风力发电机叶片的除冰装置和风力发电机的制作方法

本公开涉及风力发电，具体地，涉及一种风力发电机叶片的除冰装置和风力发电机。

背景技术：

1、风力发电机组是将风能转化为电能的一种装置，风力发电机由发电机控制风轮扭矩、变桨系统控制叶片桨距角来维持风机在各种风况下稳定运行。由于风机的工作环境较为恶劣，风机的叶片容易积冰，因而为防止风机的叶片积冰而导致风机不能正常工作或者造成人身伤害，通常需要利用加热装置对风机叶片进行除冰处理。

2、现有的一种风力发电机组叶片除冰装置包括叶片和发电机组，叶片上设置有加热元件和温度传感器，加热元件由变桨系统提供电源。温度传感器与变桨系统中的控制器连接，并用于检测叶片上的温度。在停机或风力发电机组运行时，温度传感器均会检测叶片上的温度，加热元件根据温度传感器的温度信号判断叶片是否需要除冰。

3、公开号为cn111441920b的中国专利文件提供了一种风力发电机组叶片除冰装置和风力发电机组。该专利虽然在一定程度上解决了上述背景技术中提出的问题，但是其仅针对新建造的风力发电机组可用，而已经建设完毕的风力发电机组不便于进行升级改造，该专利采用温度传感的方式判断是否结冰并不能有效判断是否结冰以及冰层的厚度。

技术实现思路

1、本公开的第一个目的是提供一种风力发电机叶片的除冰装置，该除冰装置能至少部分地解决相关技术中存在的技术问题。

2、本公开的第二个目的是提供一种风力发电机，该风力发电机包括本公开提供的风力发电机叶片的除冰装置。

3、为了实现上述目的，本公开提供一种风力发电机叶片的除冰装置，所述除冰装置包括：

4、接触杆，用于弹性地侧向接触于待除冰叶片；

5、第一驱动组件，能够沿所述叶片的长度方向驱动所述接触杆运动；

6、第二驱动组件，用于在所述叶片运动到预设位置时，驱动所述接触杆围绕所述叶片周向转动；

7、第一位移传感器，用于检测所述接触杆沿所述叶片长度方向的第一位移信号l1；

8、第二位移传感器，用于检测所述接触杆周向转动的位移信号，其中，所述周向转动的位移信号包括第二位移信号l2和第三位移信号l3，所述第二位移信号l2为所述叶片周向尺寸，所述第三位移信号l3为周侧覆有冰层的所述叶片周向尺寸；

9、除冰组件；以及

10、控制器，用于接收所述第一位移信号l1和所述周向转动位移信号，并能够在同一所述第一位移信号l1下，对比所述第二位移信号l2和所述第三位移信号l3的位移差值，以控制所述除冰组件的响应于所述第一位移信号l1的除冰时间。

11、可选地，所述第一驱动组件包括：

12、第一驱动电机，包括设置在驱动端的第一驱动齿轮；

13、螺纹杆，沿所述叶片的长度方向延伸，且所述螺纹杆周壁上固定套设有第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述第一驱动齿轮啮合；以及

14、滑块，所述滑块的第一端螺接在所述螺纹杆上，

15、其中，所述第一位移传感器安装在所述滑块上，所述第二驱动组件与所述滑块的背离于所述第一端的第二端连接，以在所述螺纹杆转动时，由所述滑块带动而沿所述叶片的长度方向移动。

16、可选地，所述叶片沿竖直方向延伸，所述除冰装置还包括沿竖直方向延伸的固定在所述风力发电机上的安装杆，所述第一驱动组件安装在所述安装杆上，且所述滑块的位于所述第一端和所述第二端之间的部分与所述安装杆沿竖直方向滑动连接。

17、可选地，所述安装杆上设置有沿竖直方向延伸的初始位置杆，所述初始位置杆的顶端抵顶在所述叶片的低端，所述第一驱动组件被配置为在所述接触杆移动至所述初始位置杆的顶端时停止驱动，所述第二驱动组件被配置为在所述第一驱动组件停止驱动时，开始驱动所述接触杆开始周向转动。

18、可选地，所述第二驱动组件包括：

19、安装座，与所述滑块的所述第二端连接；

20、转动座，所述转动座可沿所述叶片周向转动地安装在所述安装座上，且所述转动座周壁上设置有第二传动齿轮，其中，所述接触杆安装在所述转动座上；以及

21、第二驱动电机，包括设置在驱动端的用于与所述第二传动齿轮啮合的第二驱动齿轮。

22、可选地，所述接触杆上套设有拉簧，所述拉簧的一端与所述接触杆连接，另一端与所述转动座连接。

23、可选地，所述接触杆的靠近所述叶片的一端固定安装有由柔性材质制成的接触头，且所述第二位移传感器靠近所述接触头安装在所述接触杆上。

24、可选地，所述除冰组件包括：

25、空气加热器，用于提供加热气体；

26、通气管，气体连通于所述空气加热器，用于向所述叶片吹出加热气体；以及

27、伸缩气缸，包括固定在所述安装座上的缸体，和一端朝靠近或远离所述叶片的方向可伸缩地设置在所述缸体内部的缸杆，所述缸体的另一端与所述通气管连接。

28、可选地，所述除冰装置还包括第三驱动组件，所述第三驱动组件用于驱动所述叶片转动至除冰角度，其中，所述第三驱动组件包括：

29、变桨器，安装在所述叶片上，所述变桨器上安装有齿环；

30、第三驱动电机；

31、第一减速机，用于与所述第三驱动电机的输出端连接；以及

32、电磁离合器，用于与所述第一减速机的输出端连接，且所述电磁离合器的输出端上固定安装有角度调节齿轮，所述角度调节齿轮用于与所述齿环啮合。

33、本公开的第二个方面，还提供一种风力发电机，所述风力发电机包括叶片和除冰装置，所述除冰装置为根据以上所述的风力发电机叶片除冰装置。

34、通过上述技术方案，通过接触杆与叶片接触，第一驱动组件和第二驱动组件驱动接触杆沿与叶片移动，控制器通过在同一第一位移信号l1下，对比所述第二位移信号l2和所述第三位移信号l3的位移差值，以判断待除冰叶片上的冰层厚度或是否结冰，从而控制吹除冰组件的除冰时间，以避免除冰组件过流干烧产生的危险，还能够防止叶片上的冰层清理不彻底。

35、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种风力发电机叶片的除冰装置，其特征在于，所述除冰装置包括：

2.根据权利要求1所述的除冰装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括：

3.根据权利要求2所述的除冰装置，其特征在于，所述叶片沿竖直方向延伸，所述除冰装置还包括沿竖直方向延伸的固定在所述风力发电机上的安装杆，所述第一驱动组件安装在所述安装杆上，且所述滑块的位于所述第一端和所述第二端之间的部分与所述安装杆沿竖直方向滑动连接。

4.根据权利要求3所述的除冰装置，其特征在于，所述安装杆上设置有沿竖直方向延伸的初始位置杆，所述初始位置杆的顶端抵顶在所述叶片的低端，所述第一驱动组件被配置为在所述接触杆移动至所述初始位置杆的顶端时停止驱动，所述第二驱动组件被配置为在所述第一驱动组件停止驱动时，开始驱动所述接触杆开始周向转动。

5.根据权利要求2所述的除冰装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括：

6.根据权利要求5所述的除冰装置，其特征在于，所述接触杆上套设有拉簧，所述拉簧的一端与所述接触杆连接，另一端与所述转动座连接。

7.根据权利要求1或6所述的除冰装置，其特征在于，所述接触杆的靠近所述叶片的一端固定安装有接触头，且所述第二位移传感器靠近所述接触头安装在所述接触杆上。

8.根据权利要求5所述的除冰装置，其特征在于，所述除冰组件包括：

9.根据权利要求1所述的除冰装置，其特征在于，所述除冰装置还包括第三驱动组件，所述第三驱动组件用于驱动所述叶片转动至除冰角度，其中，所述第三驱动组件包括：

10.一种风力发电机，其特征在于，所述风力发电机包括叶片和除冰装置，所述除冰装置为根据权利要求1-9中任一项所述的风力发电机叶片除冰装置。

技术总结
本公开涉及一种风力发电机叶片的除冰装置和风力发电机，其中的除冰装置包括：接触杆，用于弹性地侧向接触于待除冰叶片；第一驱动组件，能够沿叶片的长度方向驱动接触杆运动；第二驱动组件，用于在叶片运动到预设位置时，驱动接触杆围绕叶片周向转动；第一位移传感器，用于检测接触杆沿叶片长度方向的第一位移信号L1；第二位移传感器，用于检测接触杆周向转动的位移信号，周向转动的位移信号包括第二位移信号L2和第三位移信号L3，第二位移信号L2为叶片周向尺寸，第三位移信号L3为周侧覆有冰层的叶片周向尺寸；除冰组件；控制器，用于接收第一位移信号L1和周向转动位移信号，并能够控制除冰组件的响应于第一位移信号L1的除冰时间。

技术研发人员：陈康乐,王海龙,邢海军,贺彦伟,刘欢,高飞,南景云,傅永安
受保护的技术使用者：国华能源投资有限公司
技术研发日：20230907
技术公布日：2024/3/24