一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其使用的風(fēng)向傳感器和零位校正裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型是有關(guān)于一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其使用的風(fēng)向傳感器和零位校正裝置，該零位校正裝置，包括本體及安裝在本體上的激光筆。該風(fēng)向傳感器底座上安裝有上述零位校正裝置，所述零位校正裝置的激光筆軸線與風(fēng)向傳感器底座的零刻度線對準(zhǔn)。該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙罩外安裝有上述風(fēng)向傳感器。本實用新型提供的校正裝置縮小了零位誤差，提高了風(fēng)向傳感器零位的精確度，提高了風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】—種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其使用的風(fēng)向傳感器和零位校正裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其使用的風(fēng)向傳感器和零位校正裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組偏航對風(fēng)不準(zhǔn)對機(jī)組發(fā)電量會產(chǎn)生明顯影響，直接影響了風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益。引起機(jī)組對風(fēng)不準(zhǔn)的主要原因是由于位于機(jī)艙上測量采集風(fēng)向的風(fēng)向傳感器采集到的零方向與機(jī)頭的實際方向存在偏差。
[0003]參照圖1所示，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向傳感器主要由蓋形螺母101、風(fēng)向標(biāo)部件102 (包括頭部、水平桿和尾翼)、轉(zhuǎn)軸103、信號輸出插座以及內(nèi)裝風(fēng)向碼信號發(fā)生器的底座104組成，并通過底座固定安裝在機(jī)艙罩殼頂部的氣象架上，底座上設(shè)置有零刻度線。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)部件102與零刻度所指方向一致時，風(fēng)向碼信號發(fā)生器輸出零度信號，因此風(fēng)向碼信號發(fā)生器輸出的角度代表了風(fēng)向與機(jī)組機(jī)頭方向的夾角，風(fēng)電機(jī)組通過偏航使夾角盡量保持在零度，實現(xiàn)機(jī)組的追風(fēng)動作。在實際風(fēng)電場運行中由于機(jī)組晃動等原因會導(dǎo)致風(fēng)向傳感器出現(xiàn)松動產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致風(fēng)向傳感器的零刻度線發(fā)生偏離，從而導(dǎo)致機(jī)組捕獲的風(fēng)能下降。
[0004]機(jī)艙罩殼頂部的 氣象架形式分兩種:橫桿式和豎管式。橫桿式氣象架通過螺母與風(fēng)速計、風(fēng)向傳感器加緊固定，豎管式氣象架主要依靠風(fēng)向標(biāo)套管外側(cè)的擰緊螺釘與風(fēng)向傳感器固定。
[0005]由于風(fēng)向傳感器需要將底座上的零刻度線與機(jī)頭方向?qū)R，在安裝和維護(hù)過程中，對零操作一般是由維護(hù)人員目測風(fēng)向標(biāo)零刻度線與氣象架的位置來完成，由于每個人感觀差異即會導(dǎo)致校正的誤差。從視覺效果上來看，橫桿式支架的風(fēng)向標(biāo)由于具有方形特征，在對零誤差尚可控制在5-10°左右，而豎桿式固定的風(fēng)向標(biāo)由于參考點在圓柱形豎桿上，確認(rèn)難度大，單從肉眼找誤差比較困難，因而會造成更大的對零誤差。
[0006]當(dāng)發(fā)生對風(fēng)不準(zhǔn)，即來風(fēng)Vtl與機(jī)頭方向成一定夾角^1￥時，參照圖2、圖3所示，從來流風(fēng)功率與能量利用系數(shù)兩方面來評價機(jī)組的出力損失。通過矢量分解將絕對來風(fēng)分解，機(jī)頭正方向來流速度Vw=Vc1COS(CIw),機(jī)組機(jī)頭方向風(fēng)輪橫截面內(nèi)流過的風(fēng)的功率Pw=P Vtl3COS3(CIw) A/2，由此可見，對風(fēng)不準(zhǔn)會直接導(dǎo)致機(jī)組發(fā)電量受損，使風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益受到巨大影響。
[0007]如何能創(chuàng)設(shè)一種可以定量的檢查風(fēng)向傳感器的零位誤差，使其校正準(zhǔn)確的新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其使用的風(fēng)向傳感器和零位校正裝置，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其使用的風(fēng)向傳感器和零位校正裝置，使其可降低風(fēng)向傳感器的零位誤差、提高風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益，從而克服現(xiàn)有的風(fēng)向傳感器零位校正誤差大、影響風(fēng)電場發(fā)電效率的不足。[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)向傳感器的零位校正裝置，包括本體及安裝在本體上的激光筆。
[0010]作為一種改進(jìn)，所述的激光筆通過固定座可拆卸地安裝在本體上。
[0011]所述的本體一端設(shè)有安裝槽，所述的固定座一端插入本體的安裝槽中，并通過位于兩側(cè)的螺釘和O型圈與安裝槽可拆卸連接。
[0012]所述的固定座安裝激光筆處為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述的激光筆通過止付螺絲固定在固定座的環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0013]所述的本體上標(biāo)有與激光筆軸線對應(yīng)的零刻度線。
[0014]此外，本實用新型還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向傳感器，其底座上安裝有上述零位校正裝置，所述零位校正裝置的激光筆軸線與風(fēng)向傳感器底座的零刻度線對準(zhǔn)。
[0015]最后，本實用新型還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其機(jī)艙罩外安裝有上述風(fēng)向傳感器。
[0016]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的風(fēng)向傳感器安裝在機(jī)艙罩的尾部，所述零位校正裝置的激光筆的安裝方向與機(jī)艙罩的軸線平行，投射點位于機(jī)艙罩上靠近機(jī)組風(fēng)輪處的位置。
[0017]采用這樣的設(shè)計后，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:
[0018]1、替代了單純依靠維護(hù)人員的直觀感受來校正風(fēng)向標(biāo)零位的技術(shù)，通過遠(yuǎn)端測量和采集，放大誤差，使得風(fēng)向傳感器零位的誤差檢測得以量化，從而有助于縮小零位誤差，提高風(fēng)向傳感器零位的精確度。
[0019]2、降低了風(fēng)電機(jī)組偏航對風(fēng)不準(zhǔn)的程度，有利于提升機(jī)組發(fā)電量和風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益。
[0020]3、本申請可以用于橫桿式和豎管式兩種形式的氣象架。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]圖1是現(xiàn)有風(fēng)向傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是機(jī)組與來流成一定夾角的示意圖。
[0024]圖3是機(jī)艙方向與風(fēng)向存在夾角時對應(yīng)的風(fēng)能利用率。
[0025]圖4是本實用新型風(fēng)向傳感器及其零位校正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是本實用新型零位校正裝置的校正原理圖。
[0027]圖6是本實用新型零位校正裝置的使用方法流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0029]參照圖4所示，本實用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)向傳感器的零位校正裝置，主要包括本體I及安裝在本體上的激光筆2。
[0030]具體來說，激光筆2可通過固定座3可拆卸地安裝在本體I上。例如，可如圖所示在本體I 一端設(shè)置安裝槽，固定座3可設(shè)計為一端為環(huán)狀結(jié)構(gòu),一端插入本體I的安裝槽中，并通過位于兩側(cè)的螺釘和O型圈可拆卸的固定在安裝槽中，此時，激光筆通過止付螺絲套裝固定在固定座的環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)即可。上述各種可拆卸結(jié)構(gòu)措施，可便于對現(xiàn)有風(fēng)向傳感器的改造、加裝零位校正裝置，還便于根據(jù)需要隨時安裝、拆卸、替換激光筆。
[0031]此外，還可在本體I上標(biāo)注與激光筆2的軸線對應(yīng)的零刻度線，以便于零位校正裝置與風(fēng)向傳感器的安裝和對準(zhǔn)。
[0032]對應(yīng)的，本實用新型風(fēng)向傳感器即是在現(xiàn)有的風(fēng)向傳感器底座104上安裝上述零位校正裝置，安裝過程應(yīng)保證零位校正裝置的激光筆軸線與風(fēng)向傳感器底座的零刻度線對準(zhǔn)。如已在零位校正裝置的本體上I標(biāo)注零刻度線，將該零刻度線與風(fēng)向傳感器底座104上的零刻度線對齊即可。
[0033]將上述帶有零位校正裝置的風(fēng)向傳感器應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上時，可將該風(fēng)向傳感器安裝在機(jī)組機(jī)艙罩10的外側(cè)尾部，零位校正裝置的激光筆2的軸線在機(jī)艙罩上的投影應(yīng)與機(jī)艙罩10的軸線平行，且激光筆2的投射光線逐漸靠近機(jī)艙罩表面以使投射在機(jī)艙罩上靠近機(jī)組風(fēng)輪的位置處。
[0034]使用時，參照圖5、圖6所示，首先，將零位校正裝置的本體I固定在風(fēng)向傳感器的底座104上，使本體I的零刻度線與風(fēng)向傳感器底座上的零刻度線對齊；之后，將激光筆2安裝到本體I上；最后，打開激光筆2，光線投射在較遠(yuǎn)距離處的機(jī)艙罩上。
[0035]在機(jī)艙罩外側(cè)選取一條與機(jī)艙罩軸線平行的直線:若風(fēng)向傳感器不存在零位偏差，則風(fēng)向傳感器轉(zhuǎn)軸的軸心在機(jī)艙罩上的投影與激光筆投射點到該直線的距離相等，即D=Fl ;若風(fēng)向傳感器存在零位偏差，則D Φ F2。由于投射距離較遠(yuǎn)，風(fēng)向傳感器處的零位誤差在投射點處被放大，因而較易被觀測到，同時還可以F=D作為風(fēng)向傳感器的零位校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，更加精確。
[0036]本實用新型從遠(yuǎn)端進(jìn)行測量風(fēng)向傳感器的零刻度線位置并指導(dǎo)校正，使得風(fēng)向傳感器的零位誤差得以量化，從而利于縮小零位誤差，并提高風(fēng)向傳感器零位的精確度。
[0037]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)向傳感器的零位校正裝置，其特征在于:包括本體及安裝在本體上的激光筆，所述的激光筆通過固定座可拆卸地安裝在本體上，所述的本體一端設(shè)有安裝槽，所述的固定座一端插入本體的安裝槽中，并通過位于兩側(cè)的螺釘和O型圈與安裝槽可拆卸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)向傳感器的零位校正裝置，其特征在于所述的固定座安裝激光筆處為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述的激光筆通過止付螺絲固定在固定座的環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)向傳感器的零位校正裝置，其特征在于所述的本體上標(biāo)有與激光筆軸線對應(yīng)的零刻度線。
4.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述的風(fēng)向傳感器的底座上安裝有零位校正裝置，所述零位校正裝置包括本體及安裝在本體上的激光筆，所述的激光筆的軸線與風(fēng)向傳感器底座的零刻度線對準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述的激光筆通過固定座可拆卸地安裝在本體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述的本體一端設(shè)有安裝槽，所述的固定座一端插入本體的安裝槽中，并通過位于兩側(cè)的螺釘和O型圈與安裝槽可拆卸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述的固定座安裝激光筆處為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述的激光筆通過止付螺絲固定在固定座的環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述的本體上標(biāo)有與激光筆軸線對應(yīng)的零刻度線。
9.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,其特征在于其機(jī)艙罩外安裝有權(quán)利要求4-8任一項所述的風(fēng)向傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的風(fēng)向傳感器安裝在機(jī)艙罩的尾部，所述零位校正裝置的激光筆的軸線在機(jī)艙罩上的投影與機(jī)艙罩的軸線平行，且激光筆的投射光線逐漸靠近機(jī)艙罩表面以投射在機(jī)艙罩上靠近機(jī)組風(fēng)輪的位置處。
【文檔編號】F03D11/00GK203770030SQ201320833912
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】胥佳, 劉瑞華, 岳俊紅, 易莉, 賀心怡 申請人:龍源（北京）風(fēng)電工程技術(shù)有限公司