[发明专利]一种风电塔自提升监测控制系统及其姿态控制方法

说明书

本申请涉及风电塔施工的领域，尤其是涉及一种风电塔自提升监测控制系统及其姿态控制方法。一种风电塔自提升监测控制系统，包括内塔筒提升装置、内塔筒监测装置、处理器、内塔筒调节装置；内塔筒提升装置，用于为内塔筒提供提升动力；内塔筒监测装置，监测内塔筒相对外塔筒的位置、竖直倾斜角度、水平扭转角度；处理器，获取内塔筒相对外塔筒的位置、竖直倾斜角度、水平扭转角度数据，并输出调节数据；内塔筒调节装置，根据调节数据调整内塔筒姿态至内塔筒和外塔筒的同轴度偏差、竖直倾斜角度偏差和扭转角度偏差小于各自的预设值。当内塔筒相对外塔筒的同轴度偏差、竖直倾斜角度偏差或扭转角度偏差超出预设值时，调节修正内塔筒的位置和姿态。

技术领域

本申请涉及风电塔施工的领域，尤其是涉及一种风电塔自提升监测控制系统及其姿态控制方法。

背景技术

目前，风电市场逐渐向中部和南部低风速地区偏移，这些地区年平均风速低、地表粗糙度大、低空区域湍流强度大，因此许多厂家开始尝试使用高塔筒方案提高发电量。

其中有一种自提升式风电塔，它可以摆脱对超大型吊车的依赖。该风电塔在高度较低时采用小型吊车将机舱和叶轮全部吊装完毕，然后采用液压千斤顶将内塔筒一点一点向上提升，直至达到最终设计高度。这种工艺虽然省去了吊装成本，但对提升的要求十分苛刻，其中内塔筒的位置、姿态最为重要，因此需要在内塔筒提升的过程中保持内塔筒相对外塔筒的同轴度偏差、竖直倾斜角度偏差、扭转角度偏差都在一定的范围内。

本申请的目标是提供一种监测、控制内塔筒位置和姿态的方法，实现内塔筒提升过程中的高精度控制。

发明内容

为了实现内塔筒提升过程中的高精度控制，本申请提供一种风电塔自提升监测控制系统及其姿态控制方法。

第一方面，本申请提供一种风电塔自提升监测控制系统，采用如下的技术方案：

一种风电塔自提升监测控制系统，包括内塔筒提升装置、内塔筒监测装置、处理器、内塔筒调节装置；

内塔筒提升装置，用于为内塔筒提供提升动力；

内塔筒监测装置，用于监测内塔筒相对外塔筒的位置、竖直倾斜角度、水平扭转角度；

处理器，获取内塔筒相对外塔筒的位置、竖直倾斜角度、水平扭转角度数据，并输出调节数据；

内塔筒调节装置，根据调节数据调整内塔筒姿态至内塔筒和外塔筒的同轴度偏差、竖直倾斜角度偏差和扭转角度偏差小于各自的预设值。

通过采用上述技术方案，通过内塔筒提升装置提供动力来推动内塔筒上升，内塔筒上升的过程中内塔筒监测装置实时监测内塔筒相对外塔筒的位置、竖直倾斜角度、水平扭转角度。当内塔筒相对外塔筒的同轴度偏差、竖直倾斜角度偏差或扭转角度偏差超出预设值时，即可通过内塔筒调节装置来反馈调节修正内塔筒的位置和姿态。

优选的，所述内塔筒监测装置包括安装于内塔筒下端、用于监测和外塔筒内表面间距的至少三个第一距离传感器，所有第一距离传感器绕内塔筒周向一圈设置；还包括安装于外塔筒上端、用于监测和内塔筒外表面间距的至少三个第二距离传感器，所有第二距离传感器绕外塔筒周向一圈设置。

通过采用上述技术方案，通过绕周向一圈设置的第一距离传感器和第二距离传感器来配合监测内塔筒相对外塔筒的位置、竖直倾斜角度。当外塔筒窄面上的第二距离传感器和正对的内塔筒窄面上的第一距离传感器监测的距离值不相同时，意味着内塔筒相对外塔筒发生了竖直倾斜，并可以通过将上述的第一距离传感器和第二距离传感器测得的值相比较得知内塔筒相对外塔筒的倾斜方向和角度。当不同内塔筒窄面上的第一距离传感器监测的距离值不相同或者不同外塔筒窄面上的第二距离传感器监测的距离值不相同时，意味着内塔筒相对外塔筒的位置发生了偏移，可以通过将所有内塔筒窄面上的第一距离传感器测得的值相比较或者将所有外塔筒窄面上的第二距离传感器测得的值相比较，得到内塔筒相对外塔筒位置偏移的方向和距离。