[发明专利]风力涡轮机的风力追踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有轮毂以及连接到轮毂上的至少一个转子叶片的风力涡轮机。更进一步，其涉及一种用于风力涡轮机的控制器以及一种用于控制风力涡轮机的偏转角的方法。

背景技术

采用安装在机舱上的测量装置测量转子与风向或者气流之间的相对角度容易出现误差。转子引起的湍流影响干扰风向标，并因此导致在偏转对准上的误差。而且，风向仅仅局部地在机舱高度进行测量。目前还不能测量代表在整个转子表面上综合的所得到的相对偏转角的集中角度。

发明内容

鉴于上述情况，提供了一种具有轮毂以及连接到轮毂上的至少一个转子叶片的风力涡轮机，该轮毂以及至少一个转子叶片形成风能转子，该转子可绕转子轴线旋转，这将风的动能转化为另一种形式的能量，并且可绕偏转轴线旋转，这改变风能转子的偏转，风力涡轮机还包括至少一个感测装置，该感测装置感测风能转子的偏转力矩，且风力涡轮机适于根据传感器的信号控制风能转子的偏转。

根据另一方面，提供了一种用于风力涡轮机的控制器，该风力涡轮机包括轮毂以及连接到轮毂上的至少一个转子叶片，轮毂以及至少一个转子叶片形成风能转子，该转子可绕转子轴线旋转，这将风的动能转化为另一种形式的能量，并且可绕偏转轴线旋转，这改变风能转子的偏转，控制器适于根据感测风能转子的偏转力矩的感测装置的信号来控制偏转。

根据另一方面，提供了一种控制风力涡轮机的偏转角的方法，风力涡轮机包括轮毂以及连接到轮毂上的至少一个转子叶片，轮毂以及至少一个转子叶片形成风能转子，该转子可绕转子轴线旋转，这将风的动能转化为另一种形式的能量，并且可绕偏转轴线旋转以改变风能转子的偏转，该方法包括：感测偏转力矩；以及根据该偏转力矩控制偏转。

通过所附权利要求、描述以及附图，本发明的其他方面、优点以及特征将变得明显。

附图说明

在本说明书的剩余部分，包括对附图的引用，对本领域技术人员更加具体地描述了本发明的完整及使能公开，包括其最佳模式，附图中：

图1显示了风力涡轮机的示意图；

图2显示了风力涡轮机的示意性顶视图；

图3显示了风力涡轮机的风能转子的透视图；

图4显示了感测的扭矩的示意图；

图5显示了感测的扭矩的另一个示意图；

图6显示了风力涡轮机的示意性偏转控制系统；以及

图7显示了用来控制风力涡轮机的方法的流程图。

部件列表

100风力涡轮机

110塔架

112偏转轴承

115偏转驱动

120机舱

125发电机

127转子轴

130轮毂

140转子叶片

150机舱风速风向测量系统

200控制器

202低通滤波器

210感测装置

F  力

M  扭矩

W  风

X  转子轴线

Y  偏转轴线

α 偏转角

具体实施方式

现在将对多个实施例进行详细引用，其中一个或多个范例在图中进行了图解。各范例均以解释的方式提供，而不意味着成为一种限制。例如，被图解或描述为一个实施例的一部分的特征可用于其他实施例，或与其他实施例结合，以产生其他的实施例。其意图在于使本发明包括此类更改和变型。

图1示出了风力涡轮机100的示意图。风力涡轮机100包括塔架110以及布置在塔架110上的机舱120。机舱120可围绕偏转轴线Y旋转。在一个实施例中，偏转轴线Y是大体上垂直的。在机舱120内放置有将旋转能量转化为电能的发电机125。轮毂130通过转子轴127连接到发电机上。在风力涡轮机的其他实施例中，轮毂130可经由转子轴127以及齿轮箱(未示出)连接到发电机125上。在一个实施例中，轮毂可围绕大体上水平的转子轴线X旋转。三个转子叶片140连接到轮毂130上。转子叶片140和轮毂130形成风力涡轮机100的风能转子。在一种典型情况下，机舱120围绕偏转轴线Y旋转，使得轮毂130的转子轴线X大体上平行于风向。风力涡轮机100按如下方式工作。由于转子叶片140的异型截面，风力在风能转子上施加转矩。因此，风能转子围绕其转子轴线X旋转。接着，风能转子经由转子轴127驱动发电机125。发电机125将旋转转化为电流。因此，风的动能被转化为电能。