一种可移动式风力发电机组盘车系统及盘车方法与流程

本发明涉及风力发电机组技术领域，特别是涉及一种可移动式风力发电机组盘车系统及盘车方法。

背景技术：

在风电机组安装及日常维护的过程中，特别是叶片的更换、变桨控制柜的维护、发电机对中及叶轮锁止销入位等工况常常需要将叶轮旋转到特定的位置上才能方便操作。目前国内大部分风电机组完成这一过程只能靠人工手动旋转联轴器刹车盘端来实现。但随着风机叶轮的日益增大，整个叶轮部分的自重及转动惯量也都将增加，使得这种传统的手动盘车变得越发困难，甚至变为不可能实现，因此采用电动盘车系统来替代手动盘车将是未来风电机组发展的主流方向。

现有的风力发电机组盘车系统多数在齿轮箱高速级刹车盘上开齿，使用盘车机构(电机与伞齿轮箱或电机与行星齿轮箱)的输出端小齿与高速级刹车盘大齿啮合后完成旋转叶轮的任务。这样的设计常常未考虑盘车机构与风电机组主控之间的通讯保护，因此在风场使用盘车系统时有可能会出现误操作而使主机启机运行和盘车系统运行并发出现进而导致事故发生。

由此可见，上述现有的风力发电机组盘车系统在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的可移动式风力发电机组盘车系统及盘车方法，使其可灵活的实现盘车机构的输出端小齿与高速级刹车盘大齿之间的啮合与分开，以及确保主机和盘车系统不会同时运行，提高安全性，成为当前业界极需改进的目标。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可移动式风力发电机组盘车系统，使其可灵活的实现盘车机构的输出齿轮与高速级刹车盘外缘齿之间的啮合或分离，从而克服现有的盘车系统的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可移动式风力发电机组盘车系统，包括固定机构和盘车机构，所述盘车机构包括电机和由其驱动的输出齿轮，所述输出齿轮的小齿用于与风力发电机组主齿轮箱高速级刹车盘的外缘齿啮合，

所述固定机构包括转接板、底座平台和底座支架，所述转接板用于与所述主齿轮箱的侧面凸台固定连接，所述底座平台与所述转接板固定连接，所述底座支架的上部与所述盘车机构固定连接，所述底座支架的下部可活动的固定在所述底座平台上，根据所述底座支架在所述底座平台上的位置变化实现所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿的啮合或分离。

作为本发明的一种改进，所述底座平台上开设有导向滑道，所述底座支架可沿所述导向滑道滑动，所述底座支架通过与螺栓配合实现与所述底座平台的固定，在需要盘车动作时所述底座支架被固定在能实现所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿啮合的位置；在不需要盘车动作时所述底座支架被固定在能实现所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿分离的位置。

进一步改进，所述盘车系统还包括限位开关，所述限位开关与所述电机的控制器连接，还与所述风力发电机组的主控连接；

所述限位开关固定在所述底座平台上，用于实时监测所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离，并根据监测结果反馈信号给电机控制器和风力发电机组主控，使其处于有效状态或失效状态。

进一步改进，所述盘车机构还包括设置于所述电机和输出齿轮中间的减速机。

进一步改进，所述电机为变频电机。

进一步改进，所述电机还包括制动单元。

进一步改进，所述输出齿轮外周安装有防护罩。

进一步改进，所述底座平台上还设有用于安装或拆卸所述盘车机构时支撑所述电机的支撑柱，所述支撑柱固定在所述电机下方的底座平台上。

进一步改进，所述底座支架上还设有吊耳。

本发明还提供一种上述的可移动式风力发电机组盘车系统的盘车方法，所述方法包括：

(1)在松开所述底座支架固定螺栓后，推动所述底座支架向所述导向滑道中的靠近高速级刹车盘端滑移，由所述限位开关监测所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离，当所述限位开关监测到所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离小于等于预设数值时，所述限位开关反馈信号给所述电机控制器使其处于有效状态，且同时反馈信号给所述风力发电机组主控使其处于不可启机状态；

(2)在松开所述底座支架固定螺栓后，推动所述底座支架向所述导向滑道中的远离高速级刹车盘端滑移，由所述限位开关监测所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离，当所述限位开关监测到所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离大于预设数值时，所述限位开关反馈信号给所述风力发电机组主控使其处于可正常启机状态，且同时反馈信号给所述电机控制器使其处于失效状态。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

1、本发明盘车系统通过设置导向滑道，能灵活方便的实现盘车电机驱动的输出齿轮与风力发电机组高速级刹车盘外缘齿的啮合或分离，操作方便，实用可靠。

2、本发明还通过采用独有的限位开关，以及与盘车电机和风力发电机组主控具有的良好电控逻辑通讯，确保在盘车系统运行时，主机不会执行启机动作，防止误操作而带来的启机异常；同时通过导向滑道的设计和固定方法可将盘车系统彻底与高速级刹车盘分离，减少故障发生，大大提高该盘车系统的安全性。

3、本发明通过将盘车电机设置为变频电机，使其在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动且变频电机的频率范围更宽，有效的减小了对高速级刹车盘大齿的启动和停止时的冲击；还通过增设制动器，可以在叶片维护时提供特定角度的制动力矩，方便风场维护叶片及相关部件。

4、本发明还通过各输出齿轮设置防护罩保护，可避免误操作带来的人员损伤。

5、本发明还通过设置支撑柱和吊耳，方便该盘车系统的安装和拆卸操作，安全实用。

6、本发明可反复利用，方便风场吊装作业，可一个风场配备1～2套该设备，降低整机采购成本。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明可移动式风力发电机组盘车系统的主视图；

图2是本发明可移动式风力发电机组盘车系统的右视图；

图3是本发明可移动式风力发电机组盘车系统的仰视图；

图4是本发明中盘车方法的工作原理图。

其中，1、电机，2、电机接线盒，3、吊耳，4、减速机，5、底座支架，6、防护罩，7、输出齿轮，8、底座平台，9、底座支架固定螺栓，10、限位开关，11、转接板，12、电机控制器，13、限位开关固定平台，14、导向滑道，15、支撑柱。

具体实施方式

本发明提供一种大型风力发电机组使用的可移动式盘车系统，该系统在叶片完全气动顺桨且叶轮停止转动后，启用盘车系统驱动主齿轮箱高速级刹车盘旋转，进而带动叶轮旋转实现叶轮锁定销插入转子锁定盘孔的任务。具体结构如下：

参照附图1至3所示，本发明可移动式风力发电机组盘车系统，包括固定机构和盘车机构。

本实施例中该盘车机构包括依次连接的盘车电机1、盘车减速机4和输出齿轮7。该盘车电机1和盘车减速机4是通过安装法兰螺栓连接构成一个整体，驱动输出齿轮7转动。该输出齿轮7的小齿用于与风力发电机组主齿轮箱高速级刹车盘的外缘齿啮合(图中未示出)，形成齿轮副，实现风力发电机组的盘车功能。

本实施例中该电机1为变频电机。由于该变频电机采用变频器供电，可以使电动机在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动且变频电机的频率范围更宽，有效的减小了对高速级刹车盘外缘齿的启动和停止时的冲击；此外，还可通过变频电机对电机全过程的电气参数进行监测，有利于对异常工况进行提前预警。

并且，该电机还增设了制动单元，该制动单元能提供一定的制动力矩，为叶片在特殊角度下维护提供制动能力，方便风场维护叶片及相关部件。

本实施例中该固定机构包括转接板11、底座平台8和底座支架5。该转接板11用于与该主齿轮箱的侧面凸台固定连接，如本实施例中该转接板11通过六个螺栓连接到主齿轮箱侧面的凸台上。

该底座平台8与该转接板11焊接成为一个整体，底座平台8上方用于安装该盘车机构。

该底座支架5的上部通过法兰螺栓与该盘车机构固定连接，该底座支架5的下部可活动的固定在该底座平台8上，则可根据该底座支架5在该底座平台8上的位置变化实现该输出齿轮7与高速级刹车盘外缘齿的啮合或分离。

本实施例中该底座平台8上开设有导向滑道14，该底座支架5的底部可借助人工推动沿着导向滑道14顺畅移动。该底座支架5底部通过固定螺栓9配合实现该底座支架5与底座平台8的固定。如在需要盘车时实现齿轮副的啮合，在不需要盘车时可使齿轮副脱开。

较优实施例为，该盘车系统还包括限位开关10，该限位开关10与该电机的控制器12连接，还与该风力发电机组的主控连接。

该限位开关10固定在该底座平台8上，较优设置在该底座平台特设的限位开关固定平台13上，用于实时监测该输出齿轮7与该高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离，并根据监测结果反馈信号给电机控制器12和风力发电机组主控使其处于有效状态或失效状态。

本实施例中该输出齿轮7的外周还安装有防护罩6，可避免误操作带来的人员损伤，提高安全性。

该底座平台8上还设有用于安装或拆卸该盘车机构时支撑电机1的支撑柱15，该支撑柱15固定在该电机1下方的底座平台8上，该支撑柱15的上表面较优采用与电机下表面形状相匹配的弧形结构，方便操作，安全实用。

另外，该底座支架5上还设有吊耳3，便于起吊盘车机构或推拉牵引盘车机构。

参照附图4所示，本发明还提供一种上述的可移动式风力发电机组盘车系统的盘车方法，该方法包括：

(1)在松开底座支架5固定螺栓9后，推动所述底座支架5向所述导向滑道14中的靠近高速级刹车盘端滑移，由所述限位开关10监测所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离，当所述限位开关10监测到所述输出齿轮7与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离小于等于预设数值(如20mm)时，所述限位开关反馈信号给所述电机控制器12使其处于有效状态，且同时反馈信号给所述风力发电机组主控使其处于不可启机状态；

(2)在松开底座支架5固定螺栓9后，推动所述底座支架5向所述导向滑道14中的远离高速级刹车盘端滑移，由所述限位开关10监测所述输出齿轮与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离，当所述限位开关10监测到所述输出齿轮7与所述高速级刹车盘外缘齿之间的轴向距离大于预设数值(如20mm)时，所述限位开关反馈信号给所述风力发电机组主控使其处于可正常启机状态，且同时反馈信号给所述电机控制器12使其处于失效状态。

本发明盘车系统总重量轻便，现场人员仅需通过外设手操控制盒正反转按键就能进行盘车操作，实现叶轮旋转的任务，并且该外设手操控制盒控制电路可以实现“点动作业”的效果，可以在特定维护工况实现小角度精确位置的盘车。

本发明盘车系统属于工装类产品，可拆卸移动并方便机舱吊装，可以每个风场配备1～2台该盘车系统，这样既能完成对叶轮进行盘车的任务，又能节约采购成本同时不用改变原主齿轮箱的结构。

本发明盘车系统可以随着整机兆瓦级别的提升而进行相应设计载荷延展，可以为一定级别大兆瓦机型(特别是海上风电产品)提供叶轮锁止或叶片维护等工况的盘车任务。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。