[发明专利]电磁式风力发电机叶轮不平衡补偿装置及方法

权利要求书

1.一种电磁式风力发电机叶轮不平衡补偿装置，其特征在于，包括控制模块以及安装固定于风力发电机叶片内部的导轨模块和滑动质量模块；

所述控制模块包括：

信号接收模块，与风力发电机监测及控制系统连接，以接收叶轮不平衡状况信息；

处理模块，用于根据接收到的叶轮不平衡状况信息，计算补偿所需的滑动质量模块的滑动方向及距离，并换算为所需安培力的大小及方向；以及

输出模块，用于控制输入所述导轨模块中的电流大小及方向；

所述导轨模块包括：

永磁导轨模块，用于约束所述滑动质量模块的滑动方向，并形成在其上产生安培力所需的磁场；

通电导轨模块，用于约束所述滑动质量模块的滑动方向，并为其供电，以在其上产生安培力；以及

固定底板，用于安装永磁导轨模块和通电导轨模块，并将导轨模块整体固定于风力发动机叶片上；

所述滑动质量模块设于所述导轨模块形成的滑动空间内，包括：

质量块基体，用于提供不平衡补偿所需的质量；

驱动模块，与所述通电导轨模块导电接触，以在通电后产生安培力，带动整个滑动质量模块滑动；以及

刹车模块，用于在滑动质量模块滑动到指定位置时产生制动力进行刹车；

所述永磁导轨模块包括左右两形状相同但磁极相异的具有内凹面的永磁导轨，所述左右两永磁导轨沿风力发电机叶片的叶根叶尖方向对向安装于所述固定底板上，以在两永磁导轨之间形成磁场；

所述通电导轨模块包括安装方向与永磁导轨相同的上下两通电导轨，两通电导轨分别设于磁场上、下位置且可通电流，以通过与所述驱动模块导电接触形成闭合电流回路；

所述质量块基体为高密度非铁磁材料，是所述不平衡补偿装置质量的主要集中部位；所述驱动模块设于所述质量块基体内部，包括上下两导电翅片和驱动棒，导电翅片的外侧面为与通电导轨外周部相配合的凹形结构，以与其贴合接触，所述驱动棒的安装方向同时与两永磁导轨产生的磁场方向以及通电导轨的安装方向垂直，并分别通过连接导线与上下两导电翅片导电连接；所述驱动棒共有两个，沿通电导轨的安装方向前后排列，并通过连接导线并联于上下两导电翅片之间；

所述刹车模块包括左右两刹车块、电磁铁和复位弹簧，所述左右两刹车块分设于质量块基体左右两侧，刹车块的外侧面与永磁导轨的内凹面配合，以在其向外移动时与永磁导轨摩擦产生制动力，左右两刹车块分别经复位弹簧与质量块基体左右两侧连接，刹车块靠近质量块基体的内表面设有铁片，所述电磁铁设于质量块基体中部，并分别通过连接导线与上下两导电翅片导电连接，以在通电后产生左右方向的电磁吸力，吸引刹车块上的铁片带动刹车块缩回质量块基体；所述刹车块的外侧面上均匀布设有钕铁硼磁铁，其磁极与正对的永磁导轨的内凹面磁极相同，以产生斥力，使滑动质量模块悬浮于左右两永磁导轨之间。

2.一种基于权利要求1所述装置的电磁式风力发电机叶轮不平衡补偿方法，其特征在于，包括：

1)通过控制模块接收叶轮不平衡状况信息，控制通过导轨模块输入滑动质量模块中电流的大小及方向；

2)通过控制滑动质量模块得电后在导轨模块中的位移，改变叶片的转矩，进行不平衡补偿。

3.如权利要求2所述的电磁式风力发电机叶轮不平衡补偿方法，其特征在于，所述控制模块接收、处理叶轮不平衡状况信息，计算补偿所需的滑动质量模块的滑动方向及距离，并换算为所需安培力的大小及方向，据此控制输入导轨模块中的电流大小及方向；所述导轨模块通电后，滑动质量模块内的驱动棒通过电流，在磁场中产生安培力以带动整个滑动质量模块位移；所述滑动质量模块内的电磁铁通电产生磁力，吸引滑动质量模块上的刹车块缩回，滑动质量模块在安培力的作用下向指定位置移动；到达指定位置后断电，刹车块在复位弹簧作用下弹出，卡住导轨模块使滑动质量模块位置固定。

4.如权利要求2所述的电磁式风力发电机叶轮不平衡补偿方法，其特征在于，如果是风况因素导致的不平衡，所述滑动质量模块需要在导轨模块中持续地滑动位移，以补偿风机功率波动；如果是叶轮结构异常导致的不平衡，所述滑动质量模块只需移动到设定位置或间断滑动位移，即可补偿风机功率波动。