[發明專利]風力渦輪機的偏航方位確定

無效

• 申請號: 200910215195.0
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101825056A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: T·E·麥科爾肯達爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/00
• 分類號: F03D1/00;F03D7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;楊松齡

相關申請的交叉引用

這里公開的本主題大體上涉及由Pedro?Benito等與本申請同時提交的共同擁有的、未決的美國專利No.______(代理卷號No.233934)“帶有GPS負載控制的風力渦輪機”。

技術領域

這里公開的本主題大體上涉及風力渦輪機，具體而言，涉及使用定位系統來確定偏航方位。

背景技術

風力渦輪機是用于將風力中的動能轉化為機械能的機器。如果這種機械能直接被機器使用，諸如用來抽水或磨麥，那么風力渦輪機可以被稱為風力磨坊。類似地，如果機械能被轉化為電能，那么該機器還可以被稱為風力發電機或風力發電站。

風力渦輪機通常根據葉片繞著旋轉的垂直或水平的軸線而分類。一個所謂的水平軸線的風力發電機在圖1中示意性地圖示，并可從通用電氣公司獲得。風力渦輪機2的具體配置包括塔架4，該塔架支撐將傳動系統8包圍的外罩6。葉片10被布置在輪轂9上，以在傳動系統8的位于外罩6外側的一端形成“轉子”。旋轉的葉片10驅動齒輪箱12，該齒輪箱在傳動系統8的與控制系統16一起布置在外罩6內側的另一端連接到發電機14上，該控制系統從風速計18接收輸入。

風速計18通常包括用于確定風向的風向標或其它設備，控制系統16然后使用該風向而在垂直的“偏航”軸線上旋轉外罩6的“方位”以定位葉片10，從而使其面向風。例如，共同轉讓的美國專利No.7,126,236公開了一種偏航定向系統且在這里通過引用而整體地接合。然而，由葉片10導致的湍流能夠降低由風速計18感測的風向的精確度。

現有的風力渦輪機的偏航控制系統通常旋轉外罩直至風向標(wind?vane)與外罩的方位對齊，在該點處，偏航運動停止。換言之，偏航是相對于風向而進行的，而不是相對于羅盤方向。即使渦輪機在外罩位置具有100度的誤差，渦輪機的風向標仍將使控制系統適當地使外罩偏航至風中。

另外，即使在風向能夠被精確地確定時，可能也不知道外罩的當前方位是否有足夠的精確度以精確地將葉片重新定位至下一偏航方位。這個問題出現是因為在使用地標測視(landmark?sighting)和羅盤航向(compass?headings)的誤差傾向手動系統(error?prone?manual?system)的渦輪機試運行期間，通常僅設定一次外罩6的初始的“絕對”偏航位置。一旦設定，該絕對偏航位置基準點由于供電中斷、控制系統問題和/或其它因素而隨時間漂移。因此，基于這個不正確的絕對偏航位置的任何方位變化也是不正確的，妨礙了葉片10被精確地重新定位。因此，在精確的定位對于得到有用的結果而言很關鍵的電力性能和負載測試期間，必須經常提供用于確定偏航方位的輔助技術。

發明內容

與這些常規方法相關的這些和其它方面在本文中通過以各種實施例提供一種風力渦輪機而得以解決，該風力渦輪機包括用于確定指示風力渦輪機的偏航方位的位置的位置傳感器。

附圖說明

現在將參照以下附圖來描述本技術的各方面，這些附圖不必按比例繪制，但在幾個圖的各個中始終使用相同的參考數字以表示相應的部件。

圖1是常規的風力發電機的示意側視圖。

圖2是包括了圖1所示的風力發電機的上部的風力渦輪機系統的示意俯視圖。

圖3是圖2所示的風力渦輪機系統的示意正視圖。

圖4是圖2所示的風力渦輪機系統的示意側視圖。

符號說明

2：風力渦輪機

4：塔架

6：外罩

8：傳動系統

9：輪轂

10：葉片

12：齒輪箱

14：發電機

16：控制系統

18：風速計

22：位置傳感器

24：弧線

26：延伸件

28：傳動系統軸線

30：水平的轉子平面軸線

32：垂直的轉子平面軸線

具體實施方式

圖2、3以及4分別是具有一個或更多的位置傳感器22的風力渦輪機系統的示意俯視圖、示意正視圖以及示意側視圖，該位置傳感器與圖1所示的風力渦輪機2一起使用。然而，這里描述的技術也可以與任何其它風力渦輪機一起使用。