專利名稱：在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)整軸的彎矩的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，確切地說，涉及用于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)整軸的彎矩的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)能被認(rèn)為是目前可用的最清潔、最環(huán)保的能源之一，在這一方面，風(fēng)力發(fā)電機(jī)已獲得廣泛關(guān)注?，F(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常包括塔筒、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、機(jī)艙以及一片或多片轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼片原理來捕獲風(fēng)的動(dòng)能。轉(zhuǎn)子葉片以轉(zhuǎn)動(dòng)能的形式傳輸動(dòng)能，以使軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸將轉(zhuǎn)子葉片連接到齒輪箱，或者，如果未使用齒輪箱，則直接連接到發(fā)電機(jī)。之后，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，從而輸送到公用設(shè)施電網(wǎng)中。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的各個(gè)部件會(huì)承受各種負(fù)載。具體而言，連 接轉(zhuǎn)子葉片與發(fā)電機(jī)的軸可承受各種負(fù)載，例如，軸向負(fù)載和彎曲負(fù)載。因此，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，軸可能經(jīng)常會(huì)因這些負(fù)載而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因此類負(fù)載而在軸上產(chǎn)生的彎矩是尤其關(guān)鍵的變量，而且在許多情況下，需要在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中減少所述彎矩。然而，當(dāng)前已知的用于測(cè)量軸偏轉(zhuǎn)，例如彎矩，的系統(tǒng)和方法可能并不準(zhǔn)確和/或可能設(shè)置不當(dāng)。例如，接近度探針可安裝到軸上的法蘭，以監(jiān)測(cè)位移。然而，此類探針必須位于相對(duì)較小、難以接近的區(qū)域，從而使其難以進(jìn)行安裝和維修。這可導(dǎo)致不準(zhǔn)確性和較差可靠性。另一實(shí)例涉及安裝到軸本身的傳感器。但此安裝要求相對(duì)昂貴且不可靠的遙測(cè)系統(tǒng)，以用于獲取和傳輸數(shù)據(jù)。另外，當(dāng)前已知的系統(tǒng)和方法可導(dǎo)致各種類型的偏轉(zhuǎn)混淆，例如，扭矩與彎矩混淆。因此，需要一種用于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)整軸的彎矩的改良系統(tǒng)和方法。例如，一種提供更準(zhǔn)確且可靠的測(cè)量和調(diào)整的系統(tǒng)和方法將十分有利。

發(fā)明內(nèi)容
以下說明書將部分闡明本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)，或者，這些方面和優(yōu)點(diǎn)在說明書中可能是顯而易見的，或者通過實(shí)踐本發(fā)明能夠推導(dǎo)出。在一項(xiàng)實(shí)施例中，本發(fā)明揭示一種用于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)整軸的彎矩的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括軸臺(tái)(pillow block),其供所述軸穿過；傳感器,其安裝到所述軸臺(tái)并測(cè)量所述軸臺(tái)的變形；以及控制系統(tǒng)，其以可通信的方式連接到所述傳感器。所述控制系統(tǒng)配置成響應(yīng)于所述軸臺(tái)的所述變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片。所述在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)整軸的彎矩的系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)傳感器。進(jìn)一步地，所述傳感器測(cè)量因所述軸圍繞偏航軸彎曲而導(dǎo)致的變形。進(jìn)一步地，所述傳感器測(cè)量因所述軸圍繞傾斜軸彎曲而導(dǎo)致的變形。其中所述傳感器為應(yīng)變計(jì)。其中所述傳感器測(cè)量所述軸臺(tái)的應(yīng)變。其中所述傳感器在最大變形位置安裝到所述軸臺(tái)。
其中所述軸臺(tái)進(jìn)一步設(shè)有安裝平臺(tái)，且其中所述傳感器在所述安裝平臺(tái)上安裝到所述軸臺(tái)。其中所述安裝平臺(tái)在最大變形位置處設(shè)在所述軸臺(tái)中。其中所述控制系統(tǒng)配置成響應(yīng)于所述軸臺(tái)的所述變形來調(diào)整所述轉(zhuǎn)子葉片的槳距。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明還揭示了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)。該風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括軸；軸臺(tái)，其供所述軸穿過；傳感器，其安裝到所述軸臺(tái)且測(cè)量所述軸臺(tái)的變形；以及控制系統(tǒng)，其以可通信的方式連接到所述傳感器，所述控制系統(tǒng)配置成響應(yīng)于所述軸臺(tái)的所述變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片。其中所述傳感器測(cè)量所述軸臺(tái)的應(yīng)變。其中所述傳感器在最大變形位置安裝到所述軸臺(tái)。其中所述軸臺(tái)進(jìn)一步設(shè)有安裝平臺(tái)，且其中所述傳感器在所述安裝平臺(tái)上安裝到所述軸臺(tái)。其中所述控制系統(tǒng)配置成響應(yīng)于所述軸臺(tái)的所述變形來調(diào)整所述轉(zhuǎn)子葉片的槳
距。 在其他另一實(shí)施例中，本發(fā)明揭示一種用于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)整軸的彎矩的方法。所述方法包括測(cè)量軸臺(tái)的變形；以及響應(yīng)于所述軸臺(tái)的所述變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片。所述軸臺(tái)供所述軸穿過。其中測(cè)量步驟包括測(cè)量因所述軸圍繞偏航軸彎曲而導(dǎo)致的變形。其中所述測(cè)量步驟包括測(cè)量因所述軸圍繞傾斜軸彎曲而導(dǎo)致的變形。其中所述變形為應(yīng)變。其中在所述軸臺(tái)上的最大變形位置測(cè)量所述變形。參考以下具體實(shí)施方式
和所附權(quán)利要求書可以更好地理解本發(fā)明的這些以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖并入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，說明了本發(fā)明的各實(shí)施例，并與具體實(shí)施方式
一起解釋本發(fā)明的原理。


本說明書參考附圖，針對(duì)所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，完整且可實(shí)現(xiàn)地詳細(xì)揭示了本發(fā)明，包括其最佳模式，其中圖I為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的系統(tǒng)的透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的包括安裝到軸臺(tái)的多個(gè)傳感器的系統(tǒng)的透視圖；以及圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例的包括安裝到軸臺(tái)的多個(gè)傳感器的系統(tǒng)的局部透視圖。
標(biāo)號(hào)部件標(biāo)號(hào)部件
~ 風(fēng)力發(fā)電機(jī)12mn~~Ti 支撐表面Γ θ機(jī)艙
~ 8 Wt2 可旋轉(zhuǎn)輪轂
轉(zhuǎn)子葉片24葉根部分
26 負(fù)載轉(zhuǎn)移區(qū)28風(fēng)向
旋轉(zhuǎn)軸32獎(jiǎng)距角調(diào)整系統(tǒng)~
"14 變槳軸36控制系統(tǒng)
~18 偏航軸40處理器
S52S5
~~54 IS60軸臺(tái)組件
~~62 前軸臺(tái)組件64后軸臺(tái)組件
""66 Iil68 Slg
~ 2傾斜軸IooS
~T02ISH104最大變形位置
106安裝平臺(tái)
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各實(shí)施例，附圖中將圖示本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。各個(gè)實(shí)例用以解釋本發(fā)明而非限制本發(fā)明。事實(shí)上，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的前提下，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易對(duì)本發(fā)明做出各種修改和變化。例如，作為一項(xiàng)實(shí)施例的一部分說明或描述的特征可用于其他實(shí)施例中，從而得到另一項(xiàng)實(shí)施例。因此，本發(fā)明應(yīng)涵蓋所有基于所附權(quán)利要求書及其等效物的范圍內(nèi)的修改和變化。圖I為示例性風(fēng)力發(fā)電機(jī)10的透視圖。在示例性性實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)10為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)?；蛘?，風(fēng)力發(fā)電機(jī)10也可為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。在示例性實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)10包括從支撐表面14延伸的塔筒12、安裝在塔筒12上的機(jī)艙16，以及連接到機(jī)艙16的轉(zhuǎn)子18。轉(zhuǎn)子18包括可旋轉(zhuǎn)輪轂20以及連接到輪轂20并從所述輪轂向外延伸的至少一片轉(zhuǎn)子葉片22。在示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18具有三片轉(zhuǎn)子葉片22。在替代實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18包括三片以上或以下轉(zhuǎn)子葉片22。在示例性實(shí)施例中，塔筒12由鋼管制成， 以在支撐表面14和機(jī)艙16之間形成腔(圖I中未圖示)。在替代實(shí)施例中，塔筒12可為高度合適的任意合適類型的塔筒。轉(zhuǎn)子葉片22圍繞輪轂20隔開，以促使轉(zhuǎn)子18旋轉(zhuǎn)，從而將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成可用的機(jī)械能，隨后轉(zhuǎn)化成電能。轉(zhuǎn)子葉片22通過在多個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)移區(qū)26處將葉根部分24連接到輪轂20來與輪轂20進(jìn)行配合。負(fù)載轉(zhuǎn)移區(qū)26具有輪轂負(fù)載轉(zhuǎn)移區(qū)和葉片負(fù)載轉(zhuǎn)移區(qū)(圖I中均未圖示)。轉(zhuǎn)子葉片22上引起的負(fù)載通過負(fù)載轉(zhuǎn)移區(qū)26轉(zhuǎn)移到輪轂20。在一項(xiàng)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片22的長(zhǎng)度在約15米(m)到約91m的范圍內(nèi)?；蛘撸D(zhuǎn)子葉片22可具有能夠讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)10如本專利申請(qǐng)文件所述那樣運(yùn)行的任意合適的長(zhǎng)度。例如，葉片長(zhǎng)度的其他非限制性實(shí)例包括IOm或以下、20m、37m，或大于91m的長(zhǎng)度。隨著風(fēng)從方向28擊打轉(zhuǎn)子葉片22，轉(zhuǎn)子18圍繞旋轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子葉片22旋轉(zhuǎn)并受到離心力的作用，轉(zhuǎn)子葉片22也受到各種力和力矩的作用。因此，轉(zhuǎn)子葉片22可能會(huì)從一個(gè)中性位置或非偏轉(zhuǎn)位置偏轉(zhuǎn)和/或旋轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)位置。此外，轉(zhuǎn)子葉片22的槳距角或葉片槳距，即決定轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)向28的角度的角，可通過槳距角調(diào)整系統(tǒng)32進(jìn)行更改，以通過調(diào)整至少一片轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)矢量的角位置來控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生的負(fù)載和電力。圖示了轉(zhuǎn)子葉片22的變槳軸34。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)10運(yùn)行過程中，槳距角調(diào)整系統(tǒng)32可改變轉(zhuǎn) 子葉片22的葉片槳距,從而使轉(zhuǎn)子葉片22移動(dòng)到順槳位置(feathered position),這樣，至少一片轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)矢量的角度可以讓朝向風(fēng)矢量的轉(zhuǎn)子葉片22的表面區(qū)域最小，從而促使轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)速減小和/或促使轉(zhuǎn)子18失速。在示例性實(shí)施例中，每片轉(zhuǎn)子葉片22的葉片槳距(blade pitch)由控制系統(tǒng)36單獨(dú)控制?；蛘?，所有轉(zhuǎn)子葉片22的葉片槳距可由控制系統(tǒng)36同時(shí)控制。此外，在示例性實(shí)施例中，當(dāng)方向28改變時(shí)，可圍繞偏航軸38控制機(jī)艙16的偏航方向，以相對(duì)于方向28放置轉(zhuǎn)子葉片22。在示例性實(shí)施例中，所示的控制系統(tǒng)36處于機(jī)艙16中的中心，但是，控制系統(tǒng)36可為分布式系統(tǒng)，分布于風(fēng)力發(fā)電機(jī)10各處、支撐表面14上、風(fēng)場(chǎng)內(nèi)和/或遠(yuǎn)程控制中心處?？刂葡到y(tǒng)36包括配置成執(zhí)行本專利申請(qǐng)文件所述方法和/或步驟的處理器40。此外，本專利申請(qǐng)文件所述的許多其他部件包括處理器。本專利申請(qǐng)文件所用術(shù)語“處理器”并不限于在所屬領(lǐng)域中稱為計(jì)算機(jī)的集成電路，而是廣泛地指控制器、微控制器、微型計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)、專用集成電路以及其他可編程電路，且本專利申請(qǐng)文件所用的這些術(shù)語可互換。應(yīng)了解，處理器和/或控制系統(tǒng)還可包括存儲(chǔ)器、輸入通道和/或輸出通道。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的軸50的一項(xiàng)實(shí)施例。軸50包括用于將輪轂安裝于其上的轂緣52。軸50進(jìn)一步延伸到機(jī)艙16中且可操作地連接到發(fā)電機(jī)(未圖示)。在一些實(shí)施例中，軸50可為直接驅(qū)動(dòng)軸50。在這些實(shí)施例中，軸50直接連接到發(fā)電機(jī)?；蛘?，齒輪箱(未圖示)可設(shè)置在軸50與發(fā)電機(jī)之間，且可使軸50與發(fā)電機(jī)可操作連接。轉(zhuǎn)子葉片22的旋轉(zhuǎn)通過輪轂20傳輸?shù)捷S50，并從軸50傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)?？商峁┑装?4來支撐軸50，如圖所示。通常，底板54為設(shè)置在機(jī)艙16中的框架。在一些實(shí)施例中，底板54還為風(fēng)力發(fā)電機(jī)10的其他部件提供支撐,例如,發(fā)電機(jī)和/或如果存在的話，齒輪箱。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的底板54可包括用于容納并支撐軸50的一個(gè)軸臺(tái)組件60或多個(gè)軸臺(tái)組件60。在如圖2所示的一項(xiàng)實(shí)施例中，底板54包括前軸臺(tái)組件62和后軸臺(tái)組件64。前軸臺(tái)組件62為與輪轂20相鄰的軸臺(tái)組件,且后軸臺(tái)組件64為遠(yuǎn)離輪轂20的軸臺(tái)組件。但應(yīng)理解，本發(fā)明并不限于前軸臺(tái)組件62和后軸臺(tái)組件64。事實(shí)上，任意數(shù)目或形式的軸臺(tái)組件60均在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
軸臺(tái)組件60中的每個(gè)組件可包括，例如，軸臺(tái)66以及可選的軸架68。軸臺(tái)66可供軸50穿過并與軸50相互作用。例如,軸臺(tái)66中可包括軸承,例如,定位軸承或浮動(dòng)軸承，用于支撐軸50。軸架68可支撐軸臺(tái)66并使軸臺(tái)66與軸50對(duì)準(zhǔn)。軸臺(tái)組件60的各個(gè)部件可為與底板54分開的元件或者可與底板54構(gòu)成整體。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)10運(yùn)行過程中，軸20可承受各種負(fù)載，例如，軸向負(fù)載和彎曲負(fù)載，如圖2所示。各種這些負(fù)載可使軸50受到彎矩作用。彎矩可存在于任意合適的方向上。例如，彎矩可圍繞偏航軸38或圍繞傾斜軸(tilt axis)72。此彎矩可能并未轉(zhuǎn)換成可用的機(jī)械能，而可能會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)10的其他各部件，例如傳動(dòng)系統(tǒng)，產(chǎn)生不利影響。因此，此彎矩必須要準(zhǔn)確測(cè)量，例如，以準(zhǔn)確地用作輸入，從而調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)10的其他部件以便減少所述彎矩。此改良的控制輸入能力可減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)10的各部件上的負(fù)載，并確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)10的性能更佳。 因此，如圖2到圖4所示，揭示用于調(diào)整軸50的彎矩的系統(tǒng)100。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過將傳感器安裝到軸臺(tái)66并測(cè)量軸臺(tái)66的變形，此測(cè)量結(jié)果可與軸50的彎矩準(zhǔn)確相關(guān)。有利的是，這可實(shí)現(xiàn)對(duì)此類彎矩進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠且低廉的測(cè)量和調(diào)整，從而減少?gòu)澗夭⑹癸L(fēng)力發(fā)電機(jī)10的性能更佳。系統(tǒng)100包括軸臺(tái)66以及安裝到所述軸臺(tái)66的至少一個(gè)傳感器102。例如，傳感器102可使用合適的粘合劑粘附到軸臺(tái)66，或者可焊接或以其他方式粘附到軸臺(tái)66，或者可使用合適的機(jī)械緊固件，例如，螺母和螺栓組合、釘子、螺釘、鉚釘、托架，或其他合適的機(jī)械緊固件進(jìn)行安裝，或者可使用任意其他合適的安裝裝置或方法進(jìn)行安裝。每個(gè)傳感器102測(cè)量軸臺(tái)66的變形。例如，在如圖所示的一些實(shí)施例中，傳感器102可為應(yīng)變計(jì)。作為補(bǔ)充或替代，傳感器102可測(cè)量軸臺(tái)66的應(yīng)變。在其他實(shí)施例中，傳感器102可為任意合適的傳感器或計(jì)量器，用于測(cè)量任意合適的變形，例如，測(cè)量因所施加的力或者源于軸50的彎矩或其他方面的其他應(yīng)力而導(dǎo)致的軸臺(tái)66的形狀、大小或其他物理性質(zhì)的任意合適變化。另外，根據(jù)本發(fā)明的傳感器102可測(cè)量只在一個(gè)方向上或在多個(gè)方向上發(fā)生的變形。例如，在一些實(shí)施例中，傳感器102可只測(cè)量因軸50圍繞偏航軸38彎曲而導(dǎo)致的變形。在其他實(shí)施例中，傳感器102可只測(cè)量因軸50圍繞傾斜軸72彎曲而導(dǎo)致的變形。在其他實(shí)施例中，傳感器102可測(cè)量因軸50圍繞偏航軸38和傾斜軸72彎曲而導(dǎo)致的變形，和/或測(cè)量因軸50沿著或圍繞任意合適的方向或軸彎曲而導(dǎo)致的變形。在一些實(shí)施例中，安裝到軸臺(tái)66的傳感器102可位于最大變形位置104。最大變形位置104為軸臺(tái)66上的位置,該位置受到因軸50在至少一個(gè)方向上或圍繞至少一個(gè)軸彎曲而導(dǎo)致的環(huán)繞軸臺(tái)66上位置的相對(duì)較高變形。在設(shè)計(jì)或測(cè)試軸臺(tái)66的過程中或在軸臺(tái)66運(yùn)行過程中,可針對(duì)特定軸臺(tái)66確定最大變形位置104。另外,在一些實(shí)施例中,傳感器102可位于變形梯度減少的區(qū)域中。這樣便可實(shí)現(xiàn)重復(fù)且可預(yù)測(cè)的測(cè)量。在一些實(shí)施例中，如圖4所示，軸臺(tái)66可設(shè)有至少一個(gè)安裝平臺(tái)106。安裝平臺(tái)106可是采用加工、鑄造，或其他方式設(shè)計(jì)到軸臺(tái)66的表面，且因此為傳感器102提供安裝位置。這樣便允許將傳感器102相對(duì)準(zhǔn)確地放置在軸臺(tái)66上。傳感器102因而可在安裝平臺(tái)106上安裝到軸臺(tái)66，如圖所示。另外，在一些實(shí)施例中，安裝平臺(tái)106可設(shè)在最大變形位置104。因此，有助于將傳感器102準(zhǔn)確放置在此最大變形位置104。系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)36?？刂葡到y(tǒng)36可以可通信的方式連接到傳感器102。此通信連接可通過物理連接實(shí)現(xiàn)，例如，通過電線或其他導(dǎo)線管或臍帶式軟線實(shí)現(xiàn)，或者可為無線連接，例如，基于紅外頻率、蜂窩頻率、聲頻、光頻或射頻的連接?？刂葡到y(tǒng)36可進(jìn)一步配置成響應(yīng)于軸臺(tái)50的變形來調(diào)整一片或多片轉(zhuǎn)子葉片22。例如，如上文所述，控制系統(tǒng)36可調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22圍繞變槳軸34的槳距，或圍繞偏航軸38的偏航。因此，控制系統(tǒng)36可進(jìn)一步配置成響應(yīng)于軸臺(tái)66的變形來作出此類調(diào)整。在一些實(shí) 施例中，此類調(diào)整可包括減少軸50在至少一個(gè)方向上或圍繞至少一個(gè)軸的彎矩。應(yīng)注意，在一些實(shí)施例中，軸臺(tái)66可在調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22之前便在一個(gè)或多個(gè)合適的方向上進(jìn)行預(yù)定量的變形。在這些實(shí)施例中，一旦軸臺(tái)66滿足或超出一定的預(yù)定變形量或變形范圍，控制系統(tǒng)36便調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22。為了響應(yīng)于軸臺(tái)60的變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22，控制系統(tǒng)36可包括合適的硬件和/或軟件，用于將軸臺(tái)60的變形與軸50的彎矩相關(guān)聯(lián)，如上文所述?？身憫?yīng)于所測(cè)量的變形和所計(jì)算的彎矩來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22，這樣便可根據(jù)需要或要求來減少或以其他方式改變彎矩。在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)36可配置成根據(jù)恒定的反饋回路來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22。因此，控制系統(tǒng)36可包括合適的軟件和/或硬件，以持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變形和彎矩并使其相關(guān)聯(lián)，并且根據(jù)要求調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22，以便將此類彎矩維持在預(yù)定限度內(nèi)，或者高于或低于預(yù)定的最小量或最大量。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)10中調(diào)整軸50的彎矩的方法。例如，所述方法可包括測(cè)量軸臺(tái)66的變形的步驟，如上文所述。在一些實(shí)施例中，該測(cè)量步驟包括測(cè)量因軸50圍繞偏航軸38和/或圍繞傾斜軸72彎曲而導(dǎo)致的變形。所述方法可進(jìn)一步包括響應(yīng)于軸臺(tái)66的變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22的步驟，如上文所述。本說明書使用了各種實(shí)例來揭示本發(fā)明，包括最佳模式，同時(shí)也讓所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)施所涵蓋的任何方法。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書界定，并可包括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員想出的其他實(shí)例。如果其他此類實(shí)例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義相同，或如果此類實(shí)例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義無實(shí)質(zhì)差別，則此類實(shí)例也屬于權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)中調(diào)整軸(50)的彎矩的系統(tǒng)(100),所述系統(tǒng)(100)包括 軸臺(tái)(66),其供所述軸(50)穿過； 傳感器(102)，其安裝到所述軸臺(tái)￠6)且測(cè)量所述軸臺(tái)￠6)的變形；以及 控制系統(tǒng)(36)，其以可通信的方式連接到所述傳感器(102)，所述控制系統(tǒng)(36)配置成響應(yīng)于所述軸臺(tái)￠6)的所述變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(100)，其進(jìn)一步包括多個(gè)傳感器(102)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I至2中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)(100)，其中所述傳感器(102)測(cè)量因所述軸(50)圍繞偏航軸(38)彎曲而導(dǎo)致的變形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)(100)，其中所述傳感器(102)測(cè) 量因所述軸(50)圍繞傾斜軸(72)彎曲而導(dǎo)致的變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)(100)，其中所述傳感器(102)為應(yīng)變計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)(100)，其中所述傳感器(102)測(cè)量所述軸臺(tái)(66)的應(yīng)變。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)(100)，其中所述傳感器(102)在最大變形位置(104)安裝到所述軸臺(tái)(66)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)(100)，其中所述軸臺(tái)(66)進(jìn)一步設(shè)有安裝平臺(tái)(106)，且其中所述傳感器(102)在所述安裝平臺(tái)(106)上安裝到所述軸臺(tái)(66) ο
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)(100)，其中所述控制系統(tǒng)(36)配置成響應(yīng)于所述軸臺(tái)￠6)的所述變形來調(diào)整所述轉(zhuǎn)子葉片(22)的槳距。
10.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10),其包括 軸(50)； 軸臺(tái)(66),其供所述軸(50)穿過； 傳感器(102)，其安裝到所述軸臺(tái)￠6)且測(cè)量所述軸臺(tái)￠6)的變形；以及 控制系統(tǒng)(36)，其以可通信的方式連接到所述傳感器(102)，所述控制系統(tǒng)(36)配置成響應(yīng)于所述軸臺(tái)￠6)的所述變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片(22)。
11.一種在風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)中調(diào)整軸(50)的彎矩的方法，所述方法包括 測(cè)量軸臺(tái)(66)的變形，所述軸臺(tái)(66)供所述軸(50)穿過；以及 響應(yīng)于所述軸臺(tái)(66)的所述變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片(22)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中測(cè)量步驟包括測(cè)量因所述軸(50)圍繞偏航軸(38)彎曲而導(dǎo)致的變形。
13.根據(jù)權(quán)利要求11至12中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述測(cè)量步驟包括測(cè)量因所述軸(50)圍繞傾斜軸(72)彎曲而導(dǎo)致的變形。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述變形為應(yīng)變。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一權(quán)利要求所述的方法，其中在所述軸臺(tái)￠6)上的最大變形位置(104)測(cè)量所述變形。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)整軸的彎矩的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括軸臺(tái)，其供所述軸穿過；傳感器，其安裝到所述軸臺(tái)并測(cè)量所述軸臺(tái)的變形；以及控制系統(tǒng)，其以可通信的方式連接到所述傳感器。所述控制系統(tǒng)配置成響應(yīng)于所述軸臺(tái)的所述變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片。所述方法包括測(cè)量軸臺(tái)的變形；以及響應(yīng)于所述軸臺(tái)的所述變形來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片。所述軸臺(tái)供所述軸穿過。
文檔編號(hào)F03D7/00GK102953931SQ201210306840
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者G.A.戈勒, D.R.馬什泰爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司