风力发电机叶片的自动除冰装置的制作方法

文档序号:15635874发布日期:2018-10-12 21:28阅读:975来源:国知局

本实用新型涉及一种除冰装置,具体地说是一种风力发电机叶片的自动除冰装置。



背景技术:

风力发电是把风的动能转为电能。风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。风力发电作为绿色清洁可再生能源,在中国未来实现对国际节能减排承诺中将起到越来越重要的作用。风力发电机主要由叶片,发电机,机械部件和电气部件组成。风力发电机组的核心部件之一叶片也在向着结构大型化方向发展。风力发电机的叶片主要作用是捉获风,并将风力传送到转子轴心。中国的风电发展主要集中在三北地区,而三北地区最大的特点是每年要经历相当长一段时间的低温环境,这给风力发电机叶片乃至整个风机都带来了严重的考验。一般情况下,在温度低到一定程度后,遇到雨雪天气极易出现叶片结冰情况,叶片结冰最直接的影响是会导致叶片过载、叶片冰载荷分布不均,进而造成风电机组出力下降,严重覆冰将导致风力发电机发电量锐减,甚至发生叶片折断,风力发电机损毁等事故,造成巨大经济损失。另一方面在叶片旋转过程中,当冰层附着力下降时极易出现冰块脱落,造成运营事故,也可能出现大块冰块掉落伤人情况。叶片覆冰后很难脱落,没有防冰、除冰功能的叶片只能等待太阳照射,待叶片上的冰融化脱落后,风电机组才能重启运行。

现今,结冰检测技术已可准确检测出风机结冰状况和位置,但尚未有自动或手动控制的自动除冰的装置,已严重影响风机的发电效率和使用寿命。目前,风力发电机的主动融冰、防冰措施主要有手动除冰和吹热空气方法。手动除冰是手动空转风机,这样只会对叶片表面结冰现象有一个缓解作用。吹热空气方法是通过向中空的叶片输送热空气以达到除去叶片表面覆冰的目的,但是在实际运用中,其存在热量损失大和除冰周期长的问题。因此,如何根据检测到的叶片结冰状况,采用自动或手动控制启动除冰装置的方式除冰,是目前及待解决的问题,具有重大的工程应用价值。

现在,需要一种结构简单、使用方便、热量损失小,除冰快的风力发电机的除冰装置。



技术实现要素:

本实用新型的目的是要提供一种风力发电机的自动除冰装置,该冰除系统结构简单、使用方便、除冰快、除冰效果好,热量损失少。

本实用新型的技术方案是:

风力发电机叶片的自动除冰装置包括多个电加热薄膜和除冰控制系统,叶片表面易结冰位置对应的叶片内部设置两层电加热薄膜,每个电加热薄膜之间为并联方式,所述叶片的轮毂上设置有插座,插座通过引线与薄膜连接,风力发电机的机舱内设置电动丝杆,电动丝杆通过连杆与插头连接,插头与除冰控制系统通过导线连接。

本实用新型的有益效果是:

本新型风力发电机叶片的自动除冰装置在叶片生产过程中对易结冰位置局部内置双层并联电加热薄膜,通过外部控制加热自动除冰。这样方案结构简单,除冰效果好、除冰速度高。每一层作为一个独立的加热单元,并联双层是为了能保证故障影响最小范围并延长可除冰的使用寿命。电加热薄膜主要是防止加热丝生产过程中出现易折断情况,以实现加热功能寿命延长,从而提高叶片使用效率。

附图说明

图1为本申请叶片设置电加热薄膜部分的剖面图。

图2为本申请电加热薄膜电路图。

图3为电加热薄膜与除冰控制系统结构示意图。

具体实施方式

为了克服上述缺陷、危害,本实用新型提供一种在叶片生产过程中,利用大数据积累,在易结冰处增加分段式内置加热层即电加热薄膜的方式,通过外部自动或手动控制启动加热方式除冰的设计方案。

具体结构是风力发电机叶片的自动除冰装置包括多个电加热薄膜1和除冰控制系统,所述电加热薄膜1设置在叶片2内对应表面易结冰位置,所述电加热薄膜1为两层,每个电加热薄膜1之间为并联方式,所述叶片2的轮毂上设置有插座3,插座3通过引线与电加热薄膜1连接,风力发电机的机舱内设置电动丝杆4,电动丝杆4通过连杆5与插头6连接,插头6与除冰控制系统连接。

下面结合附图对除冰装置进行详细说明:

如图1、图2、图3所示,本除冰装置采用并联方式,在叶片制造过程中,通过在叶片玻璃纤维增强的复合材料中间层加设电加热薄膜材料的方式,把叶片上易结冰处,内置一定面积的并联双层电加热薄膜,如果检测有结冰,则可通过手动或自动方式启动除冰控制系统同步加热融冰,分区布置并联方式可保证在单组故障时最小影响面积。中间增加的两层电加热薄膜,位置临近外表面,当有结冰时,可通过远程控制系统实现分段控制加热消除局部结冰,排除可能存在的质量和安全隐患。电加热薄膜主要是防止加热丝生产过程中出现易折断情况,以实现加热功能寿命延长,从而提高叶片使用效率。考虑叶片旋转的工作特性,电加热薄膜引线与控制系统连接方式,通过增加一个电动丝杆带动一个联接器的方式实现,当需要除冰时,需将叶片复位停止在一个特定的初始位置,使固定在电动丝杆的插头与固定在轮毂的插座处于对正位置,再通过控制系统启动电动丝杆带动插头与插座连接在一起,接通控制系统与加热薄膜,实现加热控制。如选用的叶片结冰检测技术能实现局部结冰检测时,也可方便实现叶片局部除冰控制。

本除冰技术可采用手动和自动两种可选择控制方式,利用已有的结冰检测技术,通过风速仪、温度传感器、控制单元等构成叶片结冰判定系统,如处于结冰状态,则根据需要启动自动或手动除冰模式(不同的模式可通过控制系统直接设置),实现手动或自动除冰控制。

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