[發明專利]用于風力渦輪的非接觸式紅外數據傳輸

有效

• 申請號: 201010620935.1
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102103793A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: J·E·赫梅爾曼;S·布蘭德霍夫;A·F·菲澤尼
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G08C23/04
• 分類號: G08C23/04;F03D1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;曹若

技術領域

本發明大體涉及風力渦輪，更具體地涉及用于使數據和信號能夠在風力渦輪機艙的非旋轉部分和旋轉輪轂之間傳輸的方法和裝置。

背景技術

傳統的滑環通常用于在風力渦輪的固定部分和旋轉部分之間傳輸離散的低壓信號并適應通信總線協議。滑環還用于轉換AC或DC功率?；h是基于通過導電滑動元件實現的固定結構和旋轉結構之間的物理連接，該導電滑動元件經受磨損從而限制滑環的設計壽命和可靠性。

用于使數據能夠在風力渦輪機艙的非旋轉部分和旋轉輪轂之間傳輸的其它技術可包括使用光纖旋轉接頭或使用無線傳輸、GSM移動傳輸、(多個)電感耦合或(多個)電容耦合。

提供如下的用于使數據和信號能夠在風力渦輪機艙的非旋轉部分和旋轉輪轂之間傳輸的方法和裝置將是有利的：該方法和裝置更加低廉地制造或者另外地采用，同時相比于需要使用光纖旋轉接頭、無線傳輸、GSM移動傳輸、(多個)電感耦合或者(多個)電容耦合的方法和裝置實現相同的或更高的可靠性。

發明內容

根據一個實施例，用于風力渦輪的用于使信號和數據經由紅外(IR)光的方式傳輸的裝置包括多個IR數據通信元件，其構造成響應于風力渦輪旋轉部分的旋轉在風力渦輪的非旋轉部分和可旋轉風力渦輪輪轂之間提供單向或雙向IR數據和信號交換的多個IR數據通信元件。

附圖說明

當參考附圖閱讀下列詳細說明時，本發明的這些以及其它特征、方面和優點將變得更易理解，在整個圖紙中，相同的字符代表相同的零件，其中：

圖1示出本發明的實施例集成在其中的風力渦輪；

圖2是示出本發明的實施例集成在其中的用于功率和數據通信系統的風力渦輪機艙和輪轂中的構件的簡化框圖；以及

圖3示出圖2所示的風力渦輪信號和數據通信系統的旋轉接頭部分的更詳細的視圖，顯示根據一個實施例的紅外(IR)數據通信元件。

盡管上述圖形提出替換性實施例，但是可預期本發明的其它實施例，如在論述中所述。總之，本公開以代表性而非限制性的方式說明本發明的圖示實施例。許多其它的修改和實施例可由本領域的技術人員設計，其屬于本發明的原理的范圍和精神內。

部件列表

10風力渦輪

11機艙

12塔架

14轉子葉片

15轉子葉片

16轉子葉片

18轉子輪轂

20風力渦輪數據通信系統

22齒輪箱

24變槳管(pitch?tube)

28頂盒

30數據/信號通信總線

32功率供應總線

40旋轉接頭

41數據/信號旋轉接頭

42功率旋轉接頭

50固定分段

52旋轉分段

54凸緣

56IR數據通信元件

58中心軸線

60IR數據通信元件

62IR數據通信元件

64IR數據通信元件

66IR數據通信元件

68信號傳輸軸線

70信號傳輸軸線

72主動表面加熱器

74旋轉表面擦拭器

76變槳管入口點

80自適應IR鏈路控制器

81微電子器件

82主控制器

具體實施方式

在一些構造中并參考圖1，風力渦輪10包括容納發電機的機艙11。機艙11安裝在高塔架12的頂上。風力渦輪10還包括轉子，其包括附連到旋轉輪轂18的一個或更多個轉子葉片14，15，16。盡管圖1所示的風力渦輪10包括三個轉子葉片14，15，16，但是本文所述實施例所需的轉子葉片的數量沒有具體限制。

在一些構造中，各種構件容納在風力渦輪10的塔架12頂上的機艙11中。塔架12的高度基于本領域已知的因素和條件進行選擇。在一些構造中，包括算法軟件的一個或更多個控制器用于風速監測和渦輪控制并可基于分配式或集中式控制架構。

在一些構造中，提供一個或更多個可變葉片槳距驅動執行器以控制葉片14，15，16的槳距。在一些構造中，葉片14，15，16的槳距由葉片槳距執行器單獨地控制。

風力渦輪的傳動系包括主轉子軸(也稱為“低速軸”)，其經由主軸承連接到輪轂18和(在一些構造中)在轉子軸的相對端連接到在圖2中標記為22的齒輪箱。在一些構造中，齒輪箱22利用雙路徑幾何形狀驅動包圍的高速軸。在其它構造中，該主轉子軸直接聯接到發電機。該高速軸用于驅動發電機。