一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，包括固定在葉片上的固定在葉片上的電熱融冰層和葉片監(jiān)測(cè)終端、設(shè)置于塔架底部的控制箱；其中所述葉片的ＳＳ面和ＰＳ面上分別設(shè)有獨(dú)立的葉片監(jiān)測(cè)終端，所述每一葉片監(jiān)測(cè)終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接所述控制箱；其中所述塔架底部設(shè)有塔架監(jiān)測(cè)終端。上述方案能夠通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境參數(shù)和葉片表面的溫度，并能夠通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動(dòng)進(jìn)行電熱融冰，以提高風(fēng)電機(jī)組的安全性。
【專利說(shuō)明】一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)前社會(huì)對(duì)能源的消耗，導(dǎo)致不可再生能源日益枯竭，因此可再生能源的利用一直是當(dāng)前人類社會(huì)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。在清潔能源中，尤其以風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電最為收到關(guān)注。據(jù)估計(jì)，地球上可用來(lái)發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍；而目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量只有風(fēng)力所能夠提供能量的三分之一。尤其在中國(guó)西部地廣人稀且常年風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，非常適合進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電因此。
[0003]現(xiàn)有的利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備稱為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括塔架、螺旋槳形狀的葉輪、發(fā)電機(jī)。其中螺旋槳形狀的葉輪在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)以將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)增速后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。其中葉輪是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要部件，它由至少兩只螺旋槳形的葉片組成(一般都采用3只葉片組成一個(gè)葉輪)。葉片要求材料強(qiáng)度高且重量輕，因此大多采用玻璃鋼或其他復(fù)合材料(如碳纖維)制造。但是由于氣候多變，特別是近幾年我國(guó)凍雨天氣增多危害嚴(yán)重，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的葉輪會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。葉片產(chǎn)生結(jié)冰造成的危害主要有:
[0004]1、葉片的物理外形由于結(jié)冰發(fā)生變化，使葉片受風(fēng)能力降低。而且葉片組的平衡受到破壞，葉片的重量增加，發(fā)電機(jī)組磨損增大，不僅影響發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量，而且對(duì)發(fā)電機(jī)組的壽命和安全造成很大影響。
[0005]2、葉片結(jié)冰使其增加葉片的重量，加大發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷，增加了發(fā)電機(jī)組的機(jī)械磨損。
[0006]目前消除葉片結(jié)冰通常采用的方法是:在葉片結(jié)冰到一定程度時(shí)停機(jī)除冰，而停機(jī)除冰又可以分為自然除冰和人工除冰。上述方法一是影響發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量；二是人工除冰時(shí)是依靠敲打葉片除冰，因此有可能會(huì)損壞設(shè)備。同時(shí)目前對(duì)于葉片是否結(jié)冰主要依靠天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，或是依靠人工巡視的方式。這樣導(dǎo)致最終結(jié)果不準(zhǔn)確，很容易對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片進(jìn)行融冰的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)。
[0008]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，包括固定在葉片上的電熱融冰層和葉片監(jiān)測(cè)終端、設(shè)置于塔架底部的控制箱；
[0009]其中所述葉片中空具有內(nèi)腔，且外表面覆蓋有內(nèi)蒙皮層和外蒙皮層，所述電熱融冰層設(shè)置于所述內(nèi)蒙皮層與外蒙皮層之間；所述電熱融冰層包括玻璃纖維布制成的襯底和預(yù)鋪設(shè)在所述襯底上的至少兩條沿所述葉片延伸風(fēng)向延伸的碳纖維發(fā)熱線，且所述葉片上的每一碳纖維發(fā)熱線都通過(guò)貫穿所述葉片本體的通孔連接伸入所述葉片內(nèi)腔里的供電線；所述供電線通過(guò)設(shè)置于所述葉輪與塔架連接處的滑環(huán)連接設(shè)置于塔架底部的控制箱；其中所述外蒙皮為玻璃纖維布層，且所述玻璃纖維布層的至少一個(gè)表面涂覆有環(huán)氧樹(shù)脂；其中所述葉片S S面和P S面上分別設(shè)有相互獨(dú)立的電熱融冰層，且供電線包括連接所述S S面上的電熱融冰層的第一供電線組、連接所述P S面上的電熱融冰層的第二供電線組；
[0010]其中所述葉片的S S面和P S面上分別設(shè)有獨(dú)立的葉片監(jiān)測(cè)終端，所述每一葉片監(jiān)測(cè)終端包括無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片、固定于所述葉片外表面以監(jiān)測(cè)葉片外表面溫度的第一溫度傳感器、固定于所述葉片內(nèi)腔的供電線上以監(jiān)測(cè)所述供電線的溫度的第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器都分別連接所述無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接所述控制箱；
[0011]其中所述控制箱包括主板，主板上設(shè)有遠(yuǎn)程控制芯片，所述遠(yuǎn)程控制芯片通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制端；其中所述遠(yuǎn)程控制芯片連接電熱融冰開(kāi)關(guān)電路，所述電熱融冰開(kāi)關(guān)電路分別連接為葉片進(jìn)行電熱融冰供電的供電線及外接供電電源；所述控制箱還包括控制箱無(wú)線傳輸芯片，所述控制箱無(wú)線傳輸芯片通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置于所述葉片上的葉片監(jiān)測(cè)終端，且所述遠(yuǎn)程控制芯片連接所述控制箱無(wú)線傳輸芯片。
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述控制箱上還設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述手動(dòng)開(kāi)關(guān)連接所述電熱融冰開(kāi)關(guān)電路。
[0013]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電熱融冰開(kāi)關(guān)電路為單輸入雙輸出開(kāi)關(guān)，其輸入端連接外接供電電源，兩個(gè)輸出端分別連接所述第一供電線組、第二供電線組。
[0014]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境參數(shù)和葉片表面的溫度，并能夠通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動(dòng)進(jìn)行電熱融冰，以提高風(fēng)電機(jī)組的安全性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]現(xiàn)有的每一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都包括塔架、螺旋槳形狀的轉(zhuǎn)子(葉輪)、發(fā)電機(jī)，其中葉輪設(shè)置于塔架頂端，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸與塔架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；而發(fā)電機(jī)設(shè)置于塔架底端。螺旋槳形狀的葉輪在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)以將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)增速后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提出了一種通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行電熱融冰的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示的，包括固定在葉片上的電熱融冰層和葉片監(jiān)測(cè)終端、設(shè)置于塔架底部的控制箱、設(shè)置于塔架底部的塔架監(jiān)測(cè)終端。
[0020]其中所述葉片中空具有內(nèi)腔，且外表面覆蓋有內(nèi)蒙皮層和外蒙皮層，所述電熱融冰層設(shè)置于所述內(nèi)蒙皮層與外蒙皮層之間；所述電熱融冰層包括玻璃纖維布制成的襯底和預(yù)鋪設(shè)在所述襯底上的至少兩條沿所述葉片延伸風(fēng)向延伸的碳纖維發(fā)熱線，且所述葉片上的每一碳纖維發(fā)熱線都通過(guò)貫穿所述葉片本體的通孔連接伸入所述葉片內(nèi)腔里的供電線；所述供電線通過(guò)設(shè)置于所述葉輪與塔架連接處的滑環(huán)連接設(shè)置于塔架底部的控制箱；其中所述外蒙皮為玻璃纖維布層，且所述玻璃纖維布層的至少一個(gè)表面涂覆有環(huán)氧樹(shù)脂；其中所述葉片S S面和P S面上分別設(shè)有相互獨(dú)立的電熱融冰層，且供電線包括連接所述S S面上的電熱融冰層的第一供電線組、連接所述P S面上的電熱融冰層的第二供電線組。
[0021]這是由于現(xiàn)有的葉片必然具有兩個(gè)表面:P S面和S S面。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員都可以理解，由于這兩個(gè)表面一個(gè)是迎風(fēng)一個(gè)背風(fēng)，因此必然會(huì)有一定的溫度差。采用兩個(gè)表面分別供電的方式，可以更為精確地控制葉片進(jìn)行融冰。
[0022]其中所述葉片的S S面和P S面上分別設(shè)有獨(dú)立的葉片監(jiān)測(cè)終端，所述每一葉片監(jiān)測(cè)終端包括無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片、固定于所述葉片外表面以監(jiān)測(cè)葉片外表面溫度的第一溫度傳感器、固定于所述葉片內(nèi)腔的供電線上以監(jiān)測(cè)所述供電線的溫度的第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器都分別連接所述無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接所述控制箱。
[0023]基于與前述相同的理由，對(duì)于S S面和P S面分別進(jìn)行溫度監(jiān)控可以更為準(zhǔn)確地獲知當(dāng)前葉片的工作狀態(tài)，以分別控制S S面和P S面上的電熱融冰層進(jìn)行工作，提高融冰的精確度。這樣可以防止出現(xiàn)迎風(fēng)面結(jié)冰而背風(fēng)面未結(jié)冰時(shí)造成的環(huán)境參數(shù)不準(zhǔn)確，延誤融冰進(jìn)程。
[0024]其中所述控制箱包括主板，主板上設(shè)有遠(yuǎn)程控制芯片、自動(dòng)控制芯片、控制箱無(wú)線傳輸芯片、控制箱有線傳輸芯片；其中所述遠(yuǎn)程控制芯片通過(guò)控制箱無(wú)線傳輸芯片連接遠(yuǎn)程控制端；其中所述自動(dòng)控制芯片通過(guò)控制箱無(wú)線傳輸芯片連接每一葉片監(jiān)測(cè)終端，并通過(guò)控制箱有線傳輸芯片連接所述塔架監(jiān)測(cè)終端；其中所述遠(yuǎn)程控制芯片、自動(dòng)控制芯片分別連接電熱融冰開(kāi)關(guān)電路，且所述電熱融冰開(kāi)關(guān)電路分別連接所述第一供電線組、第二供電線組及外接供電電源；所述遠(yuǎn)程控制芯片連接遠(yuǎn)端的控制端。其中，該電熱融冰開(kāi)關(guān)電路為單輸入雙輸出開(kāi)關(guān)，其輸入端連接外接供電電源，兩個(gè)輸出端分別連接第一供電線組、第二供電線組；且所述電熱融冰開(kāi)關(guān)電路可以將第一供電線組和/或第二供電線組與所述外接供電電源導(dǎo)通，以分別為第一供電線組或第二供電線組供電，或同時(shí)為第一供電線組和第二供電線組供電。
[0025]在本發(fā)明實(shí)施例中，控制箱可以包括遠(yuǎn)程控制芯片和/或自動(dòng)控制芯片。遠(yuǎn)程控制芯片和/或自動(dòng)控制芯能夠?qū)⑷~片表面的傳感器的參數(shù)、塔架底部的傳感器的參數(shù)傳送到遠(yuǎn)程控制端，這樣遠(yuǎn)程控制端可以同時(shí)監(jiān)控多個(gè)風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)，可以根據(jù)需要遠(yuǎn)程啟動(dòng)使得外接供電電源與第一供電線組和/或第二供電線組導(dǎo)通以對(duì)S S面和/或P S面進(jìn)行電熱融冰。同時(shí)自動(dòng)控制芯片可以根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)閾值和工作模式自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)S S面和/或P S面進(jìn)行電熱融冰，且自動(dòng)控制芯片可以在啟動(dòng)電熱融冰時(shí)發(fā)送信號(hào)通知遠(yuǎn)程控制端。其中，該控制箱可以實(shí)現(xiàn):顯示葉片P S面S S面的外表面溫度、顯示葉片的內(nèi)腔內(nèi)供電線的溫度、顯示當(dāng)前塔架外的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度。[0026]進(jìn)一步的，在所述控制箱上還設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述手動(dòng)開(kāi)關(guān)連接所述供電線及外接供電電源。這樣可以在數(shù)據(jù)傳輸故障且控制箱未能自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)融冰，防止設(shè)備在惡劣天氣下受損。
[0027]由于風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的特性，其葉片切風(fēng)面和葉片尾部更易結(jié)冰。因此可以將在葉片切風(fēng)面和葉片尾部的設(shè)置大功率的碳纖維發(fā)熱線，而在其他位置設(shè)置低功率的碳纖維發(fā)熱線。這樣既可以確保融冰效果，又可以降低功耗。具體的，設(shè)置于葉片切風(fēng)面和葉片尾部的碳纖維發(fā)熱線的功率為200 W，且其他位置的碳纖維發(fā)熱線的功率為100 W。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境參數(shù)和葉片表面的溫度，并能夠通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動(dòng)進(jìn)行電熱融冰，以提高風(fēng)電機(jī)組的安全性。
[0029]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，其特征在于，包括固定在葉片上的電熱融冰層和葉片監(jiān)測(cè)終端、設(shè)置于塔架底部的控制箱； 其中所述葉片中空具有內(nèi)腔，且外表面覆蓋有內(nèi)蒙皮層和外蒙皮層，所述電熱融冰層設(shè)置于所述內(nèi)蒙皮層與外蒙皮層之間；所述電熱融冰層包括玻璃纖維布制成的襯底和預(yù)鋪設(shè)在所述襯底上的至少兩條沿所述葉片延伸風(fēng)向延伸的碳纖維發(fā)熱線，且所述葉片上的每一碳纖維發(fā)熱線都通過(guò)貫穿所述葉片本體的通孔連接伸入所述葉片內(nèi)腔里的供電線；所述供電線通過(guò)設(shè)置于所述葉輪與塔架連接處的滑環(huán)連接設(shè)置于塔架底部的控制箱；其中所述外蒙皮為玻璃纖維布層，且所述玻璃纖維布層的至少一個(gè)表面涂覆有環(huán)氧樹(shù)脂；其中所述葉片S S面和P S面上分別設(shè)有相互獨(dú)立的電熱融冰層，且供電線包括連接所述S S面上的電熱融冰層的第一供電線組、連接所述P S面上的電熱融冰層的第二供電線組； 其中所述葉片的S S面和P S面上分別設(shè)有獨(dú)立的葉片監(jiān)測(cè)終端，所述每一葉片監(jiān)測(cè)終端包括無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片、固定于所述葉片外表面以監(jiān)測(cè)葉片外表面溫度的第一溫度傳感器、固定于所述葉片內(nèi)腔的供電線上以監(jiān)測(cè)所述供電線的溫度的第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器都分別連接所述無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接所述控制箱； 其中所述控制箱包括主板，主板上設(shè)有遠(yuǎn)程控制芯片，所述遠(yuǎn)程控制芯片通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制端；其中所述遠(yuǎn)程控制芯片連接電熱融冰開(kāi)關(guān)電路，所述電熱融冰開(kāi)關(guān)電路分別連接為葉片進(jìn)行電熱融冰供電的供電線及外接供電電源；所述控制箱還包括控制箱無(wú)線傳輸芯片，所述控制箱無(wú)線傳輸芯片通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置于所述葉片上的葉片監(jiān)測(cè)終端，且所述遠(yuǎn)程控制芯片連接所述控制箱無(wú)線傳輸芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱上還設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述手動(dòng)開(kāi)關(guān)連接所述電熱融冰開(kāi)關(guān)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電熱融冰開(kāi)關(guān)電路為單輸入雙輸出開(kāi)關(guān)，其輸入端連接外接供電電源，兩個(gè)輸出端分別連接所述第一供電線組、第二供電線組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置于葉片切風(fēng)面和葉片尾部的碳纖維發(fā)熱線的功率大于其他位置的碳纖維發(fā)熱線的功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電熱融冰無(wú)線控制系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置于葉片切風(fēng)面和葉片尾部的碳纖維發(fā)熱線的功率為200 W，且其他位置的碳纖維發(fā)熱線的功率為100 W。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK103807109SQ201410028507
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】李安民, 李獻(xiàn)波, 黃軍成, 劉中威 申請(qǐng)人:劉中威, 方雅全