[发明专利]负荷确定系统及其组装方法

说明书

技术领域

本公开内容的领域一般地涉及负荷确定，并且更特别地，涉及负荷确定系统及其组装方法。

背景技术

许多已知的风力涡轮机包括塔架和经由外罩(nacelle)安装在塔架上的转子。转子具有自其延伸的多个叶片以便于将风能转换成旋转能。转子经由转子轴通过齿轮箱驱动发电机，并且齿轮箱提高转子轴的固有低转速，使得发电机可将机械能转换成电能。

由于许多已知的风力涡轮机向公用电网提供电力，所以至少一些风力涡轮机具有便于供给更大量电力的较大构件(例如，直径超过三十米的转子)。然而，较大构件常常承受由风切变、偏航失调和/或湍流所致的增加的负荷(例如，不对称的负荷)，并且已知该增加的负荷有助于风力涡轮机的转子叶片和/或其它构件上的重大疲劳周期。因此，将有用的是提供这样一种系统，其便于确定风力涡轮机的构件如转子叶片和/或转子上的负荷，以便可减少负荷。

发明内容

在一方面，提供一种确定风力涡轮机上的负荷的方法。该方法包括通过至少一个加速度传感器感测转子在多个维度上的加速度，并且将指示感测到的加速度的信号从该加速度传感器传输到控制系统。该方法还包括在控制系统处接收从加速度传感器传来的信号并且通过控制系统基于收到的信号确定风力涡轮机上的负荷。

在另一方面，提供一种将负荷确定系统组装到风力涡轮机上的方法。该风力涡轮机具有转子，该转子包括可旋转的轮毂和联接在该轮毂上的多个转子叶片。该方法包括将至少一个加速度传感器联接在转子上并且将该加速度传感器与控制系统通信地联接。该加速度传感器配置成感测转子在三个维度上的加速度并且将指示感测到的加速度的信号传输到控制系统。该控制系统配置成接收来自加速度传感器的信号并且基于收到的信号确定风力涡轮机上的负荷。

在另一方面，提供一种用于包括转子的风力涡轮机的负荷确定系统。该负荷确定系统包括控制系统和可安装在转子上并且与控制系统通信地联接的至少一个加速度传感器。该加速度传感器配置成感测转子在三个维度上的加速度并且将指示感测到的加速度的信号传输到控制系统。该控制系统配置成接收来自加速度传感器的信号并且基于收到的信号确定风力涡轮机上的负荷。

附图说明

图1是风力涡轮机的侧立面图；

图2是图1中所示的风力涡轮机的外罩的放大透视图；

图3是图1中所示的风力涡轮机的控制系统的框图；

图4是图1中所示的风力涡轮机的轮毂的截面示意图；

图5是联接到图4中所示的轮毂上的叶片的加速度图形的图形表示；以及

图6是确定图1所示的风力涡轮机上的负荷的方法的流程图。

部件清单

100风力涡轮机；102塔架；104外罩；108转子；110轮毂；112转子叶片；114叶片；116叶片；118叶片；202齿轮箱；204转子轴；206高速轴；208发电机；210偏航驱动器；212偏航平台(yawdeck)；214桨距驱动器；300控制系统；302控制器；304存储器；306通信模块；308传感器接口；400加速度传感器；402加速度传感器；404加速度传感器；406加速度传感器；410轴线盒；500正弦加速度图形；502加速度曲线；600方法；602感测；604传输；606接收；608确定

具体实施方式

以下具体实施方式通过示例而非通过限制说明负荷确定系统。该具体实施方式使本领域普通技术人员能够制造并使用本公开内容，并且该具体实施方式描述了本公开内容的若干实施例，包括目前认为是实施本公开内容的最佳模式的实施例。本公开内容在本文中被描述为应用于示例性实施例，即用于风力涡轮机的负荷确定系统。然而，可以预期此公开内容对于宽范围的系统和非风力涡轮机的各种应用中的负荷确定具有一般性的应用。

图1是示例性风力涡轮机100的侧立面图。在示例性实施例中，风力涡轮机100为水平轴线风力涡轮机。备选地，风力涡轮机100可为竖直轴线风力涡轮机。风力涡轮机100包括从基础(未示出)竖立的塔架102、安装在塔架102上的外罩104和联接在外罩104上的转子108。转子108包括可旋转的轮毂110和联接在轮毂110上并自其向外伸出的多个转子叶片112。在示例性实施例中，转子叶片112包括第一转子叶片114、第二转子叶片116和第三转子叶片118。在其它实施例中，转子108可包括任何合适数量的转子叶片112。在示例性实施例中，转子叶片112围绕轮毂110等距地隔开，以便于将风的动能转换成旋转能并随后转换成电能。备选地，转子叶片112可围绕轮毂110隔开任何合适的距离。