风力发电设备风轮机械锁对孔装置的制作方法

本发明涉及风力发电机设备的技术领域，特别是涉及了一种风力发电设备风轮机械锁对孔装置的技术领域。

背景技术：

风力发电机进轮毂检修作业时，需手动正常停机，再将风轮机械锁锁紧，作业人员方可进入轮毂内作业检修。风机正常停机靠叶片顺桨气动停机；高速刹车在紧急情况下投入使用，停机时在需要将风轮锁住不转动情况下使用；风轮机械锁是在工作人员需要进入轮毂作业检修时使用。机械销直径80mm，风轮孔径85mm,由于预留孔径余量太小，对机械销插入带来很大难度，但是在设计时余量预留太大，风大时轮毂转动会使风轮孔两侧撞击机械销。风机停机后，两个工作人员互相配合，一人负责操作刹车，一人负责对孔和锁机械销。负责对孔的人员目测风轮孔转到机械销位置时，喊口令让刹车人员立刻执行刹车。但是风轮顺桨停机后转速转动时不规则，时快时慢，这给目测人员带来影响，口令过早喊，提前刹车，风轮孔还未到机械销位置；口令喊迟了，刹车晚了，风轮孔已经转过了机械销位置。过早过晚刹车，都不能让风轮孔停止在机械销位置，使机械销无法插入孔内。往反重覆多次才行，占用将近半小时工作时，偶尔凭运气一、两次完成操作，不管是在时间上和人员精力上都带来很大的难度。

技术实现要素：

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种风力发电设备风轮机械锁对孔装置，能够使能够自动完成机械销插入工作，能够提高工作效率，降低人工劳动强度。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明包括单片机控制模块、转速传感器、第一位置传感器、第二位置传感器、继电器、手动开关模块、电磁阀和指示灯，风机轮上的插销孔两侧分别设置有第一位置传感器和第二位置传感器，转速传感器安装在风机轮上，用于监测风机的转速，继电器控制端、转速传感器、第一位置传感器和第二位置传感器均与单片机控制模块连接，继电器经电磁阀和指示灯连接在市电两端，手动开关模块并联在继电器的两端，所述指示灯与电磁阀串联连接。

进一步地，本发明还包括信号采集模块和电磁吸合模块，转速传感器、第一位置传感器和第二位置传感器均经各自相同的信号采集模块和单片机控制模块连接，电磁阀和继电器经电磁吸合模块和单片机控制模块连接。

单片机控制模块包括单片机u2，单片机u2的xtal1脚和xtal2脚串联有晶振y1，xtal1脚和xtal2脚分别经电容c3和电容c2接地，电容c2、电容c3和晶振y1组成的波形发生器；单片机u2的rst脚分别经电阻r7和电容c4后接地和vcc，电阻r7和电容c4相连构成重置信号发生器；单片机u2的p1.0脚或者p1.2脚作为输出口(输出vout1和vout2)，并经电磁吸合模块与继电器连接；单片机u2的p1.5、p0.1或者p0.2脚作为输入(输入vin1、vin2和vin3)连接信号采集模块并接收传来的采集电压值。

信号采集模块包括传感器psd1、电阻r1～r6、电容c1和滑动变阻器r2，传感器psd1一端接地，另一端接放大器u1a的反向输入端，放大器u1a的反向输入端经电阻r4接地，放大器u1a的正向输入端经电阻r5接地，放大器u1a的反向输入端经电阻r1后与自身的输出端连接；放大器u1a的输出端经电阻r3与放大器u1b的反向输入端连接，放大器u1b的正向输入端经电阻r6接地，放大器u1b的反向输入端经电阻r2后接自身的输出端，放大器u1b的输出端经电容c1接地，放大器u1b的输出端作为信号采集模块的输出端并连接到单片机控制模块的单片机u2上。

所述的传感器psd1为转速传感器、第一位置传感器或者第二位置传感器。

电磁吸合模块示包括电阻r8、继电器k1、三极管q1、指示灯ds1和电磁阀，三极管q1的基极与单片机控制模块的单片机u2连接，三极管q1的集电极经继电器k1线圈后与电阻r8连接，三极管q1的发射极接地，继电器k1的吸合端与电磁阀、指示灯串联在电源和地之间。

所述电磁阀连接插销孔中的电磁插销，用于控制推动电磁插销将风机锁住，使得风机停止转动。所述电磁阀用于使风机降低速度，电磁插销使插销插入风轮空中，使风轮锁住停止转动。

所述转速传感器用于监测风机的转速，当风机转速小于预设值时第一位置传感器和第二位置传感器才会开始工作。

所述第一位置传感器和第二位置传感器分别设置在风机轮上的插销孔两侧，当两个第一位置传感器和第二位置传感器都能够感应到光照时，表示插销孔对齐。

所述的指示灯用于电磁阀工作的指示。

本发明的有益效果：

本发明应用在风力发电机设备上，能够使能够自动完成机械销插入工作，能够提高工作效率，降低人工劳动强度。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本发明装置的电路结构示意图。

图2是本发明装置的单片机控制电路。

图3是本发明装置的信号采集电路。

图4是本发明装置的电磁吸合模块示意图。

图中：1-单片机控制模块、2-转速传感器、3-第一位置传感器、4-继电器、5-电磁阀、6-指示灯、7-第二位置传感器、8-手动开关模块。

具体实施方式

参阅图1，本发明包括单片机控制模块1、转速传感器2、第一位置传感器3、第二位置传感器7、继电器4、手动开关模块8、电磁阀5和指示灯6，风机轮上的插销孔两侧分别设置有第一位置传感器3和第二位置传感器7，转速传感器2安装在风机轮上，用于监测风机的转速，继电器4控制端、转速传感器2、第一位置传感器3和第二位置传感器7均与单片机控制模块1连接，继电器4经电磁阀5和指示灯6连接在市电两端，手动开关模块8并联在继电器4的两端，指示灯6与电磁阀5串联连接。

还包括信号采集模块和电磁吸合模块，转速传感器2、第一位置传感器3和第二位置传感器7均经各自相同的信号采集模块和单片机控制模块1连接，电磁阀5和继电器4经电磁吸合模块和单片机控制模块1连接。

如图2所示，单片机控制模块包括单片机u2，单片机u2的xtal1脚和xtal2脚串联有晶振y1，xtal1脚和xtal2脚分别经电容c3和电容c2接地，电容c2、电容c3和晶振y1组成的波形发生器；单片机u2的rst脚分别经电阻r7和电容c4后接地和vcc，电阻r7和电容c4相连构成重置信号发生器；单片机u2的p1.0脚或者p1.2脚作为输出口，并经电磁吸合模块与继电器连接；单片机u2的p1.5、p0.1或者p0.2脚作为输入，连接信号采集模块并接收传来的采集电压值。

如图3所示，信号采集模块包括传感器psd1、电阻r1～r6、电容c1和滑动变阻器r2，传感器psd1为转速传感器2、第一位置传感器3或者第二位置传感器7。传感器psd1一端接地，另一端接放大器u1a的反向输入端，放大器u1a的反向输入端经电阻r4接地，放大器u1a的正向输入端经电阻r5接地，放大器u1a的反向输入端经电阻r1后与自身的输出端连接；放大器u1a的输出端经电阻r3与放大器u1b的反向输入端连接，放大器u1b的正向输入端经电阻r6接地，放大器u1b的反向输入端经电阻r2后接自身的输出端，放大器u1b的输出端经电容c1接地，放大器u1b的输出端作为信号采集模块的输出端并连接到单片机控制模块的单片机u2上。

如图4所示，电磁吸合模块示包括电阻r8、继电器k1、三极管q1、指示灯ds1和电磁阀，三极管q1的基极与单片机控制模块的单片机u2连接，三极管q1的集电极经继电器k1线圈后与电阻r8连接，三极管q1的发射极接地，继电器k1的吸合端与电磁阀、指示灯串联在电源和地之间。

电磁阀5连接插销孔中的电磁插销，用于控制推动电磁插销将风机锁住，使得风机停止转动。电磁阀用于使风机降低速度，电磁插销使插销插入风轮空中，使风轮锁住停止转动。

本发明工作过程：

工作过程中，当需要检修设备停机时，打开电源，人工对风机进行刹车，通过转速传感器检测风机的转速，当风机的转速小于设定值后，通过第一位置传感器和第二位置传感器检测插销孔的对齐状态，当插销孔对齐后通过电磁阀推动插销运动插入插销孔中，锁住风机停止转动。

具体实施中也可以利用手动开关模块人工对齐插销孔，进行停机工作。

两个位置传感器分别装于风轮机孔的前后沿，与其相对在机械销前后侧装有两个激光发射器。当两个位置传感器表面受到光线照射，便能够产生电流信号，通过信号采集模块中的放大电路可以得到一个电压值。当其大于设定值时，作为激光刚好照射在此位置传感器上的时间点，将位置和速度变为电信号传给单片机，经vin1和vin2至单片机，单片机采用at89s51型号。

电磁吸合模块可简化为电感型负载，电磁吸合是用电磁铁对机械销其吸合作用，使其卡入风轮孔中，防止风轮转动。电磁吸合模块受单片机输出信号vout1控制。当vout1为高电平，继电器工作，带动电磁铁。工作时，指示灯亮，对操作工人有提示作用。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。