撑架；604-防护罩；605-横移安装板；606-横移滑槽；607-横移滑座；
701-转线滑槽；702-转线滑座；703-对接轨道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图8所示，本发明提供了一种风力发电机组用发电组机外壳，包括包括筒状的外壳体8，外壳体8内的一端设有隔板9，隔板9的中部设有轴承安装孔10，隔板9将外壳体8分成电机内部组件安装腔11和齿轮箱安装腔12，本实施方式具有传动和支撑整个风力发电机组的双重作用，结构简单，使用方便，减小了整个风力发电机组的体积。
进一步地，本实施方式中电机内部组件安装腔11内设置有：
检测部件1，用于向风力发电机的扇叶发出检测光线，并接收扇叶反射回的反射光线；
射出角度调节部件2，与检测部件1相连，用于调节检测部件1，以调整检测光线的角度；
数据处理器3，与检测部件1相连，用于记录检测光线的发出时刻和检测部件1对反射光线的接收时刻，基于发出时刻和接收时刻计算接收用时，基于接收用时计算检测距离，并将检测距离与数据库中储存的原始距离比对以得到数据差值，以及根据数据差值计算扇叶表面形变度以监控扇叶状态。
基于此，本实施例中所提供的风力发电机组用发电组机外壳具有监控扇叶状态的功能。
为了增强光线的反射性能，使得光线在发射至扇叶表面后能够准确返回至检测部件1上，本实施方式中电机内部组件安装腔11还设置有：
光线反射部件4，用于反射检测部件1发出的检测光线；
反射角度调节部件5，与光线反射部件4相连，用于调节光线反射部件4的角度，使光线反射部件4能够反射检测部件1发出的检测光线；
检测轨道部件6，包括检测轨道601，检测轨道601延伸至扇叶表面；检测轨道601上滑动设置有检测座，光线反射部件4安装在检测座上，检测轨道部件6用于带动光线反射部件4在扇叶表面上移动。
在本实施方式中，反射角度调节部件5和检测轨道部件6均与数据处理器3相连，并受数据处理器3控制驱动；数据处理器3用于根据检测位置控制检测部件1发出检测光线，根据检测位置控制检测轨道部件6驱动光线反射部件4移动至预定位置，并控制反射角度调节部件5调节光线反射部件4的角度，以反射检测光线。
具体地，本实施方式中检测部件1包括光线发射器101和光线接收器102。
射出角度调节部件2和反射角度调节部件5的结构相同，均包括调节底座201和调节安装板202，调节底座201和调节安装板202之间设置有若干调节气缸203，调节气缸203的缸体与调节底座201之间通过铰接座相连，调节气缸203的输出端与调节安装板202之间通过铰接座相连，调节气缸203连接有第一气缸控制器204，第一气缸控制器204安装在调节底座201上，第一气缸控制器204与数据处理器3相连。
具体地，本实施方式中光线反射部件4包括反射底座401和光线反射器402，反射底座401上设置有反射筒403和反射气缸404，反射筒403为垂直穿过反射底座401的圆柱筒状结构，反射筒403内滑动插设有反射杆405，反射杆405的上端穿出反射筒403，反射角度调节部件5中的调节底座201安装在反射杆405的顶端，光线反射器402安装在反射角度调节部件5中的调节安装板202上，反射杆405的下端连接有下压筒406，下压筒406呈圆柱筒状结构，下压筒406内设置有下压弹簧407，下压弹簧407的下端连接有下压杆408，下压杆408的下端穿出下压筒406且连接有下压板409，下压板409的上表面设置有压力传感器410，反射气缸404的输出端垂直向下穿过反射底座401且与反射杆405相连。
在本实施方式的光线反射部件4中，反射气缸404连接有第二气缸控制器411，第二气缸控制器411安装在反射底座401上，第二气缸控制器411和压力传感器410均匀数据处理器3相连，数据处理器3通过第二气缸控制器411控制反射气缸404的输出端伸出，带动反射杆405、下压筒406及下压杆408下移，在下压杆408的底端与扇叶表面接触后，下压弹簧407被压缩，在下压筒406与下压板409接触后，压力传感器410检测到压力，此时数据处理器3通过第二气缸控制器411控制反射气缸404的输出端停止。
通过上述设置，可以使光线反射部件4的底部与扇叶表面接触，并保持固定的压力值，从而使光线反射部件4在扇叶表面各处区域保持在同一距离，从而保证检测的有效性。
在强风状态下，风力发电机组需要停机保护，风速过大会导致叶片转速过快，相应的保护机制失效，发电机高温起火，最后整个发电机组分崩离析。而在风力发电机停机期间，可以对扇叶状态进行检测。所以，在进行扇叶状态监测时，光线反射部件4和反射角度调节部件5处于强风状态下。为了保证光线反射部件4和反射角度调节部件5运行的稳定性，本实施方式中检测轨道601有多条，每条检测轨道601上均设置有检测座，检测座上设置有支撑架603，若干支撑架603之间共同支撑有半蛋壳形的防护罩604，防护罩604内设置有横移安装板605，横移安装板605通过支架与防护罩604相连，横移安装板605上设置有横移滑槽606，横移滑槽606内设置有横移滑座607及驱动横移滑座607移动的平移组件，反射底座401位于防护罩604内且与横移滑座607相连，反射气缸404的输出端和反射筒403均穿过防护罩604，防护罩604上设置有反射气缸404和反射筒403移动的缝隙。
本实施方式通过将防护罩604设置成半蛋壳形，并将光线反射部件4的下半部分设置在防护罩604，可以有效抵抗强风，从而增强光线反射部件4和反射角度调节部件5运行时的稳定性，同时，通过设置多个检测轨道601并行，每个检测轨道601上均设置有检测座，每个检测座上设置有支撑架603，多个支撑架603共同支撑防护罩604，提供更强的支撑力，从而保证装置在强风下的稳定运行。
进一步地，本实施方式中风力发电机的扇叶上设置有转线部件7，转线部件7包括转线滑槽701，检测轨道601与转线滑槽701垂直，且转线滑槽701位于扇叶上检测轨道601的起始端，转线滑槽701上滑动设置有转线滑座702和驱动转线滑座702移动的转线驱动组件，转线滑座702上设置有对接轨道703，对接轨道703的一段与电机内部组件安装腔11内的检测轨道601对应，另一端则与扇叶上检测轨道601对应。
由于防护罩604的边缘呈弧形，不方便进行检测，所以横移滑槽606的长度小于防护罩604的宽度，为了能够尽可能完整地对扇叶表面检测完毕，则防护罩604的行驶轨迹存在重复，而运载防护罩604的检测轨道601也同样会有叠合的区域，从而导致扇叶上检测轨道601线路复杂，且长度较长。
本实施方式在设置多个检测轨道601的基础上，通过设置转线部件7与之相结合，可以实现跨线路运行，节约线路。例如，当四个检测轨道601共同支撑的防护罩604时，将各检测轨道601依次命名为M1、M2、M3、M4……，M1、M2之间区域为N1，M2、M3之间区域为N2，M3、M4之间区域为N3，……，当防护罩604行驶在M1、M2、M3、M4轨道上时，横移滑座607行驶在M2、M3之间，也即N1区域，防护罩604转线至M2、M3、M4、M5轨道上时，横移滑座607行驶在M3、M4之间，也即N2区域，……，如此依次换线，可以将扇叶上除边缘之外的区域检测完。
本实施方式通过设置转线部件7，检测轨道601可均匀间隔平行设置，从而使扇叶上的检测轨道601分布整齐，且无需弯曲，从而方便设置。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种风力发电机组用发电组机外壳，包括筒状的外壳体(8)，所述外壳体(8)内的一端设有隔板(9)，所述隔板(9)的中部设有轴承安装孔(10)，所述隔板(9)将所述外壳体(8)分成电机内部组件安装腔(11)和齿轮箱安装腔(12)，其特征在于，所述电机内部组件安装腔(11)内设置有：
检测部件(1)，用于向风力发电机的扇叶发出检测光线，并接收扇叶反射回的反射光线；
射出角度调节部件(2)，与所述检测部件(1)相连，用于调节所述检测部件(1)，以调整所述检测光线的角度；
数据处理器(3)，与所述检测部件(1)相连，用于记录所述检测光线的发出时刻和所述检测部件(1)对所述反射光线的接收时刻，基于所述发出时刻和所述接收时刻计算接收用时，基于所述接收用时计算检测距离，并将所述检测距离与数据库中储存的原始距离比对以得到数据差值，以及根据所述数据差值计算扇叶表面形变度以监控扇叶状态；
光线反射部件(4)，用于反射所述检测部件(1)发出的检测光线；
反射角度调节部件(5)，与所述光线反射部件(4)相连，用于调节所述光线反射部件(4)的角度，使所述光线反射部件(4)能够反射所述检测部件(1)发出的检测光线；
检测轨道部件(6)，包括检测轨道(601)，所述检测轨道(601)延伸至扇叶表面；所述检测轨道(601)上滑动设置有检测座，所述光线反射部件(4)安装在所述检测座上，所述检测轨道部件(6)用于带动所述光线反射部件(4)在扇叶表面上移动。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组用发电组机外壳，其特征在于，所述反射角度调节部件(5)和所述检测轨道部件(6)均与所述数据处理器(3)相连，并受所述数据处理器(3)控制驱动；所述数据处理器(3)用于根据检测位置控制所述检测部件(1)发出检测光线，根据检测位置控制所述检测轨道部件(6)驱动所述光线反射部件(4)移动至预定位置，并控制所述反射角度调节部件(5)调节所述光线反射部件(4)的角度，以反射所述检测光线。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组用发电组机外壳，其特征在于，所述检测部件(1)包括光线发射器(101)和光线接收器(102)。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组用发电组机外壳，其特征在于，所述射出角度调节部件(2)和所述反射角度调节部件(5)的结构相同，均包括调节底座(201)和调节安装板(202)，所述调节底座(201)和所述调节安装板(202)之间设置有若干调节气缸(203)，所述调节气缸(203)的缸体与所述调节底座(201)之间通过铰接座相连，所述调节气缸(203)的输出端与所述调节安装板(202)之间通过铰接座相连，所述调节气缸(203)连接有第一气缸控制器(204)，所述第一气缸控制器(204)安装在所述调节底座(201)上，所述第一气缸控制器(204)与所述数据处理器(3)相连。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组用发电组机外壳，其特征在于，所述光线反射部件(4)包括反射底座(401)和光线反射器(402)，所述反射底座(401)上设置有反射筒(403)和反射气缸(404)，所述反射筒(403)为垂直穿过所述反射底座(401)的圆柱筒状结构，所述反射筒(403)内滑动插设有反射杆(405)，所述反射杆(405)的上端穿出所述反射筒(403)，所述反射角度调节部件(5)中的调节底座(201)安装在所述反射杆(405)的顶端，所述光线反射器(402)安装在所述反射角度调节部件(5)中的调节安装板(202)上；
所述反射杆(405)的下端连接有下压筒(406)，所述下压筒(406)呈圆柱筒状结构，所述下压筒(406)内设置有下压弹簧(407)，所述下压弹簧(407)的下端连接有下压杆(408)，所述下压杆(408)的下端穿出所述下压筒(406)且连接有下压板(409)，所述下压板(409)的上表面设置有压力传感器(410)，所述反射气缸(404)的输出端垂直向下穿过所述反射底座(401)且与所述反射杆(405)相连。
6.根据权利要求5所述的一种风力发电机组用发电组机外壳，其特征在于，所述反射气缸(404)连接有第二气缸控制器(411)，所述第二气缸控制器(411)安装在所述反射底座(401)上，所述第二气缸控制器(411)和所述压力传感器(410)均匀所述数据处理器(3)相连；
所述数据处理器(3)用于通过所述第二气缸控制器(411)控制所述反射气缸(404)的输出端伸出，带动所述反射杆(405)、所述下压筒(406)及所述下压杆(408)下移，直至下压杆(408)的底端与扇叶表面接触、所述下压弹簧(407)被压缩，以及所述下压筒(406)与所述下压板(409)接触后，所述压力传感器(410)检测到压力，所述数据处理器(3)通过所述第二气缸控制器(411)控制所述反射气缸(404)的输出端停止。
7.根据权利要求6所述的一种风力发电机组用发电组机外壳，其特征在于，所述检测轨道(601)有多条，每条所述的检测轨道(601)上均设置有检测座，所述检测座上设置有支撑架(603)，若干所述的支撑架(603)之间共同支撑有半蛋壳形的防护罩(604)；
所述防护罩(604)内设置有横移安装板(605)，所述横移安装板(605)通过支架与所述防护罩(604)相连，所述横移安装板(605)上设置有横移滑槽(606)，所述横移滑槽(606)内设置有横移滑座(607)及驱动所述横移滑座(607)移动的平移组件，所述反射底座(401)位于所述防护罩(604)内且与所述横移滑座(607)相连，所述反射气缸(404)的输出端和所述反射筒(403)均穿过所述防护罩(604)，所述防护罩(604)上设置有反射气缸(404)和所述反射筒(403)移动的缝隙。
8.根据权利要求7所述的一种风力发电机组用发电组机外壳，其特征在于，所述风力发电机的扇叶上设置有转线部件(7)，所述转线部件(7)包括转线滑槽(701)，所述检测轨道(601)与所述转线滑槽(701)垂直，且所述转线滑槽(701)位于扇叶上所述检测轨道(601)的起始端；所述转线滑槽(701)上滑动设置有转线滑座(702)，所述转线滑座(702)上连接有用于驱动所述转线滑座(702)移动的转线驱动组件，所述转线滑座(702)上设置有对接轨道(703)，所述对接轨道(703)的一段与所述电机内部组件安装腔(11)内的检测轨道(601)对应，另一端则与扇叶上所述检测轨道(601)对应。
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