一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，包括結(jié)冰解析單元、駐波除冰單元、行波防冰單元、振動頻率傳感單元及控制單元，結(jié)冰解析單元、駐波除冰單元、行波防冰單元、振動頻率傳感單元安裝在風(fēng)機葉片內(nèi)，結(jié)冰解析單元、駐波除冰單元、行波防冰單元、振動頻率傳感單元分別與控制單元連接。本實用新型能夠快速準(zhǔn)確確定風(fēng)機葉片結(jié)冰狀況；進而及時自動除去風(fēng)機葉片上的冰塊；且能夠自動進行防冰處理；防止了在風(fēng)機葉片上嚴(yán)重覆冰現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證了風(fēng)機的正常運行。
【專利說明】
一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機組一般安裝于風(fēng)資源豐富的高山及邊疆等濕寒地區(qū)，葉片結(jié)冰問題成為影響其安全運行的嚴(yán)重隱患之一。風(fēng)機葉片結(jié)冰導(dǎo)致葉片氣動外形改變是影響風(fēng)力機組安全可靠性的主要因素之一，槳葉大量覆冰時，風(fēng)力機組效率降低，機組輸出功率減少，有可能導(dǎo)致風(fēng)力機組非計劃停機，影響電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。嚴(yán)重覆冰時還將導(dǎo)致葉片折斷和機組損毀，同時旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下冰層脫落極易造成運營事故。根據(jù)全國風(fēng)電場裝機容量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，基中92.7%的機組處于易結(jié)冰區(qū)域，因此風(fēng)電葉片除凍防凍技術(shù)已成為我國大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電需要重點攻克的技術(shù)難關(guān)。
[0003]公開號為CN102562479A的發(fā)明專利批露了一種風(fēng)機葉片除冰系統(tǒng)及其方法，采用測溫傳感器、控制系統(tǒng)、抽風(fēng)機和加熱器組成的除冰組件構(gòu)成的除冰系統(tǒng)。該方法需要消耗大量電能來產(chǎn)生熱量，約占風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量的6%?12%。由于葉片耐溫性要求，熱力除冰系統(tǒng)常常周期性運行，存在覆冰積累和融冰再凍結(jié)現(xiàn)象，大塊冰脫離飛落也將給風(fēng)力機其余部件造成潛在危脅。而且該系統(tǒng)只有除冰效果，不能在節(jié)能的基礎(chǔ)上達到防冰效果。公開號為CN 202718816U的實用新型批露了一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，采用葉片迎風(fēng)面表面溫度檢測件和/或葉片背風(fēng)面溫度檢測件、葉片位置判斷組件等構(gòu)成的裝置。該裝置通過檢測葉片表面的溫度判斷是否結(jié)冰，此方法在空氣中水量較少的地區(qū)并不能完全判斷低溫條件下風(fēng)機葉片能否結(jié)冰現(xiàn)象，而且也是采用加熱的方法進行除冰，耗能大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能用較低的成本準(zhǔn)確判斷風(fēng)機葉片結(jié)冰，并自動進行除冰的一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，它主要包括結(jié)冰解析單元、駐波除冰單元、行波防冰單元、振動頻率傳感單元，控制單元，其特征在于:結(jié)冰解析單元、駐波除冰單元、行波防冰單元、振動頻率傳感單元安裝在風(fēng)機葉片內(nèi)，結(jié)冰解析單元、駐波除冰單元、行波防冰單元、振動頻率傳感單元分別與控制單元連接。
[0006]上述的風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置中，所述的結(jié)冰解析單元包括壓電陶瓷諧波激振器I和連線I;壓電陶瓷諧波激振器I安裝在葉片的內(nèi)側(cè)壁上，通過連線I與控制單元連接。
[0007]上述的風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置中，所述的駐波除冰單元包括壓電陶瓷諧波激振器Π和連線Π ;壓電陶瓷諧波激振器Π安裝在葉片的內(nèi)側(cè)壁上，通過連線Π與控制單元連接。
[0008]上述的風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置中，所述的行波防冰單元包括壓電陶瓷諧波消能器、連線m;所述的壓電陶瓷諧波消能器安裝在葉片的內(nèi)側(cè)壁上，通過連線m與控制單元連接。
[0009]上述的風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置中，所述的振動頻率傳感單元包括加速度傳感器和連線IV ；所述的加速度傳感器安裝在葉片的內(nèi)側(cè)壁上，通過連線IV與控制單元連接。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0011]本實用新型采用結(jié)冰解析單元、駐波除冰單元、行波防冰單元、振動頻率傳感單元和控制單元等聯(lián)合控制進行風(fēng)機葉片自動防冰除冰，克服了在節(jié)能條件下不能自動防冰的缺陷，本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有:
[0012]I)本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，安裝方便的優(yōu)點；
[0013]2)本實用新型能夠快速準(zhǔn)確確定風(fēng)機葉片結(jié)冰狀況;進而及時自動除去風(fēng)機葉片上的冰塊;且能夠自動進行防冰處理;防止了在風(fēng)機葉片上嚴(yán)重覆冰現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證了風(fēng)機的正常運行。
[0014]3)本實用新型采用駐波除冰，節(jié)能。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的原理框圖。
[0016]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)布局示意圖。
[0017]圖中所示標(biāo)記如下:I一結(jié)冰解析單元、2—駐波除冰單元、3—行波防冰單元、4一振動頻率傳感單元、5—控制單元、6—風(fēng)機葉片、7—壓電陶瓷諧波激振器1、8—連線1、9一壓電陶瓷諧波激振器Π、10—連線Π、11 一連線ΙΠ、12—壓電陶瓷諧波消能器、13—加速度傳感器、14一連線IV。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。
[0019]本實用新型的核心是提供一種用于風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，其能夠準(zhǔn)確的檢測和判斷出葉片結(jié)冰情況，并能及時自動除冰，最后在節(jié)能的情況下自行防冰處理，具有較高的檢測除冰防冰的可靠性。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖1和附圖2及具體實施方法對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。
[0020]如圖1所示，本實用新型包括結(jié)冰解析單元1、駐波除冰單元2、行波防冰單元3、振動頻率傳感單元4，控制單元5，其特征在于:結(jié)冰解析單元1、駐波除冰單元2、行波防冰單元
3、振動頻率傳感單元4安裝在風(fēng)機葉片6內(nèi)，結(jié)冰解析單元1、駐波除冰單元2、行波防冰單元
3、振動頻率傳感單元4分別與控制單元5連接。
[0021]如圖2所示，所述的結(jié)冰解析單元I包括壓電陶瓷諧波激振器I 7和連線18，壓電陶瓷諧波激振器I 7安裝在葉片6內(nèi)，通過連線18與控制單元5連接。所述的駐波除冰單元2包括壓電陶瓷諧波激振器Π 9和連線Π 10，壓電陶瓷諧波激振器Π 9安裝在葉片6內(nèi)，通過連線Π 10與控制單元5連接。所述的行波防冰單元3包括壓電陶瓷諧波消能器12、連線m 11，所述的壓電陶瓷諧波消能器12安裝在葉片6內(nèi)，通過連線m 11與控制單元5連接。所述的振動頻率傳感單元4包括加速度傳感器13和連線IV 14，所述的加速度傳感器13安裝在葉片6內(nèi)，通過連線IV 14與控制單元5連接。壓電陶瓷諧波激振器I 7、壓電陶瓷諧波激振器Π 9、壓電陶瓷諧波消能器12及加速度傳感器13安裝在葉片6的內(nèi)側(cè)壁上;位于風(fēng)機葉片6的最大截面處。
[0022]本實用新型的風(fēng)機葉片自動防冰除冰方法，包括如下步驟:
[0023]I)在風(fēng)機葉片6未結(jié)冰條件下，控制單元5每隔一段時間發(fā)出電信號啟動一次結(jié)冰解析單元I，通過連線18，壓電陶瓷諧波激振器I 7激振風(fēng)機葉片6，使風(fēng)機葉片6產(chǎn)生振動。此時，振動頻率傳感單元4的加速度傳感器13通過連線14將風(fēng)機葉片6的振動頻率數(shù)值傳輸?shù)娇刂茊卧?，與控制單元5里存儲的風(fēng)機葉片6固有頻率數(shù)值相比較，超出一定數(shù)值時，則確定風(fēng)機葉片6結(jié)冰，進行下一步驟，否則，繼續(xù)該步驟。
[0024]2)判斷風(fēng)機葉片6已結(jié)冰時，控制單元5控制啟動駐波除冰單元2，通過連線18，壓電陶瓷諧波激振器I 7諧波激振風(fēng)機葉片6，使風(fēng)機葉片6諧波振動，同時控制單元5通過連線Π 10發(fā)出電信號，壓電陶瓷諧波激振器Π 9以同樣頻率，同樣振幅的諧波激振風(fēng)機葉片6，使風(fēng)機葉片6諧波振動，這兩諧波形成駐波，對附在風(fēng)機葉片6上的冰塊作用剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，使冰塊破碎脫落，達到除冰效果。
[0025]3)駐波除冰單元2工作一段時間后，控制單元5控制啟動結(jié)冰解析單元I，執(zhí)行步驟1)，判斷是否結(jié)冰;是，則重復(fù)步驟2)，否，控制單元5則啟動行波防冰單元3，通過連線18，壓電陶瓷諧波激振器I 7諧波激振風(fēng)機葉片6，使風(fēng)機葉片6諧波振動，此時壓電陶瓷諧波消能器12隨著諧波振動變形消能，產(chǎn)生行波效應(yīng)，使風(fēng)機葉片6上的沾附的水滴作橢圓運動而無法停在風(fēng)機葉片6上結(jié)冰，在重力的作用下自行掉落，達到節(jié)能防冰效果。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，包括結(jié)冰解析單元(I)、駐波除冰單元(2)、行波防冰單元(3)、振動頻率傳感單元(4)及控制單元(5)，其特征在于:結(jié)冰解析單元(I)、駐波除冰單元(2)、行波防冰單元(3)、振動頻率傳感單元(4)安裝在風(fēng)機葉片(6)內(nèi)，結(jié)冰解析單元(1)、駐波除冰單元(2)、行波防冰單元(3)、振動頻率傳感單元(4)分別與控制單元(5)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，其特征在于:所述的結(jié)冰解析單元(I)包括壓電陶瓷諧波激振器1(7)和連線1(8);壓電陶瓷諧波激振器1(7)安裝在葉片(6)的內(nèi)側(cè)壁上，通過連線I(8)與控制單元(5)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，其特征在于:所述的駐波除冰單元(2)包括壓電陶瓷諧波激振器Π (9)和連線Π (10);壓電陶瓷諧波激振器Π (9)安裝在葉片(6)的內(nèi)側(cè)壁上，通過連線Π (10)與控制單元(5)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，其特征在于:所述的行波防冰單元(3)包括壓電陶瓷諧波消能器(12)、連線m(ll);所述的壓電陶瓷諧波消能器(12)安裝在葉片(6)的內(nèi)側(cè)壁上，通過連線ΙΠ(11)與控制單元(5)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)機葉片自動防冰除冰裝置，其特征在于:所述的振動頻率傳感單元(4)包括加速度傳感器(13)和連線IV(14);所述的加速度傳感器(13)安裝在葉片(6)的內(nèi)側(cè)壁上，通過連線IV (14)與控制單元(5)連接。
【文檔編號】F03D80/40GK205677768SQ201620524754
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201620524754.1, CN 201620524754, CN 205677768 U, CN 205677768U, CN-U-205677768, CN201620524754, CN201620524754.1, CN205677768 U, CN205677768U
【發(fā)明人】沈意平, 王送來, 朱廣輝, 賓光富, 李學(xué)軍, 石宗金
【申請人】湖南科技大學(xué)