申请/专利权人：福建金风科技有限公司

申请日：2018-12-29

公开（公告）日：2020-11-24

公开（公告）号：CN109611293B

主分类号：F03D80/60(20160101)

分类号：F03D80/60(20160101);F03D7/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.24#授权;2020.02.14#实质审查的生效;2019.04.12#公开

摘要：本发明提供一种散热器控制系统、散热器组件及控制方法和风力发电机组。该散热器控制系统包括驱动单元，驱动单元用于驱动可转动地安装在风力发电机组的机舱罩上的散热器旋转，从而调整散热器的迎风面积。本发明能够减小散热器与风之间的接触面积，使设置在机舱罩上的散热器能够抵抗台风，不被台风破坏。

主权项：1.一种散热器控制系统，其特征在于，所述散热器控制系统包括驱动单元和控制单元9，所述驱动单元用于驱动可转动地安装在风力发电机组的机舱罩13上的散热器1旋转，从而调整所述散热器1的迎风面积，所述控制单元9用于根据测量的风速确定是否需要调整所述散热器1的朝向，并且在所述风速超过预定值时，根据测量的风向，控制所述驱动单元来使所述散热器1旋转，从而调整所述散热器1的迎风面积。

全文数据：散热器控制系统、散热器组件及控制方法和风力发电机组技术领域本发明涉及风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种散热器控制系统、散热器组件、包括该散热器组件的风力发电机组以及用于控制散热器组件的方法。背景技术对于未来海上风力发电机组，为了减少风力发电机组的安装成本，减少占海面积，单台海上风力电机组容量逐渐增大，未来大兆瓦机组例如，8MW、10MW机组将成为海上风力发电机组的主流。在设计大兆瓦机组时，机组内变流散热器越来越集成化，同时将电气柜体布置到机舱内，而变流散热器布置在机舱顶部。在沿海地区，风电场经常会受到台风的干扰，布置在机舱顶部的变流散热器迎风面积较大，遇到较大的台风，变流散热器可能会被吹散，遭到台风破坏。发明内容针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种布置在机舱罩上且能够抵抗台风、不被台风破坏的散热器组件。根据本发明的一方面提供了一种散热器控制系统，该散热器控制系统包括驱动单元，驱动单元用于驱动可转动地安装在风力发电机组的机舱罩上的散热器旋转，从而调整散热器的迎风面积。可选地，散热器控制系统可以包括：测风单元，用于测量风速和风向；控制单元，用于根据测风单元测量的风速确定是否需要调整散热器的朝向，并且在风速超过预定值时，根据测风单元测量的风向，控制驱动单元来使散热器旋转，从而调整散热器的迎风面积。通过上述改进，可以实现散热器旋转的自动控制。可选地，驱动单元可以包括：蜗轮，与散热器固定连接；蜗杆，与蜗轮啮合；以及电机，用于驱动蜗杆旋转。可选地，驱动单元还可以包括轴承，轴承的动圈用于与蜗轮固定连接，轴承的定圈用于与机舱罩固定连接；散热器包括连接轴，连接轴与蜗轮固定连接；蜗轮上设置有夹紧机构，夹紧机构用于将连接轴夹紧在蜗轮上。可选地，驱动单元还可以包括轴承，散热器包括连接轴，轴承的动圈用于与连接轴固定连接，轴承的定圈用于与机舱罩固定连接；蜗轮套设在连接轴上；蜗轮上设置有夹紧机构，夹紧机构用于将连接轴夹紧在蜗轮上。可选地，驱动单元还可以包括轴承，轴承的动圈用于与散热器固定连接，轴承的定圈用于与机舱罩固定连接；蜗轮套设在轴承的动圈上，蜗轮上设置有夹紧机构，夹紧机构用于将轴承的动圈夹紧在蜗轮上。可选地，夹紧机构可以为三爪卡盘，蜗轮上开设有沿蜗轮的半径方向延伸的三个凹槽，三爪卡盘的活动卡爪设置在凹槽内并能够沿着蜗轮的径向向内的方向移动。可选地，蜗轮上可以开设有至少两个沿蜗轮的半径方向延伸的凹槽，夹紧机构可以包括：至少两个卡块，分别设置在至少两个凹槽中；至少两个驱动杆，与至少两个卡块一一对应地设置；以及驱动电机，用于驱动至少两个驱动杆沿蜗轮的半径方向移动，以驱动至少两个卡块沿着蜗轮的径向向内的方向移动。可选地，散热器控制系统还可以包括：手动控制单元，与控制单元连接，手动控制单元控制控制单元向电机发送启动和停止的命令，从而可以在散热器旋转的自动控制失灵，对散热器进行手动转动。可选地，散热器和驱动单元可以分别为多个，并且一一对应地设置，多个散热器在对应的驱动单元的驱动下能够相互独立地旋转。本发明的另一方面提供了一种散热器组件，该散热器组件包括散热器，散热器可转动地安装在风力发电机组的机舱罩上，散热器组件还包括如上所述的散热器控制系统。本发明的再一方面提供了一种风力发电机组，该风力发电机组包括如上所述的散热器组件。本发明的又一方面提供了一种用于控制散热器组件的方法，散热器组件包括可转动地安装在风力发电机组的机舱罩上的散热器以及用于驱动散热器转动的驱动单元，该方法包括：获取散热器处的风速和风向；根据风速确定是否需要调整散热器的朝向；当风速超过预定值时，根据风向控制驱动单元来驱动散热器旋转，从而调整散热器的迎风面积。可选地，驱动单元可以包括：蜗轮，与散热器固定连接；蜗杆，与蜗轮啮合；以及电机，用于驱动蜗杆旋转；夹紧机构，设置在蜗轮上，方法还可以包括：在驱动散热器旋转之前，驱动夹紧机构，将散热器夹紧在蜗轮上。与现有技术相比，本发明的有益效果包括能够减小散热器与风之间的接触面积，使设置在机舱罩上的散热器能够抵抗台风，不被台风破坏。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：图1是本发明示例性实施例的散热器组件安装在机舱罩上的示意图。图2是图1的另一角度的示意图。图3A是图1的又一角度的示意图。图3B是图3A的局部放大图。图4A是散热器被转动之后的示意图。图4B是图4A的局部放大图。附图标记说明：1、散热器，1a、连接轴，2、风向标，3、风速仪，4、蜗轮，5、驱动电机，6、卡块，7、蜗杆，8、电机，9、控制单元，10、手动控制单元，11、底座，12、凹槽，13、机舱罩。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明示例性实施例的散热器控制系统、散热器组件、具有该散热器组件的风力发电机组以及控制散热器组件的方法。将理解的是，术语第一、第二等的使用可以不指示顺序或者重要性，而是可以使用术语第一、第二等来将一个部件与另一个部件区分开。对于风力发电机组来说，可以通过变浆叶片使叶片的迎风面积达到最小，从而降低台风对风力发电机组的影响，但对于变流散热器来说，其本身迎风面积较大，在台风来临的时候，需要改变迎风面积，防止变流散热器被台风破坏。如图1和图2中所示，根据本发明示例性实施例的散热器控制系统包括驱动单元，驱动单元用于驱动可转动地安装在风力发电机组的机舱罩13上的散热器1旋转，从而调整散热器1的朝向。根据本发明示例性实施例，通过调整散热器1的朝向，可以减少散热器1的迎风面积，从而避免散热器1被台风破坏。散热器1可以为变流散热器，但散热器1不限于变流散热器，还可以是安装在风力发电机组机舱罩13上的其他外接散热器。根据本发明的实施例，散热器控制系统还可以包括测风单元和控制单元9。测风单元用于测量风速和风向。在实施例中，如图1中所示，测风单元可以包括布置在机舱罩13上并靠近散热器1的风速仪3和风向标2，风速仪3用于测量台风来临时散热器1处的风速，风向标2用于测量风向。控制单元9用于根据测风单元测量的风速确定是否需要调整散热器1的朝向，并且在风速超过预定值时，根据测风单元测量的风向，控制驱动单元来使散热器1旋转，从而调整散热器1的迎风面积。在本实施例中，如图2中所示，控制单元9布置在机舱内部。驱动单元可以包括蜗轮4、蜗杆7和电机8。蜗轮4与散热器1固定连接。蜗杆7与蜗轮4彼此啮合。电机8用于驱动蜗杆7旋转。在实施例中，散热器1的底部设置有连接轴1a，连接轴1a与蜗轮4固定连接。具体地，蜗轮4的中心可以设置有供连接轴1a插入的通孔，连接轴1a与该通孔可以过盈配合。但本发明不限于此，连接轴1a还可以直接焊接在蜗轮4上。另外，蜗轮4可以通过轴承图中未显示与机舱罩13可转动地连接。具体地，蜗轮4可以与轴承的动圈固定连接，轴承的定圈与机舱罩13固定连接。更具体地，机舱罩上固定有底座11，作为整个散热器1的支撑。轴承的定圈可以通过安装在底座11上而与机舱罩13相对固定。蜗杆7设置在蜗轮4的外周的一侧并与蜗轮4齿轮啮合。蜗杆7的一端与电机8连接。根据本发明的实施例，电机8可以驱动蜗杆7转动，蜗杆7的转动带动蜗轮4转动，蜗轮4的转动又带动散热器1转动。但本发明不限于此，还可以采用齿轮齿条、液压缸等其它传动方式来带动散热器1转动。优选地，驱动单元还可以包括夹紧机构，用于将散热器1夹紧在蜗轮4上。在本实施例中，夹紧机构设置在蜗轮4上，用于将散热器1底部的连接轴1a夹紧在蜗轮4上。在实施例中，如图3A至图4B中所示，蜗轮4上开设有至少两个沿蜗轮4的半径方向延伸的凹槽12，夹紧机构可以包括至少两个卡块6、驱动杆和驱动电机5。至少两个卡块6分别设置在至少两个凹槽12中。至少两个驱动杆与至少两个卡块6一一对应地设置。驱动电机5与驱动杆连接，用于驱动至少两个驱动杆沿蜗轮4的半径方向移动，以驱动至少两个卡块6沿着蜗轮4的径向向内的方向移动，从而通过卡块6夹紧散热器1，具体地，夹紧散热器1的连接轴1a。在本实施例中，凹槽12、卡块6、驱动杆和驱动电机5的数量均为三个。三个凹槽12沿周向均匀布置在蜗轮4上。即，三个凹槽12相互之间呈120间夹角。每个凹槽12中设置有依次连接的卡块6、驱动杆和电机5。驱动杆可以为丝杆，也可以为伸缩杆，只要驱动杆能够在电机5的驱动下沿蜗轮4的径向推动卡块6夹紧散热器1即可。但本发明不限于此，夹紧机构还可以为三爪卡盘，蜗轮4上开设有沿蜗轮4的半径方向延伸的三个凹槽12，三爪卡盘的三个活动卡爪分别设置在三个凹槽12内，并能够沿蜗轮4的径向向内的方向移动，从而将散热器1的底部夹紧。在上述实施例中，蜗轮4与散热器1的连接轴1a固定连接，并通过轴承与机舱罩13可转动地连接，夹紧机构将连接轴1a夹紧在蜗轮4上，从而加强散热器1与蜗轮4之间的连接，将蜗轮4的旋转驱动力稳定地传递给散热器1，并避免散热器1转动时散热器1与蜗轮4的连接处受过大的扭转力而被破坏。但本发明不限于此，在另一实施例中，驱动单元还可以包括轴承，散热器1与轴承的动圈固定连接，轴承的定圈与机舱罩13固定连接，蜗轮4套设在轴承的动圈上，夹紧机构设置在蜗轮4上并用于将轴承的动圈夹紧在蜗轮4上。在又一实施例中，散热器1的连接轴1a与轴承的动圈固定连接，轴承的定圈与机舱罩13固定连接，蜗轮4套设在散热器1的连接轴1a上，夹紧机构设置在蜗轮4上并用于将连接轴1a夹紧在蜗轮4上。如图1、图2、图3A和图4A中所示，在本实施例中，设置有四个散热器1、四个蜗轮4、四个蜗杆7和四个电机8。每个散热器1对应一个蜗轮4、一个蜗杆7以及一个电机8。每个电机8与蜗杆7连接。每个散热器1在对应的蜗轮4、蜗杆7和电机8的作用下的转动角度可以是相同的，也可以是不同的。但本发明不限于此，散热器1和驱动单元可以分别为多个，并且一一对应地设置，多个散热器1在对应的驱动单元的驱动下能够相互独立地旋转，旋转角度相同或者不同，从而可以单独地控制每个散热器1的转动。通过控制电机8来控制蜗杆7的转动角度和转动方向，从而能够控制蜗轮4的转动角度，进而控制散热器1的旋转角度和方向。根据本发明的实施例，还提供了一种散热器组件，该散热器组件可以包括散热器1以及如上描述的散热器控制系统。根据本发明的实施例，还提供了一种风力发电机组，该风力发电机组包括如上描述的散热器组件。此外，根据本发明的实施例，还提供了一种用于控制散热器组件的方法，该方法包括：获取散热器1处的风速和风向；根据风速确定是否需要调整散热器1的朝向；当风速超过预定值时，根据风向控制驱动单元来驱动散热器1旋转，从而调整散热器1的迎风面积。以下，将结合图1至图4B来描述根据本发明实施例的用于控制散热器组件的方法，其具体包括以下步骤：首先，利用风速仪3和风向标2测量台风来临时的风速和风向，并且风速仪3和风向标2的传感器将测得的风速和风向数据传输至控制单元9内。接着，控制单元9根据风速判断散热器1是否有必要转动以避开台风。当风速过高，例如，风速超过预设值时，判定需要转动散热器1。如果散热器1需要转动，则控制单元9输出两个执行信号。其中一个执行信号被反馈到驱动电机5，驱动电机5带动驱动杆驱动卡块6向夹紧散热器1的底部的方向运动，以将散热器1的底部夹紧。在散热器1的底部被夹紧之后，另一执行信号反馈到电机8，使电机8开始工作，电机8驱动蜗杆7转动，蜗杆7带动蜗轮4转动，蜗轮4带动散热器1转动。其中，电机8的工作行程是控制单元9根据台风的风向计算得到，使转动后的散热器1例如，如图4A中所示与台风的风向之间的接触面积最小。根据上述实施例，通过测风单元、控制单元9和驱动单元实现了散热器1的转动的自动控制，减少了散热器1的表面与台风的风向之间的接触面积，保证散热器1能够抵抗台风，不被台风破坏。但本发明不限于此，在上述自动控制转动的基础上，还可以设置手动控制单元10。手动控制单元10与控制单元9连接。在自动控制转动失灵时，操作人员可紧急操作手动控制单元10，对四个散热器1同时或单独进行手动转动。在这种情况下，通过手动控制单元10来控制散热器1的转动角度和方向，而控制单元9主要起到的作用是根据手动控制单元10的控制向电机8和或驱动电机5发送启动和停止的命令即可。手动控制单元10可以优选无线遥控装置。根据本发明的实施例，还可提供一种风力发电机组，其可包括如上所述的散热器组件。根据本发明的实施例，通过测风单元主动测量的风速和风向信号，反馈给控制单元，控制单元将执行信号反馈给驱动单元，驱动单元驱动散热器转动，从而减少散热器与台风之间的接触面积，保证散热器不被破坏；减少了后期散热器整体更换和维护的机率、时间和成本；提高了大兆瓦风力发电机组的可靠性。虽然已经参照上述实施例具体示出和描述了此公开，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的公开的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种改变。

权利要求：1.一种散热器控制系统，其特征在于，所述散热器控制系统包括驱动单元，所述驱动单元用于驱动可转动地安装在风力发电机组的机舱罩13上的散热器1旋转，从而调整所述散热器1的迎风面积。2.根据权利要求1所述的散热器控制系统，其特征在于，所述散热器控制系统包括：测风单元，用于测量风速和风向；控制单元9，用于根据所述测风单元测量的风速确定是否需要调整所述散热器1的朝向，并且在所述风速超过预定值时，根据所述测风单元测量的风向，控制所述驱动单元来使所述散热器1旋转，从而调整所述散热器1的迎风面积。3.如权利要求1所述的散热器控制系统，其特征在于，所述驱动单元包括：蜗轮4，与所述散热器1固定连接；蜗杆7，与所述蜗轮4啮合；以及电机8，用于驱动所述蜗杆7旋转。4.如权利要求3所述的散热器控制系统，其特征在于，所述驱动单元还包括轴承，所述轴承的动圈用于与所述蜗轮4固定连接，所述轴承的定圈用于与所述机舱罩13固定连接；所述散热器1包括连接轴1a，所述连接轴1a与所述蜗轮4固定连接；所述蜗轮4上设置有夹紧机构，所述夹紧机构用于将所述连接轴1a夹紧在所述蜗轮4上。5.如权利要求3所述的散热器控制系统，其特征在于，所述驱动单元还包括轴承，所述散热器1包括连接轴1a，所述轴承的动圈用于与所述连接轴1a固定连接，所述轴承的定圈用于与所述机舱罩13固定连接；所述蜗轮4套设在所述连接轴1a上；所述蜗轮4上设置有夹紧机构，所述夹紧机构用于将所述连接轴1a夹紧在所述蜗轮4上。6.如权利要求3所述的散热器控制系统，其特征在于，所述驱动单元还包括轴承，所述轴承的动圈用于与所述散热器1固定连接，所述轴承的定圈用于与所述机舱罩13固定连接；所述蜗轮4套设在所述轴承的动圈上，所述蜗轮4上设置有夹紧机构，所述夹紧机构用于将所述轴承的动圈夹紧在所述蜗轮4上。7.如权利要求4-6中任一项所述的散热器控制系统，其特征在于，所述夹紧机构为三爪卡盘，所述蜗轮4上开设有沿所述蜗轮4的半径方向延伸的三个凹槽12，所述三爪卡盘的活动卡爪设置在所述凹槽12内并能够沿着所述蜗轮4的径向向内的方向移动。8.如权利要求4-6中任一项所述的散热器控制系统，其特征在于，所述蜗轮4上开设有至少两个沿所述蜗轮4的半径方向延伸的凹槽12，所述夹紧机构包括：至少两个卡块6，分别设置在所述至少两个凹槽12中；至少两个驱动杆，与所述至少两个卡块6一一对应地设置；以及驱动电机5，用于驱动所述至少两个驱动杆沿所述蜗轮4的半径方向移动，以驱动所述至少两个卡块6沿着所述蜗轮4的径向向内的方向移动。9.如权利要求3中所述的散热器控制系统，其特征在于，所述散热器控制系统还包括：手动控制单元10，与所述控制单元9连接，所述手动控制单元10控制所述控制单元9向所述电机8发送启动和停止的命令。10.如权利要求1中所述的散热器控制系统，其特征在于，所述散热器1和所述驱动单元分别为多个，并且一一对应地设置，多个所述散热器1在对应的所述驱动单元的驱动下能够相互独立地旋转。11.一种散热器组件，所述散热器组件包括散热器1，其特征在于，所述散热器1可转动地安装在风力发电机组的机舱罩13上，所述散热器组件还包括如权利要求1至10中任一项所述的散热器控制系统。12.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求11中所述的散热器组件。13.一种用于控制散热器组件的方法，其特征在于，所述散热器组件包括可转动地安装在风力发电机组的机舱罩上的散热器1以及用于驱动所述散热器1转动的驱动单元，所述方法包括：获取散热器1处的风速和风向；根据所述风速确定是否需要调整所述散热器1的朝向；当所述风速超过预定值时，根据所述风向控制所述驱动单元来驱动所述散热器1旋转，从而调整所述散热器1的迎风面积。14.如权利要求13所述的用于控制散热器组件的方法，其特征在于，所述驱动单元包括：蜗轮4，与所述散热器1固定连接；蜗杆7，与所述蜗轮4啮合；以及电机8，用于驱动所述蜗杆7旋转；夹紧机构，设置在所述蜗轮4上，所述方法还包括：在驱动所述散热器1旋转之前，驱动所述夹紧机构，将所述散热器1夹紧在所述蜗轮4上。

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