[实用新型]一种用于实海况测量的潮流能水轮机叶尖比速测量装置

说明书

本实用新型涉及一种用于实海况测量的潮流能水轮机叶尖比速测量装置，其包括基座、塔架和水轮机，以及支撑架；支撑架设置在水轮机的机舱外壳上部，数据采集器和迎面海流速度测量部分设置在支撑架上，迎面海流速度测量部分将采集到的迎面海流流速测量数据传输至数据采集器内；叶轮转速测量部分设置在水轮机的旋转轴及机舱壳体上，将采集到的叶轮转速数据传输至数据采集器内；数据采集器将接收到的数据输入预置在数据采集器内的水轮机叶尖速比计算模块，实现对潮流能水轮机叶尖比速的实海况测量。本实用新型能用于叶轮最大功率的跟踪控制，确保潮流能水轮机转换效率最高。

技术领域

本实用新型涉及一种海洋能发电领域，特别是关于一种用于实海况测量的潮流能水轮机叶尖比速测量装置。

背景技术

潮流能是一种极具开采价值的海洋能源。利用潮流驱动水轮机叶轮旋转产生电能，是潮流能开发所采用的主要技术。在用来表述水轮机性能的各项参数中，叶尖速比是十分重要的一个，它直接反映了水轮机捕获潮流能的能力和效率，对于评估水轮机性能具有非常重要的作用。但是迄今为止，尚没有潮流能水轮机叶尖速比的实海测量技术，导致很难对潮流能水轮机在海面下的真实工作情况及技术性能进行评估，迫切需要开发一种用于实海况测量的潮流能水轮机叶尖比速测量技术。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于实海况测量的潮流能水轮机叶尖比速测量装置，其能用于叶轮最大功率的跟踪控制，确保潮流能水轮机转换效率最高。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于实海况测量的潮流能水轮机叶尖比速测量装置，其包括基座、塔架和水轮机；所述基座上设置有与其垂直的所述塔架，所述塔架中部设置有所述水轮机的机舱，位于所述机舱前端设置有所述水轮机的轮毂，所述轮毂周向设置有所述水轮机的桨叶；其特征在于：还包括支撑架、迎面海流速度测量部分、叶轮转速测量部分和数据采集器；所述支撑架设置在所述水轮机的机舱外壳上部，所述数据采集器和迎面海流速度测量部分设置在所述支撑架上，所述迎面海流速度测量部分将采集到的迎面海流流速测量数据传输至所述数据采集器内；所述叶轮转速测量部分设置在所述水轮机的旋转轴及机舱壳体上，将采集到的叶轮转速数据传输至所述数据采集器内；所述数据采集器将接收到的数据输入预置在所述数据采集器内的水轮机叶尖速比计算模块，实现对潮流能水轮机叶尖比速的实海况测量。

进一步，所述支撑架采用L型结构，其由水平梁和垂直梁一体成型；所述迎面海流速度测量部分设置在所述水平梁端部，所述数据采集器设置在所述垂直梁中部。

进一步，所述迎面海流速度测量部分呈水平放置，所述迎面海流速度测量部分的安装高度要高于叶轮上沿，所述水平梁长度以确保所述迎面海流速度测量部分的换能器面位于所述水轮机前方。

进一步，所述迎面海流速度测量部分由ADCP构成；所述ADCP通过ADCP信号电缆与所述数据采集器连接。

进一步，所述叶轮转速测量部分包括发讯盘、磁铁块和转速传感器；所述发讯盘固定套设在所述水轮机的旋转轴上，位于所述发讯盘圆周上等间隔设置有若干个所述磁铁块，若干个所述磁铁块位于一个同心圆上；所述转速传感器固定在所述水轮机的机舱壳体上，通过传感器信号电缆与所述数据采集器连接；所述转速传感器与所述发讯盘之间具有距离。

进一步，所述转速传感器与所述发讯盘之间的距离为2～5mm。

进一步，所述磁铁块设置有2～8个。

进一步，所述转速传感器采用霍尔传感器。

进一步，预置在所述数据采集器内的水轮机叶尖速比计算模块内的水轮机叶尖速比λ计算公式为：

其中，V为所述ADCP测得的实际流速；ω为所述水轮机旋转轴的转速；R为所述水轮机的直径。