風力發電機應對強風的輔助系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風力發電機應對強風的輔助系統。
【背景技術】
[0002]目前，在設計風機時，都要保證風機受到的最大風荷載小于風機的設計載荷/極限載荷，以避免風機在遭遇強風(包括臺風、龍卷風等)時被損壞。為保證風機在強風中的安全，現有風機設計全部采用被動的方式一一減少葉片長度以減小受風面或增強風機結構提升抵抗極限載荷能力，但這些方法都犧牲風電機組發電量并增加設備和基礎結構的投資，并且在應對超設計標準強風時，風機整體安全性處于失控狀態。
【發明內容】
[0003]基于此，本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種風力發電機應對強風的輔助系統，它能使風力發電機在面對強風時具有更靈活的應對方式，也能提升風力發電機應對強風的能力并提升安全系數。
[0004]其技術方案如下:
[0005]一種風力發電機應對強風的輔助系統，其中風力發電機包括輪轂、多塊葉片和制動器，葉片與輪轂相連，制動器用于使葉片變槳或輪轂減速，其特征在于，該系統包括用于使葉片斷裂的搗毀裝置、用于測量葉片上應力情況的應力傳感器和控制器，搗毀裝置、應力傳感器都設置在風力發電機葉片上并分別與控制器電性連接或電訊聯接，控制器通過與風力發電機的控制主機電性連接，控制器上設有報警器。
[0006]優選的，所述葉片數量為兩至三塊，每塊葉片上都包括多個用于設置所述搗毀裝置的預設位置。
[0007]優選的，所述預設位置的范圍為在所述葉片上距離所述輪轂的1/10處至最遠的末端。
[0008]優選的，所述預設位置為所述葉片上的橫截面較小處。
[0009]優選的，所述控制器上還設有警示燈和顯示器，警示燈與所述報警器相對應。
[0010]下面對前述技術方案的優點或原理進行說明:
[0011]上述風力發電機應對強風的輔助系統，通過控制器與風力發電機的控制主機聯通而獲取風力發電機上的輪轂運轉信息、制動器信息通過應力傳感器獲取風力發電機葉片上的應力信息。若輪轂運轉信息顯示輪轂轉速及載荷達到或超過了其預警值，或者制動器信息顯示制動器失靈，或者風速信息顯示風速達到或超過了其預警值，或者應力信息顯示葉片載荷達到或超過了其預警值，控制器都會控制報警器進行報警，工作人員在聽到警報或看到警示燈后，再通過強風的其他數據情況而決定是否要通過控制器啟動搗毀裝置。若啟動搗毀裝置將葉片搗毀，失去葉片的風力發電機與風的接觸面積大大減小，從而極大地減小了風對風力發電機的作用力，便極大地提升了該風力發電機的安全系數，待強風過去，更換新的葉片即可。若通過分析發現無需啟動搗毀裝置，便無需破壞葉片。從而既能使風力發電機在面對強風時具有更靈活的應對方式，也能提升風力發電機應對強風的能力并提升安全系數。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例所述的風力發電機應對強風的輔助系統的結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型實施例所述的風力發電機應對強風的輔助系統的原理示意圖；
[0014]附圖標記說明:
[0015]10、控制器，11、搗毀裝置，12、應力傳感器，20、風力發電機，21、葉片，22、輪轂，23、
風力發電機的控制主機。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明:
[0017]如圖1-2所示，為一種風力發電機應對強風的輔助系統，其中風力發電機20包括輪轂22、多塊葉片21和制動器，葉片21與輪轂22相連，制動器與輪轂22相連用于使葉片變槳(使葉片轉向以調整受風面)或輪轂22減速，該系統包括用于使葉片21斷裂的搗毀裝置11、用于測量葉片21上應力情況的應力傳感器12和控制器10，搗毀裝置11、應力傳感器12都設置在風力發電機葉片21上并分別與控制器10電性連接或電訊聯接，控制器10通過與風力發電機的控制主機23電性連接獲取輪轂22運轉信息、制動器信息及風速信息，控制器10上設有報警器。
[0018]本實施例中，葉片21數量為三塊，在每塊葉片21上都包括多個用于設置所述搗毀裝置11的預設位置，該預設位置的設置范圍為在葉片21上距離輪轂22的1/10處至最遠的末端，搗毀裝置11在葉片21上的位置會依據當地環境情況而定，另外，三塊葉片21上的搗毀裝置11也未必會在同一個預定位置。這能保障葉片21被搗毀斷裂后其斷裂的部分在掉落時不會損傷到風力發電機20 (三塊葉片在被搗毀的那一刻所處位置各不相同)。另外，控制器上還設有警示燈和用于顯示信息的顯示器，警示燈與報警器相對應。
[0019]一種用于風力發電機應對強風的方法，包括如下步驟:
[0020]控制器10通過風力發電機的控制主機23獲取風力發電機20上的輪轂22運轉信息、制動器信息，通過應力傳感器12獲取風力發電機葉片21上的應力信息，并能通過控制器10上的顯示器顯示出來；
[0021]控制器10將獲取的輪轂22運轉信息與內部預設的輪轂22轉速及載荷的預警值進行對比、將獲取的制動器信息進行分析判斷其運行是否失靈、將獲取的風速信息與內部預設的風速的預警值進行對比，將獲取的應力信息與內部預設的葉片21載荷的預警值進行對比；
[0022]若輪轂22運轉信息顯示輪轂22轉速及載荷達到或超過了其預警值，或者制動器信息顯示制動器失靈，或者風速信息顯示風速達到或超過了其預警值，或者應力信息顯示葉片21載荷達到或超過了預警值，控制器10都會控制報警器進行報警，同時也會啟動警示燈進行警示；
[0023]工作人員在聽到警報或看到警示燈后，再通過強風的其他數據情況而決定是否要通過控制器10啟動各葉片21上的搗毀裝置11。另外，當上述的輪轂22運轉信息、制動器信息、風速信息、應力信息同時都顯示超出預警值或失靈時，控制器10則自動啟動搗毀裝置11使葉片21在預設位置處斷裂。
[0024]通過上述的風力發電機應對強風的輔助系統，風力發電機20在面對強風時具有更靈活的應對方式，如果強風的破壞力確實太大，綜合各方面數據也發現會對風力發電機20造成損壞，便可啟動搗毀裝置11將葉片21搗毀，失去葉片21的風力發電機20與風的接觸面積大大減小，從而極大地減小了風對風力發電機20的作用力，便極大地提升了該風力發電機20的安全系數，待強風過去，更換新的葉片21即可；若通過分析發現無需啟動搗毀裝置11，便無需破壞葉片21。因此，對于現有風力發電機，該輔助系統能夠極大地提升他們應對強風的能力；對于新型風機的設計，可以不用為了提升在強風中的安全系數而減少葉片21長度減小受風面，這便保障了風力發電機的發電效能，也可以不用為了提升抵抗極限載荷而研發增強風機結構，這便節約了投資成本。從而更利于風力發電機的建造和推廣。
[0025]以上所述實施例僅表達了本實用新型的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，例如，將控制器10進行分機設置、或將控制器10并入風能發電機的控制系統23中等，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種風力發電機應對強風的輔助系統，其中風力發電機包括輪轂、多塊葉片和制動器，葉片與輪轂相連，制動器用于使葉片變槳或輪轂減速，其特征在于，該系統包括用于使葉片斷裂的搗毀裝置、用于測量葉片上應力情況的應力傳感器和控制器，搗毀裝置、應力傳感器都設置在風力發電機葉片上并分別與控制器電性連接或電訊聯接，控制器通過與風力發電機的控制主機電性連接，控制器上設有報警器。
2.根據權利要求1所述的風力發電機應對強風的輔助系統，其特征在于，所述葉片數量為兩至三塊，每塊葉片上都包括多個用于設置所述搗毀裝置的預設位置。
3.根據權利要求2所述的風力發電機應對強風的輔助系統，其特征在于，所述預設位置的設置范圍為在所述葉片上距離所述輪轂的1/10處至最遠的末端。
4.根據權利要求2所述的風力發電機應對強風的輔助系統，其特征在于，所述預設位置為所述葉片上的橫截面較小處。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的風力發電機應對強風的輔助系統，其特征在于，所述控制器上還設有警示燈和顯示器，警示燈與所述報警器相對應。
【專利摘要】本實用新型公開了一種風力發電機應對強風的輔助系統，風力發電機包括輪轂、多塊葉片和制動器，葉片與輪轂相連，制動器用于使葉片變槳或輪轂減速，該系統包括用于使葉片斷裂的搗毀裝置、用于測量葉片上應力情況的應力傳感器和控制器，搗毀裝置、應力傳感器都設置在風力發電機葉片上并分別與控制器電性連接或電訊聯接，控制器通過與風力發電機的控制主機電性連接，控制器上設有報警器。它能使風力發電機在面對強風時具有更靈活的應對方式，也能提升風力發電機應對強風的能力并提升安全系數。
【IPC分類】F03D7-00, F03D11-00
【公開號】CN204402760
【申請號】CN201520012687
【發明人】周冰, 徐龍博
【申請人】中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月7日