[發(fā)明專利]風(fēng)輪機(jī)輪轂的供電結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380045436.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN104583587B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·F·包恩;J·L·紐鮑爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): F03D1/06
• 分類號(hào): F03D1/06;F03D80/40
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)輪機(jī)，其包括用于將電力從機(jī)艙供給至轉(zhuǎn)子的供電結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在風(fēng)電工業(yè)中，存在制造尺寸增大的風(fēng)輪機(jī)的趨勢(shì)，由此也增加了風(fēng)輪機(jī)各個(gè)部分的尺寸。傳統(tǒng)地，當(dāng)轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地連接至機(jī)艙時(shí)，通過使用滑環(huán)將電力從機(jī)艙傳遞至轉(zhuǎn)子。因而，滑環(huán)能夠用于將電力從靜止的機(jī)艙傳遞至旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。由于風(fēng)輪機(jī)的增大尺寸，滑環(huán)需要具有相當(dāng)大的尺寸。

此外，滑環(huán)會(huì)受到嚴(yán)重磨損，因而會(huì)需要定期維修或者甚至更換。而且，滑環(huán)無法始終提供用于高電力電流傳輸?shù)某浞至己媒佑|。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例的目的是提供一種風(fēng)輪機(jī)，該風(fēng)輪機(jī)具有用于將電力從機(jī)艙供給至轉(zhuǎn)子的改進(jìn)的供電結(jié)構(gòu)。

根據(jù)第一方案，本發(fā)明提供了一種風(fēng)輪機(jī)，該風(fēng)輪機(jī)包括：機(jī)艙；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括附接至輪轂的至少一個(gè)葉片，所述轉(zhuǎn)子繞著旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述機(jī)艙；以及供電結(jié)構(gòu)，該供電結(jié)構(gòu)用于將電力從所述機(jī)艙供給至所述轉(zhuǎn)子，其中，所述供電結(jié)構(gòu)包括具有連接模式和斷開模式的開關(guān)，在所述連接模式中所述機(jī)艙和所述轉(zhuǎn)子電連接，在所述斷開模式中所述機(jī)艙和所述轉(zhuǎn)子電斷開，并且其中，所述開關(guān)適于在所述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)時(shí)從所述斷開模式改變至所述連接模式。

在本發(fā)明的內(nèi)容中，術(shù)語“風(fēng)輪機(jī)”應(yīng)該解釋為指代一種裝置，該裝置能夠?qū)L(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，優(yōu)選供給至電力網(wǎng)。至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片從風(fēng)中提取能量，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接經(jīng)由定子部分和轉(zhuǎn)子部分或者經(jīng)由驅(qū)動(dòng)鏈(例如包括主軸、齒輪系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的輸入軸)傳遞至發(fā)電機(jī)。

轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)附接至輪轂的風(fēng)輪機(jī)葉片。當(dāng)至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片從風(fēng)中提取能量時(shí)輪轂旋轉(zhuǎn)。在風(fēng)輪機(jī)是一種包括用于將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)鏈的情況下，輪轂可以有利地以這種方式連接至主軸，所述方式為將輪轂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的輪轂中，經(jīng)由輪轂上的主軸凸緣和主軸上對(duì)應(yīng)的凸緣，主軸可以連接至輪轂。類似地，所述至少一個(gè)葉片可以經(jīng)由葉片凸緣和風(fēng)輪機(jī)葉片上的對(duì)應(yīng)凸緣連接至輪轂，優(yōu)選經(jīng)由變槳軸承連接至輪轂。

轉(zhuǎn)子繞著旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至機(jī)艙。機(jī)艙可以收納將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能所必須的部件和系統(tǒng)。部件的范圍從重型發(fā)電機(jī)、變速箱、制動(dòng)器以及變壓器到小的電子部件。

通過提供具有用于機(jī)艙和轉(zhuǎn)子之間的電連接的連接和斷開的開關(guān)的供電結(jié)構(gòu)，能夠減小用于將電力從機(jī)艙供給至轉(zhuǎn)子的供電結(jié)構(gòu)的磨損，因?yàn)槟軌騼H當(dāng)需要時(shí)建立電連接。

此外，磨損甚至可以降得更低，因?yàn)楫?dāng)在轉(zhuǎn)子中不需要電力時(shí)能夠中斷電接觸。

在本發(fā)明的內(nèi)容中，術(shù)語“將電力從機(jī)艙供給至轉(zhuǎn)子”應(yīng)該解釋為意味著將電力從機(jī)艙供給至轉(zhuǎn)子或者轉(zhuǎn)子中包括的元件，或者至少跟隨轉(zhuǎn)子(諸如葉片、輪轂等)的旋轉(zhuǎn)。

風(fēng)輪機(jī)可以包括適于檢測(cè)轉(zhuǎn)子何時(shí)不旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)傳感器形成開關(guān)的一部分。該傳感器可以形成發(fā)電機(jī)的一部分或者簡(jiǎn)單地由發(fā)電機(jī)構(gòu)成，即當(dāng)風(fēng)輪機(jī)不生產(chǎn)電能時(shí)，轉(zhuǎn)子可以被認(rèn)為是“不旋轉(zhuǎn)”。

由于每當(dāng)轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)時(shí)不必要建立從機(jī)艙至轉(zhuǎn)子的電連接，所以從斷開模式至連接模式的改變可以以轉(zhuǎn)子中的電力需求為條件，即風(fēng)輪機(jī)可以適于檢測(cè)轉(zhuǎn)子中電力的需求并且基于檢測(cè)到的需求而從斷開模式改變至連接模式。

作為一個(gè)例子，轉(zhuǎn)子中的電力需求可以是對(duì)用于至少一個(gè)葉片進(jìn)行除冰的電力需求，對(duì)用于加熱輪轂的電力需求，對(duì)用于照明輪轂的電力需求，對(duì)用于維修需要的電力需求等。電力還可以用于其他目的。

風(fēng)輪機(jī)可以包括檢測(cè)結(jié)構(gòu)以檢測(cè)對(duì)電力的需求。檢測(cè)結(jié)構(gòu)可以具體地與除冰結(jié)構(gòu)通信以當(dāng)除冰結(jié)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)改變至連接模式。

開關(guān)的模式的改變可以由控制結(jié)構(gòu)控制，例如由電子處理器控制。該控制結(jié)構(gòu)可以從旋轉(zhuǎn)傳感器以及從一個(gè)或多個(gè)電力需求傳感器接收輸入。電力需求傳感器可以包括例如溫度傳感器、光傳感器等。此外，模式的改變可以通過人工干預(yù)開啟。

因而，從斷開模式至連接模式的改變可以自動(dòng)執(zhí)行，例如基于指示轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的信號(hào)，或者基于既指示轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)同時(shí)又指示存在電力需求的信號(hào)。應(yīng)該理解的是，從斷開模式改變之前還需要滿足其他參數(shù)。

在可替換實(shí)施例中，從斷開模式至連接模式的改變被人工地執(zhí)行，或者至少通過人工干預(yù)。

為了建立機(jī)艙和轉(zhuǎn)子之間的電連接，開關(guān)可以包括傳輸接觸面和接收接觸面。接收接觸面可以跟隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而使得接觸面能相對(duì)于彼此移動(dòng)地旋轉(zhuǎn)。因而，在斷開模式中，接收接觸面可以與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。而當(dāng)轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)時(shí)，接收接觸面也不旋轉(zhuǎn)，由此開關(guān)可以從斷開模式改變至連接模式。