[發明專利]用于確定風力渦輪機葉片的載荷的方法和裝置

有效

• 申請號: 201180068792.0
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN103502789A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: M.普希里普森;L.E.詹森
• 申請（專利權）人: LMWP專利控股有限公司
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 譚佐晞;譚祐祥

技術領域

本發明涉及一種風力渦輪機葉片，及一種用于確定或估計例如風力渦輪機葉片的彎矩等載荷的方法和裝置，特別涉及風力渦輪機葉片的根端附近或根端處的根部力矩。

背景技術

為了使年發電量最大化，風力渦輪機制造商一直致力于提高他們的風力渦輪機的效率。進一步地，因為研發新的風力渦輪機機型需要花費很長時間和很多資源，所以風力渦輪機制造商對于延長他們的風力渦輪機機型的壽命感興趣。用于監控風力渦輪機和諸如風力渦輪葉片等風力渦輪機部件的工作參數的系統已成為日益受到關注的領域，以為了優化性能和延長不同部件的壽命。

因此，需要一種風力渦輪機葉片、方法及裝置，其能夠精確和有效地監控風力渦輪機或風力渦輪機葉片的一項或多項工作參數。受到特別關注的領域可能是在風力渦輪機操作時，監控被施加于風力渦輪機葉片上的載荷和壓力。

發明內容

因此，本發明提供了一種風力渦輪機葉片，所述風力渦輪機葉片沿著縱向軸線從根端延伸到尖端，并且在垂直于縱向軸線的橫平面內延伸，該橫平面具有穿過彈性中心點延伸的主軸線，所述風力渦輪機葉片包括形成具有壓力側和吸力側的成型輪廓的葉片殼體、以及具有翼弦的前緣和后緣，翼弦具有在前緣和后緣之間延伸的弦長，主軸線平行于翼弦。所述風力渦輪機葉片可以包括傳感器系統，該傳感器系統包括位于距根端第一距離處的第一傳感器位置的第一傳感器組，第一傳感器組例如用來測量第一彎矩，第一傳感器組包括用來測量主要分量的第一主要傳感器和用來測量次要分量的第一次要傳感器，其中位于橫平面內的第一主要傳感器軸線沿由第一主要傳感器和彈性中心點限定的方向定向，并且位于橫平面內的第一次要傳感器軸線沿由第一次要傳感器和彈性中心點限定的方向定向。第一主要傳感器軸線和第一次要傳感器軸線之間的角度可以介于從50°到130°的范圍內。

因此，根據本發明的風力渦輪機葉片允許僅用兩個位于橫截面內的傳感器來確定彎矩，從而節約制造成本。

也公開了一種風力渦輪機葉片，其沿著縱向軸線從根端延伸到尖端，并且在垂直于縱向軸線的橫平面內延伸，該橫平面具有穿過彈性中心點延伸的主軸線，所述風力渦輪機葉片包括形成具有壓力側和吸力側的成型輪廓的葉片殼體、以及具有翼弦的前緣和后緣，翼弦具有在前緣和后緣之間延伸的弦長，并且主軸線設置為與翼弦平行。該風力渦輪機葉片可以包括具有多個傳感器組的傳感器系統，每個傳感器組均包括多個傳感器，所述多個傳感器包括分別用于測量主要分量和次要分量的主要傳感器和次要傳感器。所述多個傳感器組包括第一傳感器組和第二傳感器組，第一傳感器組用于測量距根端第一距離處的第一傳感器位置的第一彎矩，第二傳感器組用于測量距根端第二距離處的不同于第一傳感器位置的第二傳感器位置的第二彎矩。該第一距離可以為至少1m。該第二距離可以為至少3m。

也公開了一種用于估計風力渦輪機葉片的彎矩的方法，例如如本文公開的風力渦輪機葉片的彎矩。該風力渦輪機葉片沿著縱向軸線從根端延伸到尖端，并且具有根部區域、過渡區域和翼型區域，所述方法包括如下步驟：獲得第一傳感器組信號，所述第一傳感器組信號指示在沿著風力渦輪機葉片的縱向軸線的不同于尖端的第一傳感器位置處的第一彎矩；以及基于第一傳感器組信號估計沿著縱向軸線的第一估計位置處的彎矩，其中，第一傳感器位置沿著縱向軸線不同于第一估計位置。

進一步地，公開了一種用于監控包括傳感器系統的風力渦輪機葉片的葉片監控系統，該葉片監控系統包括處理單元和連接到處理單元的接口。該處理單元配置為用于接收第一傳感器組信號，第一傳感器組信號指示沿著縱向軸線從根端延伸到尖端的風力渦輪機葉片的第一傳感器位置處的第一彎矩。該處理單元配置為用于基于第一傳感器組信號估計沿著縱向軸線的第一估計位置處的彎矩，其中第一傳感器位置沿著縱向軸線不同于第一估計位置。

需要一種具有低損耗的光學傳感器系統的風力渦輪機葉片。