[发明专利]风力涡轮电缆防扭

说明书

相关申请的交叉引用

本文公开的主题大体涉及共同拥有的、共同未决的美国专利申请：2008年12月23日提交的Pedro Benito等人的编号为No.12/342,146(代理人档案号No.233934)的“带GPS载荷控制的风力涡轮(Wind Turbine with GPS Load Control)”，以及2008年12月23日提交的Timothy E.McCorkendale的编号为No.12/342,120(代理人档案号No.233369)的“风力涡轮偏转轴承确定(Wind Turbine Yaw Bearing Determination)”，它们各自通过引用而以其整体结合在本文中。

技术领域

本文所述的主题大体涉及风力涡轮，并且更具体而言，涉及风力涡轮电缆防扭。

背景技术

风力涡轮是用于将风中的动能转换成机械能的机器。如果机器直接使用机械能，例如来泵送水或磨小麦，则风力涡轮可称为风车。类似地，如果机械能转换成电，则机器也可称为风力发电机或风力发电装置。

风力涡轮典型地根据叶片旋转所绕着的竖直轴或水平轴来分类。图1中示意性地示出了一种所谓的水平轴风力发电机，并且其可从通用电气公司获得。风力涡轮2的这个特定的构造包括支承机舱6的塔架4，机舱6封闭传动系8。叶片10布置在轮毂9上，以在机舱6外、传动系8的一端处形成“转子”。旋转叶片10驱动齿轮箱12，齿轮箱12连接到在布置在机舱6内的传动系8的另一端处的发电机14以及控制系统16上，控制系统16接收来自风速计18的输入。电缆20从发电机14延伸，以对电网(未显示)提供功率。

风速计18通常包括风向标或用于确定风向的其它装置，然后控制系统16使用风向来使机舱6的“轴承”在其竖直的“偏转”轴线上旋转，以便将叶片10定位成使得它们面向风。在图2中部分地复制了共同转让的名称为“用于桨距控制功率转换的方法和装置(Methods and Apparatus for Pitch Control Power Conversion)”的美国专利NO.7,126,236，其中，控制系统16(图1中)包括在控制面板112内的用于整个系统监测和控制(包括桨距和速度调整、高速轴和偏转制动应用、偏转和泵马达应用，以及故障监测)的一个或多个控制器。

控制系统16对可变叶片桨距驱动器或促动器114提供控制信号，以控制驱动轮毂110的叶片10(图1)的桨距。风力涡轮2的传动系8(图1)包括连接到轮毂110和齿轮箱12上的主转子轴116(也称为“低速轴”)，在一些构造中，其利用双路径几何来驱动封闭在齿轮箱内的高速轴。在齿轮箱的相对端的高速轴用来驱动第一个发电机120。在一些构造中，扭矩通过联接件122传递。偏转系统安装在塔架4的顶部上提供的法兰上。

偏转驱动器124和偏转板126提供用于风力涡轮的偏转定向系统。例如，这个偏转定向系统可由控制系统16根据从风速计18接收到的信息来以电的方式操作及控制。为了确定机舱的位置，在机舱6旋转时，机械开关(未显示)典型地对接合在偏转驱动器124和偏转板126之间的齿的数量进行计数。但是，在来自被切换的那些(开关)的信号的任何中断可使得电缆20过度扭转时，那些开关会经受故障。

发明内容

本文通过在不同的实施例中提供一种具有机舱的风力涡轮来处理与这种传统方法相关联的这些和其它方面，其包括全球定位系统(“GPS”)传感器，以用于确定风力涡轮的机舱的旋转位移。

附图说明

现在将参照以下附图(“图”)来对本技术的各个方面进行描述，附图不一定按比例绘制，但是在若干视图中的所有各个图中使用了相同的参考标号来指示对应的部件。

图1是传统的风力发电机的示意性侧视图。

图2是包括图1所示的风力发电机的上部的风力涡轮系统的示意性俯视图。

图3是GPS系统的简图。

图4是包括图3的GPS系统的图1的风力涡轮的示意性俯视图。

图5是图4所示的风力涡轮的旋转位移简图。

具体实施方式