[发明专利]用于风力涡轮机的可膨胀线路支撑件

说明书

技术领域

这里描述的主题一般地涉及风力涡轮机、结构，尤其涉及用于风 力涡轮机的可膨胀电缆支撑件。

背景技术

风力涡轮机是用于将风中的动能转化为机械能的机械装置。如果 机械能直接被例如是用于抽水或碾麦的机械使用，那么风力涡轮机可 以作为风力发动机。同样地，如果机械能转化为电，那么机械装置也 可作为风力发电机或风力发电站。

风力涡轮机通常根据叶片绕其垂直或水平轴旋转来归类。一种所 谓的水平轴风力发电机在图1中示意性示出。用于风力涡轮机2的此 特定配置包括支撑包围传动系统8的机舱6的塔4。叶片10设置在轮 毂上以在传动系统8的一个末端形成“转子”在机舱6外面。旋转叶 片10驱动连接到位于传动系统8的另一个末端的发电机14的传动箱 12，该传动系统8与可接收来自风速计18的输入的控制系统16一起 设置在机舱6的内部。

叶片10由移动的空气产生提升和俘获动量，该移动空气被施加 于转子为叶片在“转子平面”内旋转。各叶片通常紧固在它的“根” 端，然后径向“向外地”“跨”到自由“尖”端。叶片的前部或“前 缘”连接叶片首先接触空气的最前端点。叶片的后部或“后缘”是被 前缘分离的气流在经过叶片的吸力和压力面之后再结合的地方。“弦 线”在越过叶片的典型的气流方向上连接叶片的前缘和后缘。弦线的 长度是简单的“弦”。

“攻角”是用来描述叶片10的弦线和表示叶片和空气之间相对 运动的矢量之间的角度术语。“变螺距(pitching)”指旋转整个叶片 10的攻角向风或脱离风，目的是为了控制旋转速度和/或来自风的功 率吸收量。例如，使叶片“向顺浆(feather)”变螺距，以将叶片10的 前缘朝向风的方向旋转，而使叶片“向失速(stall)”变螺距以使叶片前 缘朝脱离风的方向旋转。

对于所谓的“螺距控制(pitch control)”风力涡轮机，可以每当风 改变时调整螺距，目的是为了使转子叶片保持在最佳角度并使对于所 有的风速功率输出最大化。例如，控制系统16可每秒几次检查涡轮 机2的功率输出。当功率输出变得太高时，然后控制系统16将信号 发送到使叶片10稍稍脱离风的叶片螺距机构(在图1中未示出)。当风 速慢下来时，叶片10转回到向风。

共同受让的标题为“Methods and Apparatus for Pitch Control Power Conversion”的美国第7126236号专利通过引用结合于本文中， 且部分地在图2中重现。控制系统16(来自图1)包括一个或多个位于 控制面板112内的控制器，其用于整个系统的监测和控制，包括螺距 和速度调节、高速轴和偏转制动应用、偏转和泵电动机应用以及故障 监测。

控制系统16将控制信号提供给驱动轮毂110的可变叶片螺距驱 动器或致动器114以便控制叶片10(图1)的螺距。风力涡轮机2的传 动系统8(图1)包括连接到轮毂110的主传动轴116(也指“低速轴”) 和传动箱12。来自传动箱对立末端的高速轴用来驱动第一发电机120。 在某些配置中，转矩经由联接器122传送。

叶片螺距控制信号典型地以来自控制系统16的电脉冲信号的形 式提供，该信号自连接到传动箱12背面的滑环沿延伸通过轴116中 心处的孔的电缆被传送。然而，旋转轴116可破坏电缆的外部保护涂 层，这就可使电路短路或干扰那些控制信号的传送。

发明内容

与此传统方法相关的这些和其它缺点在本文中的不同实施例中 通过提供风力涡轮机来解决。该风力涡轮机包括：塔；用于在塔上旋转 的叶片；连接到叶片并具有轴向孔的转子轴；设置在孔中并用于传送 信号的线路；以及用于在孔内部将线路与转子轴间隔开的支撑件。

附图说明

该技术的各个方面现在将参考下列图(“图”)进行描述，这些图形 不是一定是按比例画出的，但在整个几个视图各视图中使用相同的参 考数字表示相应的部件。

图1是传统风力发电机的示意性侧视图；

图2是图1所示的传统风力发电机的机舱和轮毂的截断正投影视 图；

图3是图2所示的转子轴和传动箱的示意性的局部横断面；

图4是沿图3中的截面线IV-IV剖取的横断面视图；

图5是沿图3中的截面线IV-IV剖取的备选横断面视图；