[發明專利]檢測葉片高轉速的布置

無效

• 申請號: 200910259027.1
• 申請日: 2009-12-09
• 公開（公告）號: CN101900741A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: P·埃格達爾;J·C·克爾德森
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G01P3/36
• 分類號: G01P3/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 范曉斌;曹若

技術領域

本發明涉及一種檢測葉片特別是風力渦輪機葉片的高轉速的布置。

背景技術

風力渦輪機葉片的轉速必須持續監測以防止由例如作用在葉片上的高風速導致的損傷。

如果轉速超過預定值，風力葉片必須被轉動脫離風以降低轉速。

如果在旋轉葉片處放置傳感器，葉片的轉速可精確檢測。傳感器準備好檢測由葉片轉動而產生的作用在葉片上的實際的離心或向心力。

如果測得的力過大，借助于電線傳送信號至控制單元，用于進一步處理。優選實施方式中，控制單元可為風力渦輪機的一部分。

需要保護所使用的電線不受雷擊，以避免對整個系統的雷電損害。

由于需要避雷，該線裝(wire-bound)系統是昂貴且復雜的。

發明內容

因此本發明的目的在于提供一種改進的檢測旋轉葉片的高轉速的布置。

該目的通過權利要求1的特征得以實現。

本發明的優選實施方式為從屬權利要求的主題。

依照本發明，一種布置被用于確定繞軸線旋轉的葉片的轉速。發射單元位于旋轉葉片處，而接收單元位于葉片的旋轉轂處。發射單元和接收單元由用于將信號從發射單元傳輸至接收單元的傳輸系統連接。用于檢測由于葉片轉動而作用在葉片上的力的檢測單元位于葉片處。檢測單元制成在檢測到的力超過預定值時中斷信號的傳輸。接收單元包括控制單元，通過估算信號的中斷傳輸來檢測葉片的高轉速。

傳輸系統制成光傳輸系統，其將光信號從發射單元傳輸至接收單元以用來估算。

依照本發明，發射至少一個光信號用于檢測高轉速。因此，接收單元和發射單元相互電隔離。因此對線裝信號傳輸而言無需在它們之間使用金屬連接。這導致不太需要避雷。

優選實施方式中，光學傳感器單元置于葉片處，離轂一定距離。由于作用在旋轉元件上的離心力與環形運動的半徑相關，因此本發明布置的精度得以改進。

本發明布置以多種方式被構造為所謂“故障保護布置”。由控制單元通過信號的中斷傳輸檢測到的任何故障將產生關于錯誤的消息。

因此光學傳輸系統(光源、光纖、中斷器、檢光器)內的任何故障都被確定。

附圖說明

本發明將借助于附圖得到更詳細顯示。

圖1借助于簡化的框圖顯示了本發明的方法，

圖2顯示了制作用于本發明的中斷器的第一實例，以及

圖3顯示了制作用于本發明的中斷器的另一實例。

具體實施方式

圖1借助于簡化的框圖顯示了本發明的方法。繞軸線旋轉的葉片BL的過高轉速ROS借助于第一發射/接收單元TU1和第二發射/接收單元TU2被檢測。

第一發射/接收單元TU1例如位于風力渦輪機的旋轉轂HB處。第二發射/接收單元TU2位于旋轉葉片BL處。

第一發射/接收單元TU1和第二發射/接收單元TU2與兩個光纖OF1、OF2連接。

第一光纖OF1用于將光學第一信號OS1從第一發射/接收單元TU1傳輸至第二發射/接收單元TU2，而第二光纖OF2用于將光學第二信號OS2從第二發射/接收單元TU2傳輸至第一發射/接收單元TU1。

第二發射/接收單元TU2可包括傳感器單元SU。該傳感器單元SU接收由第一發射/接收單元TU1產生并經由光纖OF1傳送至第二發射/接收單元TU2的傳輸光信號OS1。

傳感器單元SU聯接有用作檢測單元的中斷器IR。中斷器檢測由于葉片BL旋轉而作用在該葉片上的離心或向心力。因此該力取決于葉片的轉速ROS。

中斷器IR制成在檢測到的力超過預定值時中斷第二信號OS2的傳輸。

因此，如果葉片BL轉速ROS或甚至是作用在葉片BL上的相關力低于預定值，傳感器單元SU僅將光信號OS1作為光信號OS2傳回第一發射/接收單元TU1。

如果兩個光纖OF1、OF2與中斷器IR光學連接，傳感器單元SU可省略。在此情況下，中斷器IR為兩光纖之間光傳輸路徑的一部分。

如果力超過預定值，中斷器IR阻止光信號OS2傳回到第一發射/接收單元TU1。因此作為開關的中斷器IR可為任何合適的配置。

第一發射/接收單元TU1包括用于檢測光信號OS2的檢光器LD，該信號OS2被從第二發射/接收單元TU2傳輸至第一發射/接收單元TU1。

因為發射/接收單元TU1、TU2二者均在旋轉，它們可經由光纖OF1、OF2穩定地相互連接。

如上所述，僅當葉片BL的轉速ROS低于預定速度值時才傳送光信號OS2。

控制單元CU優選地位于避雷區域內的轂HB處。