專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，涉及一種偏航裝置，具體說是一種進(jìn)行主動(dòng)偏航的 實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
偏航系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特有控制系統(tǒng)，保障了風(fēng)力機(jī)艙始終正面對風(fēng)，提高 風(fēng)能利用效率。為此，人們提出了被動(dòng)迎風(fēng)理論，通過類似尾舵、側(cè)風(fēng)輪等設(shè)計(jì)，來滿足對風(fēng) 的需求，很大程度解決了當(dāng)前遇到的問題。不過隨著大型風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電的興起，大型風(fēng)機(jī)面 世，被動(dòng)方案暴露出越來越多弊端。人們認(rèn)識到適用于小型風(fēng)機(jī)偏航的裝置并不是大型風(fēng) 機(jī)偏航的最佳解決手段，一種更智能更先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想被提出，主動(dòng)迎風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括 風(fēng)向標(biāo)、伺服電機(jī)、減速器、回轉(zhuǎn)齒輪共同構(gòu)成，通過風(fēng)向標(biāo)來反映當(dāng)前機(jī)艙與風(fēng)向位置差， 實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制，調(diào)整機(jī)艙位置，最終達(dá)到主動(dòng)迎風(fēng)的目的。雖然主動(dòng)迎風(fēng)系統(tǒng)解決了被動(dòng)迎風(fēng)完全不受控的問題，也確實(shí)推動(dòng)大型風(fēng)機(jī)偏航 系統(tǒng)了發(fā)展，但是依舊有相當(dāng)多的問題。基于簡單電路回路設(shè)計(jì)主動(dòng)迎風(fēng)系統(tǒng)依舊是一個(gè) 隨風(fēng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，它無法滿足風(fēng)機(jī)大型化帶來的諸多問題。簡單說就是它還不是足夠智能，來 滿足大型風(fēng)機(jī)提出的無人值守的要求，為了解決這個(gè)困難，工程師在偏航控制系統(tǒng)中加入 了可編程控制器，讓主動(dòng)迎風(fēng)系統(tǒng)變得足夠智能，已解決對風(fēng)，防扭纜等諸多問題。在引入可編程控制器的過程中出現(xiàn)了兩個(gè)困難驗(yàn)證程序的正確性；在眾多的解 決方案中選擇最佳的解決方案。但是風(fēng)是隨機(jī)矢量，要測試偏航可靠性，一方面需要花費(fèi)極 長的時(shí)間；另一方面，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)過大過重，偏航實(shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力還具有一定的危險(xiǎn)性， 并不是最理想方案。于是，有必要設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)裝置，創(chuàng)造一個(gè)既經(jīng)濟(jì)實(shí)用又安全簡單的實(shí) 驗(yàn)平臺來測試偏航系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容針對目前風(fēng)力機(jī)偏航測試系統(tǒng)缺乏簡單經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型的目 的是提出一種既簡單又經(jīng)濟(jì)可行的模擬實(shí)際風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)裝置。所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是實(shí)驗(yàn)裝置包括控制器，測風(fēng)向裝置， 偏航電機(jī)，減速機(jī)，其中測風(fēng)向裝置安裝在塔架主軸的頂端，用以驅(qū)動(dòng)艙體轉(zhuǎn)向的偏航電機(jī) 通過減速機(jī)與主軸相連，主軸連接旋轉(zhuǎn)編碼器的輸入軸，主軸還通過傳動(dòng)裝置連接到扭攬 傳感器。作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，所述連接扭攬傳感器和主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置使用主動(dòng)帶 輪與從動(dòng)帶輪。所述測風(fēng)向裝置是風(fēng)向標(biāo)。所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過編碼器支架與實(shí)驗(yàn)裝置的支架固定。所述扭攬傳感器由主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪連接減速裝置，減速裝置帶動(dòng)凸輪，凸輪 撥動(dòng)開關(guān)構(gòu)成。[0011 ] 本實(shí)用新型可以被用于偏航及扭纜實(shí)驗(yàn)，真實(shí)再現(xiàn)控制全過程，同時(shí)預(yù)留接口，方便進(jìn)行程序調(diào)試及檢測，提出了一種既簡單又經(jīng)濟(jì)可行的實(shí)驗(yàn)裝置。
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A向視圖。圖中1_測風(fēng)向裝置，2-減速機(jī)，3-偏航電機(jī)，4-支撐座，5-主軸，6-蝸輪蝸桿減 速機(jī)，7-旋轉(zhuǎn)編碼器，8-主動(dòng)帶輪，9-從動(dòng)帶輪，10-扭攬傳感器，11-支架，12-凸輪，13-編 碼器支架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明如圖1、2中所示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn) 裝置，包括控制器，測風(fēng)向裝置1，偏航電機(jī)3，減速機(jī)2，其中測風(fēng)向裝置1安裝在塔架主軸 5的頂端，用以驅(qū)動(dòng)艙體轉(zhuǎn)向的偏航電機(jī)3通過減速機(jī)2與主軸5相連，主軸5連接旋轉(zhuǎn)編 碼器7的輸入軸，主軸5還通過傳動(dòng)裝置連接到扭攬傳感器10。作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，所述連接扭攬傳感器10和主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置是主動(dòng) 帶輪8與從動(dòng)帶輪9。如圖1所示，其中主動(dòng)輪8與主軸5固定，通過皮帶將動(dòng)力傳導(dǎo)到從 動(dòng)輪9。所述測風(fēng)向裝置1是風(fēng)向標(biāo)。也可以是其它測風(fēng)向傳感器，測風(fēng)向裝置本身可以 輸出風(fēng)向的角度偏轉(zhuǎn)信號。偏轉(zhuǎn)信號輸出到控制器。所述旋轉(zhuǎn)編碼器7通過編碼器支架13與實(shí)驗(yàn)裝置的支架11固定。也就是說旋轉(zhuǎn) 編碼器7是相對固定的，主軸5被偏航電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的角度和方向可以從旋轉(zhuǎn)編碼器7精 確讀出。所述扭攬傳感器10由主動(dòng)帶輪8與從動(dòng)帶輪9連接減速裝置，減速裝置帶動(dòng)凸輪 12，凸輪12撥動(dòng)開關(guān)來輸出扭攬信號。其中風(fēng)向標(biāo)安裝在偏航機(jī)構(gòu)的偏航盤頂部中央，以機(jī)艙正對風(fēng)方向?yàn)轱L(fēng)向標(biāo)零 點(diǎn)。通過檢測風(fēng)向標(biāo)當(dāng)前位置與零點(diǎn)位置偏差來確定當(dāng)前風(fēng)向；而當(dāng)方向標(biāo)再次回零點(diǎn)位 置時(shí)，表示機(jī)艙正對風(fēng)向。偏航電機(jī)與減速齒輪共同構(gòu)成偏航機(jī)構(gòu)的動(dòng)力部分，用來模擬偏航和解纜過程中 的機(jī)艙旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在偏航機(jī)構(gòu)的偏航盤軸上，將初始方位設(shè)為旋轉(zhuǎn)編碼器零點(diǎn)，通 過旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋值來模擬當(dāng)前機(jī)艙頭指向方向。皮帶輪連接主軸和凸輪用以反映當(dāng)前機(jī)艙的扭纜狀況，配合位置開關(guān)用來模擬扭 纜傳感器發(fā)出的扭纜信號。在實(shí)現(xiàn)偏航控制時(shí)，風(fēng)向標(biāo)采集當(dāng)前的風(fēng)向信號。當(dāng)風(fēng)向與風(fēng)輪軸線偏離一個(gè)角 度時(shí)候，控制系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間的確認(rèn)后，會控制偏航電機(jī)將機(jī)艙調(diào)整到與風(fēng)向一致的方 向。與此同時(shí)扭纜傳感器檢測風(fēng)機(jī)當(dāng)前的扭纜狀況，，當(dāng)傳感器發(fā)來報(bào)警信號時(shí)，控制 器視當(dāng)前任務(wù)進(jìn)行情況來判斷是否需要進(jìn)行解纜控制。當(dāng)判斷確定需要解纜時(shí)，偏航電機(jī) 工作，直至機(jī)艙回零點(diǎn)位置。
權(quán)利要求一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是實(shí)驗(yàn)裝置包括控制器，測風(fēng)向裝置(1)，偏航電機(jī)(3)，減速機(jī)(2)，其中測風(fēng)向裝置(1)安裝在塔架主軸(5)的頂端，用以驅(qū)動(dòng)艙體轉(zhuǎn)向的偏航電機(jī)(3)通過減速機(jī)(2)與主軸(5)相連，主軸(5)連接旋轉(zhuǎn)編碼器(7)的輸入軸，主軸(5)還通過傳動(dòng)裝置連接到扭攬傳感器(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述連接扭攬傳感 器(10)和主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置是主動(dòng)帶輪(8)與從動(dòng)帶輪(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述測風(fēng)向裝置(1) 是風(fēng)向標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)編碼器(7) 通過編碼器支架(13)與實(shí)驗(yàn)裝置的支架(11)固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述扭攬傳感 器(10)由主動(dòng)帶輪(8)與從動(dòng)帶輪(9)連接減速裝置，減速裝置帶動(dòng)凸輪(12)，凸輪(12) 撥動(dòng)開關(guān)構(gòu)成。
專利摘要一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是實(shí)驗(yàn)裝置包括控制器，測風(fēng)向裝置(1)，偏航電機(jī)(3)，減速機(jī)(2)，其中測風(fēng)向裝置(1)安裝在塔架主軸(5)的頂端，用以驅(qū)動(dòng)艙體轉(zhuǎn)向的偏航電機(jī)(3)通過減速機(jī)(2)與主軸(5)相連，主軸(5)連接旋轉(zhuǎn)編碼器(7)的輸入軸，主軸(5)還通過傳動(dòng)裝置連接到扭攬傳感器(10)。本實(shí)用新型可以被用于偏航及扭纜實(shí)驗(yàn)，真實(shí)再現(xiàn)控制全過程，同時(shí)預(yù)留接口，方便進(jìn)行程序調(diào)試及檢測，提出了一種既簡單又經(jīng)濟(jì)可行的實(shí)驗(yàn)裝置。
文檔編號G01M15/00GK201561854SQ20092022756
公開日2010年8月25日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者何可智, 戴曦, 李紅, 龔飚 申請人:長江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司