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原文传递一种风电机组助爬器的遥控控制系统及遥控控制方法

专利名称：	一种风电机组助爬器的遥控控制系统及遥控控制方法
摘要：	一种风电机组助爬器的遥控控制系统及遥控控制方法，助爬器包括有变速箱箱体、前电机箱箱体和后电机箱箱体。遥控控制系统中，变频器、红外接收单元、电机调速单元、电机自锁控制单元、过载检测单元、蜂鸣警示单元均设置于顶部的助爬器中；红外发送单元位于攀爬人员的操作手柄中。风电机组助爬器内部组件更加紧凑，缩小助爬器的整体尺寸，安全性、可靠性、工作效率大大提高。遥控控制系统解决助爬器启动后无法进行变速调节的问题；解决助爬器没有远程遥控系统的问题；解决助爬器由于负载过大，导致助爬器电机烧毁发生坠落风险的问题；解决助爬器没有相对应的报警系统的问题，遥控控制系统设置有蜂鸣警示单元。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	新疆;65
申请人：	鲁能新能源(集团)有限公司新疆分公司
发明人：	刘志伟;于昌水;段心辰;马祺;刘鑫;常佳;马宁;常智;王政;赵文杰;王树屹
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910155189.4
公开号：	CN109775596A
代理机构：	山东博睿律师事务所
代理人：	丁波
分类号：	B66D1/46(2006.01);B;B66;B66D;B66D1
申请人地址：	830000 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市天山区新华南路160号万国大厦A12
主权项：	1.一种风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，包括有风电机组助爬器和遥控控制系统；所述助爬器包括有变速箱箱体（7）、前电机箱箱体（8）和后电机箱箱体（12）；所述后电机箱箱体（12）的内部设有呈M形的电机轴支座，电机轴支座的中心设有通孔，通孔内部贯穿设有电机轴（23）；电机轴（23）的尾端经由紧固螺钉（15）连接有电机制动盘（14），电机轴（23）的后部经由深沟球轴承A（13）安装于电机轴支座的通孔处；制动盘（14）的边缘外端内侧安装有动制动片（16）、后电机箱箱体（12）的边缘外端外侧安装有静制动片（17），所述动制动片（16）和所述静制动片（17）相互配合使用，对电机轴（23）进行制动锁紧；所述前电机箱箱体（8）的内部设有锥形电机定子（9）和锥形电机转子（10），锥形电机转子（10）紧固外套于电机轴（23）的中部外侧；所述电机轴（23）的前部外侧分别经由深沟球轴承B（18）和深沟球轴承C（21）安装固定于前电机箱箱体（8）的前部；所述电机轴（23）的前端经由联轴器（24）连接于高速齿轮轴（2）的输入端，高速齿轮轴（2）的左端和右端分别经由深沟球轴承D（1）固定安装；高速齿轮轴（2）的输出端安装有齿轮、且外啮合于传动齿轮（28），传动齿轮（28）内部套有传动齿轮轴（27），传动齿轮轴（27）的左端和右端分别经由角接触球轴承A（29）和角接触球轴承B（26）固定安装；传动齿轮轴（27）的右端输出端内啮合于低速齿轮（5），低速齿轮（5）的内部间隙套有高速齿轮轴（2），低速齿轮（5）的左端和右端分别经由深沟球轴承E（4）和深沟球轴承F（6）固定安装于变速箱箱盖（3）和变速箱箱体（7）内部；低速齿轮（5）的中部经由深沟球轴承G固定安装于变速箱箱盖（3）和变速箱箱体（7）内部；低速齿轮（5）的输出端通过锁紧螺钉连接于钢丝绳套筒（25），钢丝绳套筒（25）的内部通过锁紧螺钉连接于连接套筒（22），连接套筒（22）的后部安装有预紧套筒（20）；所述遥控控制系统包括有变频器、红外发送单元、红外接收单元、电机调速单元、电机自锁控制单元、过载检测单元、蜂鸣警示单元；其中，变频器、红外接收单元、电机调速单元、电机自锁控制单元、过载检测单元、蜂鸣警示单元均设置于顶部的助爬器中；所述红外发送单元位于攀爬人员的操作手柄中；所述红外信号收发装置包括有红外发送单元和红外接收单元；所述红外发送单元内部设置有按键电路、单片机和红外发射电路；所述红外接收单元内部设置有红外接收电路、单片机和电机驱动电路；所述红外发送单元产生并发送红外遥控信号，所述红外接收单元接收红外遥控信号、并经由电机驱动电路和变频器来控制助爬器的电机工作频率。 2.根据权利要求1所述的风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，其传动关系为：电机轴（23）→联轴器（24）→高速齿轮轴（2）→传动齿轮（28）→传动齿轮轴（27）→低速齿轮（5）→钢丝绳套筒（25）。 3.根据权利要求1所述的风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，所述变频器与所述助爬器的电机相连接、用于调节所述电机的频率以调节所述电机的输出扭矩；所述变频器控制所述电机的锥形电机定子（9）三相绕组产生交流电压，在所述电机气隙内产生交替作用的正向旋转磁场和反向旋转磁场，进而驱动锥形电机转子（10）带动电机轴（23）转动。 4.根据权利要求1所述的风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，所述红外发送单元中，单片机的型号为AT89C2051，单片机的RESET复位引脚连接于复位电路；TXD引脚连接于红外发射电路；XTAL1引脚和XTAL2引脚之间串联有石英晶体振荡器XTAL1，石英晶体振荡器XTAL1的两端串联有电容CAP4和电容CAP5，其中，电容CAP4和电容CAP5的节点处接地GND；所述复位电路中，电阻RES4和二极管D1并联，输入端连接于输入电流VCC，输出端设有两条支路，一条支路经由电容CAP3接地，另一条支路连接于RESET复位引脚；所述红外发射电路中，包括有串联连接的MC14001B的或非门U0A和或非门U0B、石英晶体振荡器XTAL0、串口发送控制门电路U0C和红外光发射管；其中，电容CAP0和电容CAP1均直接接地，电容CAP0串联连接或非门U0A、CAP1串联连接或非门U0B；电容CAP0和电容CAP1之间串联连接石英晶体振荡器XTAL0；或非门U0A和或非门U0B之间串联连接电阻RES1，或非门U0A和电阻RES1整体与石英晶体振荡器XTAL0并联连接，或非门U0A与电阻RES0并联连接；或非门U0B和单片机TXD引脚共同连接于串口发送控制门电路U0C，串口发送控制门电路U0C连接于红外光发射管；单片机AT89C2051的TXD引脚为‘0’时，红外光发射管发出红外光线信号，TXD引脚为‘1’时，红外光发射管停止发出红外光线信号；所述红外接收单元用于接收红外光线信号。 5.根据权利要求1所述的风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，所述红外接收单元中，设置有AT89C2051的IC2处理器，IC2处理器的引脚11经由发光二极管LED1连接于红外接收头的引脚1，IC2处理器的引脚6连接于红外接收头的引脚3，IC2处理器的复位键间接连接于红外接收头的引脚2；IC2处理器的引脚3经由电阻R6连接于三极管J1，三极管J1分别经由电阻R3和电阻R4连接于串口的引脚3和引脚1，串口的引脚2经由二极管D1、电阻R2、电容C4、电容C1连接于XTAL2键；串口的引脚4经由二极管D1、电阻R2、电容C4、电容C2连接于XTAL1键；XTAL2键和XTAL1键之间并联有石英晶体振荡器；串口的引脚5直接接地GND；红外接收头收集红外信号并将红外信号传送至IC2处理器，IC2处理器对红外信号进行解码，并从串口传送至助爬器；助爬器中预先设定控制程序，根据收到的解码信号做出相应的命令操作；所述红外接收单元工作时，所述发光二极管LED1开始闪烁；所述红外接收单元停止工作时，所述发光二极管LED1熄灭。 6.根据权利要求1所述的风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，所述助爬器设置有电机调速单元；所述电机调速单元包括有4518B处理器，所述4518B处理器的Q0引脚，一端连接于二极管后接地GND，另一端经由二极管连接于电阻R1，后连接于复合三级管VT；所述4518B处理器的Q1引脚，一端连接于二极管后接地GND，另一端经由二极管连接于电阻R2，后连接于复合三级管VT；所述4518B处理器的Q2引脚，一端连接于二极管后接地GND，另一端经由二极管连接于电阻R3，后连接于复合三级管VT；所述4518B处理器的Q3引脚，一端连接于二极管后接地GND，另一端经由二极管连接于电阻R4，后连接于复合三级管VT；复合三级管VT连接于三相电压VS低段，后并联于启动电阻R0；所述4518B处理器的顶部引脚和底部引脚并联稳压管DZ后与启动电阻R0并联连接；稳压管DZ连接于1N40074的引脚4，启动电阻R0连接于1N40074的引脚2，1N4007*4的引脚1和引脚3连接于助爬器的电机。 7.根据权利要求1所述的风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，所述助爬器设置有电机自锁控制单元；电机自锁控制单元中，助爬器的电机的U端、V端和W端分别经由热继电器FR连接于交流接触器KM，交流接触器KM分别经由熔断器KM连接于三相电源的L1、L2和L3；三相电源的L1和L2分别经由熔断器FU连接于自锁电路；所述自锁电路中，1号节点和2号节点之间设置有热继电器FR，2号节点和3号节点之间设置有停止按钮SB2，3号节点和4号节点之间设置有启动按钮SB1和交流接触器KM、且启动按钮SB1和交流接触器KM并联连接；4号节点和5号节点之间设置有交流接触器KM；所述自锁电路中，1号节点间接连接于三相电源的L1；5号节点间接连接于三相电源的L2。 8.根据权利要求1所述的风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，所述助爬器设置有过载检测单元，所述过载检测单元的输入端分别经由电阻组RX连接于两个并联连接的运算放大器IC1和运算放大器IC2，所述运算放大器IC1和运算放大器IC2组合使用用于比较显示载重量；所述运算放大器IC1和运算放大器IC2经由二极管D1和二极管D2后连接于电阻R5和电阻R6，电阻R6连接于BC547B三极管T1；所述运算放大器IC1经由电阻R4、发光二极管D3连接于BC547B三极管T1；所述电阻组RX包括有电阻R2和可调式电阻P1，所述电阻R2和可调式电阻P1为串联连接，所述电阻组RX为运算放大器IC1和运算放大器IC2提供参考电压设定功能。 9.根据权利要求1所述的风电机组助爬器的遥控控制系统，其特征在于，所述助爬器设置有蜂鸣警示单元；所述蜂鸣警示单元内部设有蜂鸣器，蜂鸣器并联于续流二极管D1；蜂鸣器的引脚2直接接地GND，引脚1经由限流电阻R2后连接于驱动三极管Q1，驱动三极管Q1经由电阻R1连接于输入电路；所述输入电路为蜂鸣警示单元提供低电平，经由三极管驱动和限流电阻R2的限流保护，续流二极管D1为蜂鸣器提供持续电流，蜂鸣器便会持续蜂鸣警示。 10.一种风电机组助爬器的遥控控制系统的遥控控制方法，其特征在于，包括有以下遥控控制操作步骤：步骤1：攀爬人员将塔高度输入操作手柄中，将攀爬人员和检修工具的荷载总重量输入操作手柄中，将预计攀爬时间输入操作手柄中；操作手柄中的处理器将塔高度、荷载总重量和攀爬时间分别转换成电子信号，红外发送单元将电子信号通过红外信号的形式发送；步骤2：红外接收单元接收红外信号，将塔高度和攀爬时间的电子信号发送至变频器和电机调速单元中，将荷载总重量电子信号发送至过载检测单元中；过载检测单元对荷载总重量进行监测，若荷载总重量大于额定荷载总重量，则过载检测单元产生超重警示信号，并将超重警示信号发送至蜂鸣警示单元中，蜂鸣警示单元收到超重警示信号后持续发出超重蜂鸣警示；若荷载总重量小于或等于额定荷载总重量，则变频器和电机调速单元根据塔高度和攀爬时间计算出最合适的电机转速，待执行；步骤3：攀爬人员按下操作手柄的启动按钮，助爬器开始工作，此时助爬器通过钢丝绳带动攀爬人员上行；上行过程中，通过操作手柄的慢行按钮、快行按钮和急停按钮来控制助爬器电机的工作状态；步骤4：攀爬人员按下慢行按钮或快行按钮后，操作手柄中的处理器将慢行信号和快行信号分别转换成电子信号，红外发送单元将电子信号通过红外信号的形式发送；红外接收单元接收红外信号，将慢行信号和快行信号发送至变频器和电机调速单元中，变频器和电机调速单元的4518B处理器根据慢行信号和快行信号对助爬器电机进行相适应控制；步骤5：攀爬人员按下急停按钮后，操作手柄中的处理器将急停信号转换成电子信号，红外发送单元将电子信号通过红外信号的形式发送；红外接收单元接收红外信号，将急停信号发送至电机自锁控制单元中，对助爬器电机锁定停止转动，此时攀爬人员即可悬停于适当塔的位置；步骤6：助爬器中设置有钢丝绳收卷长度的传感装置，攀爬人员待上行时，传感装置将钢丝绳收卷长度计为0m，即表示此时上行高度为0m；钢丝绳收卷长度每增加10m，表示此时上行高度增加10m；传感装置每累计10m的钢丝绳收卷长度，即向蜂鸣警示单元发送一个电信号，蜂鸣警示单元收到电信号后发出超重蜂鸣警示；步骤7：助爬器将攀爬人员助爬到塔顶端后，攀爬人员按下停止按钮，助爬器将钢丝绳收缩完毕后停止工作。
所属类别：	发明专利