CN103375360B

CN103375360B - 发电装置

Info

Publication number: CN103375360B
Application number: CN201210395502.XA
Authority: CN
Inventors: 宫本恭祐; 西真一; 宇都宫将之
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: JP2013221405A; JP5626256B2; KR20130116153A; CN103375360A; US8604636B2; BR102012023533A2; KR101520159B1; EP2650532B1; EP2650532A2; EP2650532A3; US20130270833A1

Abstract

本发明提供了一种发电装置。根据实施方式的发电装置包括：旋转轴、滑环、检测轴和位置检测器。来自螺旋桨的布线穿过其中的旋转轴与螺旋桨一起旋转。滑环的一端耦接到旋转轴。检测轴设置在滑环的另一端并且与旋转轴一起旋转。位置检测器检测检测轴的旋转位置，从而检测螺旋桨的旋转位置。

Description

发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置。

背景技术

已知通过利用风力、洋流和其它流体旋转螺旋桨来产生电力的螺旋桨发电装置。例如，风力发电装置通过使用发电机将通过接收风力而旋转的螺旋桨的机械能转换为电能。

螺旋桨发电装置可以包括诸如检测发电机的螺旋桨的旋转位置的编码器的位置检测器。现有技术的一些发电装置在螺旋桨轴上具有这样的位置检测器。位置检测器检测螺旋桨轴的旋转位置，从而检测螺旋桨的旋转位置（例如，参见日本专利申请特开No.2011-208635）。

然而，螺旋桨轴通常具有大的轴直径，其可能导致位置检测器在安装到螺旋桨轴上时变得更大。

鉴于上述缺点，实施方式的方面的目的在于提供一种能够减小其用于检测螺旋桨的旋转位置的位置检测器的尺寸的发电装置。

发明内容

根据实施方式的方面的发电装置包括：旋转轴、滑环、检测轴和位置检测器。来自螺旋桨的布线穿过其中的旋转轴与螺旋桨一起旋转。滑环的一端耦接到旋转轴。设置在滑环的另一端的检测轴与旋转轴一起旋转。位置检测器检测检测轴的旋转位置，从而检测螺旋桨的旋转位置。

根据实施方式的方面，能够减小用于检测螺旋桨的旋转位置的位置检测器的大小。

附图说明

参考下面的附图和实施方式的描述能够更完全地了解本发明并且能够容易地理解其优点。

图1是示出根据第一实施方式的风力发电装置的结构的图。

图2是示出机舱中的装置的布置的示意性侧视图。

图3是示出螺旋桨和滑环之间的关系的示意图。

图4是增速齿轮和发电机的示意性截面侧视图。

图5是滑环的示意性截面侧视图。

图6是示出旋转轴的另一结构的示意性截面侧视图。

图7和图8是示出机舱中的装置的不同结构的示意性侧视图。

具体实施方式

参考附图，将在下面详细描述本申请中公开的发电装置的实施方式。在下面的实施方式中，将描述本申请中公开的发电装置应用于风力发电装置的示例。然而，本申请中公开的发电装置也能够应用于除了风力发电装置之外的螺旋桨发电装置。本申请中公开的发电装置也能够应用于例如通过利用洋流旋转螺旋桨生成电力的潮汐能发电机。

图1是示出根据第一实施方式的风力发电装置的结构的图。如图1中所示，风力发电装置1包括风力发电单元10和电力转换装置20以将电力提供到电力系统30。为了容易地理解本发明，从图1中省略了结构的一些部分。为了使得下面描述中的位置关系更清楚，规定了彼此垂直的X轴和Y轴。X轴上的正方向表示竖直向上的方向。

风力发电单元10包括塔体110、具有机舱120和螺旋桨130的风车140。螺旋桨130包括毂130a和安装在毂130a上的不同位置的多个桨叶130b。

多个桨叶的桨距角可以改变。桨距角表示螺旋桨130的旋转平面与桨叶130b的弦形成的角度。当桨距角变小时，桨叶130b的风接收面积变大。换言之，因为由于风引起的桨叶130b的拖拽力变大，因此，能够从风获得更多的能量。

机舱120由塔体110可旋转地支撑。机舱120容纳通过螺旋桨轴150耦接到螺旋桨130的发电机13。发电机13是能够用马达的旋转电机，例如永磁旋转电机。螺旋桨轴150耦接到螺旋桨130的毂130a。

由发电机13生成的电力被输出到电力转换装置20，由电力转换装置20进行转换，并且被提供到电力系统30。将在下面描述电力转换装置20的结构和操作。

机舱120还包括用于检测由风力旋转的螺旋桨130的旋转位置的位置检测器16。在第一实施方式中，位置检测器16是检测绝对位置的绝对值编码器。因此，即使当螺旋桨130在断电状态下由于例如强风而旋转时，该位置检测器16也能够检测到螺旋桨130的当前旋转位置而没有返回到原点。

由位置检测器16检测到的螺旋桨130的旋转位置通过集中控制器40输出到桨距控制器50。在通过集中控制器40获得螺旋桨130的旋转位置之后，桨距控制器50执行其中根据螺旋桨130的旋转位置改变每个桨叶130b的桨距角的桨距控制处理。在下面将描述集中控制器40和桨距控制器50的具体操作。

从强度或者发电效率的角度，螺旋桨轴的轴直径通常形成为较大。这会在将用于检测螺旋桨的旋转位置的位置检测器安装到螺旋桨轴以便于通过检测螺旋桨轴的旋转位置来检测螺旋桨的旋转位置时使得位置检测器变得较大。

另外，当轴直径变得较大时，可发送的扭矩增加。这会在将位置检测器安装到具有较大的轴直径的螺旋桨轴时对位置检测器施加大量的机械应力。

螺旋桨130包括一些装置，例如通过驱动桨叶130b改变桨叶130b的桨距角的桨距驱动单元。机舱120还容纳用于将电力提供给这些装置的滑环15。

具体地，风力发电装置1包括耦接到螺旋桨130的旋转轴。布线穿过滑环15被安装到的旋转轴。滑环15具有来自螺旋桨130的布线被连接到的旋转单元和电耦接到旋转单元的固定单元。来自螺旋桨130的布线通过滑环15的旋转单元和固定单元连接到外部布线。这使得能够在与螺旋桨130一起旋转的处于螺旋桨130中的装置与没有旋转的外部装置之间进行电力和信号的发送或接收。

因此，除了螺旋桨轴150之外，风力发电装置1还包括与螺旋桨130一起旋转的旋转轴。因此，在根据第一实施方式的风力发电装置1中，设计为通过利用位置检测器16检测旋转轴的旋转位置来检测螺旋桨130的旋转位置。

旋转轴具有小于螺旋桨轴150的轴直径的轴直径。与检测螺旋桨轴150的旋转位置的示例相比较，这能够减小位置检测器16的大小，从而减小施加到位置检测器16的机械应力。

下面，将详细描述位置检测器16的布置和连接关系。图2是示出机舱120中的装置的布置的示意性侧视图。

如图2中所示，除了上述发电机13、滑环15和位置检测器16之外，机舱120还容纳轴承单元11、增速齿轮12、制动器14、输出轴160、旋转轴170、检测轴180。

轴承单元11、增速齿轮12、发电机13、制动器14、滑环15和位置检测器16被从最靠近螺旋桨130的一侧开始按顺序布置。下面，设置有螺旋桨130的一侧被定义为风力发电装置1的前面，而设置有位置检测器16的另一侧被定义为风力发电装置1的后面。

在根据第一实施方式的风力发电装置1中，增速齿轮12的输入轴和输出轴、发电机13的输入轴、旋转轴170和检测轴180与螺旋桨轴150（即，螺旋桨130的旋转轴）同轴地布置。这能够减小容纳这些装置的机舱120的大小。“同轴”不是严格需要的。即，这些轴可以相对于彼此具有略微的偏差。这同样适用于下面的描述。

轴承单元11例如是通过使用例如滚柱轴承可旋转地支撑螺旋桨轴150的组件。增速齿轮12增加增速齿轮12的输入轴耦接到的螺旋桨轴150的旋转速度并且将该旋转速度输出到螺旋桨轴150。增速齿轮12的输入轴和输出轴与螺旋桨轴150的中心轴布线R同轴地布置。

在第一实施方式中，图2中所示的输出轴160对应于增速齿轮12的输出轴。更具体地，在第一实施方式中，描述增速齿轮12的输出轴160也是发电机13的输入轴并且通过发电机13的后面向后延伸。然而，本发明不限于该示例并且增速齿轮12的输出轴可以与发电机13的输入轴分离地形成。

发电机13通过使用来自增速齿轮12的输出生成电力。具体地，发电机13将是来自增速齿轮12的输出轴160的输入的旋转能转换为电能。与增速齿轮12类似地，发电机13的输入轴（即，输出轴160）与螺旋桨轴150同轴地布置。将在下面参考图4描述增速齿轮12和发电机13的具体结构。

制动器14设置在输出轴160的延伸到发电机13的后面的部分上。制动器14通过利用由制动器14与输出轴160之间的接触生成的摩擦而停止输出轴160的旋转来停止螺旋桨130的旋转。例如，制动器14根据来自集中控制器40（参见图1）的命令进行操作。

滑环15是用于在螺旋桨130中的桨距驱动单元或者其它装置与外部装置之间发送或接收电力和信号的集流器。滑环15通过旋转轴170耦接到螺旋桨130。将参考图3描述螺旋桨130与滑环15之间的连接关系。图3是示出螺旋桨130和滑环15之间的关系的示意图。

为了容易理解，在图3中仅示出了一个桨叶130b。此外，在图3中仅示出了对应于单个桨叶130b设置的装置和布线，而省略了对应于其它桨叶130b设置的装置和布线。

如图3中所示，螺旋桨130的毂130a包括根据来自桨距控制器50的命令改变桨叶130b的桨距角的桨距驱动单元31。桨叶130b包括位置检测器32。

桨距驱动单元31包括齿轮31a、马达31b和交流（AC）驱动器31c。桨距驱动单元31通过使用AC驱动器31c驱动马达31b。马达31b的旋转旋转齿轮31a，从而旋转耦接到齿轮31a的桨叶130b。这改变了桨叶130b的桨距角。位置检测器32是例如检测桨叶130b的当前桨距角并且将其输出到桨距控制器50的绝对值编码器。

AC驱动器31c包括馈电线缆81和信号线82，而位置检测器32包括信号线83。馈电线缆81和信号线82、83耦接到滑环15的旋转单元151。

滑环15的固定单元152耦接到桨距控制器50和电力馈送单元60。固定单元152被构造为即使在旋转单元151与螺旋桨130一起旋转时也保持与旋转单元151的电连接。

因此，螺旋桨130中的桨距驱动单元31和位置检测器32通过滑环15的旋转单元151和固定单元152电耦接到桨距控制器50和电力馈送单元60。将在下面参考图5描述滑环15的具体结构。

桨距控制器50通过信号线83和滑环15从位置检测器32获得桨叶130b的桨距角信息，并且通过滑环15和信号线82将控制信号发送到AC驱动器31c。电力馈送单元60通过滑环15和馈电线缆81将电力提供到AC驱动器31c。

如上所述，提供滑环15能够将位于旋转单元侧的桨距驱动单元31和位置检测器32电耦接到固定单元侧的桨距控制器50和电力馈送单元60。

如图3中所示，馈电线缆81和信号线82、83穿过旋转轴170的内部以耦接到滑环15的旋转单元151。旋转轴170被与螺旋桨150（参见图2）同轴地布置，并且其一端固定到螺旋桨130并且另一端耦接到滑环15的旋转单元151。

即，滑环15的旋转单元151通过旋转轴170耦接到螺旋桨130，从而旋转单元151与螺旋桨130一起同轴地旋转。

在根据第一实施方式的风力发电装置1中，检测轴180设置在滑环15的旋转单元151的后侧。能够通过利用位置检测器16检测检测轴180的旋转位置来检测螺旋桨130的旋转位置。

检测轴180不具有任何来自螺旋桨130的穿过的布线，这与旋转轴170不同。因此，检测轴180能够形成为具有与旋转轴170类似强度的实心体，从而与旋转轴170相比减小了轴直径。在根据第一实施方式的风力发电装置1中，位置检测器16设置在检测轴180上，从而能够进一步减小位置检测器16的尺寸并且能够进一步减小施加到位置检测器16的机械应力。

如图3中所示，位置检测器16仅通过以与螺旋桨130相同的旋转速度旋转的轴耦接到螺旋桨130，并且其间没有插入诸如增速齿轮或者减速器的传动机构。结果，位置检测器16能够精确地检测螺旋桨130的旋转位置。

将详细描述位置检测器16与螺旋桨130之间的连接关系，并且示出了增速齿轮12、发电机13、滑环15等等之间的具体结构。下面，将参考图4描述旋转轴170和螺旋桨130之间的连接关系，之后参考图5描述旋转轴170与位置检测器16之间的连接关系。图4是增速齿轮12和发电机13的示意性截面侧视图。

如图4中所示，螺旋桨轴150是具有开放的两端的中空构件。螺旋桨轴150在前端耦接到螺旋桨130的毂130a，并且与螺旋桨130一起旋转。螺旋桨轴150是用于将螺旋桨130的旋转传送到增速齿轮12的输入轴的轴。这里的螺旋桨轴150被定义为从耦接到毂130a的一端延伸到耦接到增速齿轮12的输入轴的另一端的螺旋桨轴。“中空形状”不限于实施方式中所示的形状。这也适用于下面的描述。

增速齿轮12具有形成为管状形状的框架121并且其中包括环122、耦接轴123、行星齿轮124和轴承125。例如，框架121通过支撑件（未示出）紧固到机舱120。

环122是增速齿轮12的输入轴。环122通过耦接轴123紧固到螺旋桨轴150，并且具有与螺旋桨轴150的中心轴线R（参考图2）相同的中心轴线。环122可旋转地装配到框架121中的凹槽中。行星齿轮124可旋转地布置在环122的内周与输出轴160的外周之间。

输出轴160是增速齿轮12的输出轴，具有小于螺旋桨轴150的轴直径的轴直径，并且具有与螺旋桨轴150相同的中心轴线。输出轴160由紧固到框架121的轴承125可旋转地支撑。

在如上所述构造的增速齿轮12中，环122随着螺旋桨130的毂130a的旋转而旋转。随着环122的旋转，行星齿轮124在其轴线上旋转，并且围绕输出轴160旋转。行星齿轮124的旋转旋转输出轴160。

结果，螺旋桨轴150的旋转速度（螺旋桨130的旋转速度）由增速齿轮12增加并且从输出轴160输出。因此，输出轴160以比螺旋桨130更高的速度旋转。

描述了增速齿轮12具有一级行星齿轮机构的示例，然而，增速齿轮12可以具有多级行星齿轮机构。多级行星齿轮机构能够以更高的速度增加比率旋转输出轴160。

上述增速齿轮12是行星齿轮类型，然而，本发明不限于该示例。例如，增速齿轮12可以是行星辊类型。因为星形齿轮机构或者行星辊机构能够将负荷分配到其行星齿轮或者行星辊，因此不容易发生磨损、齿轮损坏和其它缺陷。因此，仅利用行星齿轮机构或者行星辊机构来构造增速齿轮12能够增加风力发电装置1的可靠性。

在行星类型增速齿轮中，能够同轴地布置输入轴和输出轴。结果，利用行星齿轮机构或者行星辊机构构造增速齿轮12，能够同轴地布置螺旋桨轴150、增速齿轮12、发电机13、滑环15和位置检测器16。此外，如后面所描述的，与螺旋桨轴150同轴地布置的旋转轴170能够穿过输出轴160的中空部分以耦接到螺旋桨130。

描述螺旋桨轴150耦接到环122的示例，然而，螺旋桨轴150可以通过耦接轴耦接到行星齿轮124。在该情况下，行星齿轮124用作增速齿轮12的输入轴。

发电机13通过利用输出轴160的旋转生成电力。发电机13包括框架131、定子132、转子133和轴承134。

例如，框架131形成为管状形状，并且由支撑件（未示出）紧固到机舱120。可旋转地支撑输出轴160的轴承134紧固到框架131。

在第一实施方式中，输出轴160延伸到发电机13的后面以便于安装制动器14，然而，输出轴160不需要延伸到发电机13的后面。在该情况下，风力发电装置1可以具有位于螺旋桨轴150上的制动器，从而该制动器停止螺旋桨轴150的旋转以停止螺旋桨130。

在螺旋桨13的框架131的内周上，固定定子132。定子132包括定子芯132a和定子线圈132b。在定子132的内周侧上，转子133被布置为与定子132相对并且其间插入有间隙。转子133包括设置在输出轴160的外周上的管状转子芯133a和沿着转子芯133a的外周布置的多个永磁体133b，并且与输出轴160同轴地旋转。

在如上所述构造的发电机13中，转子133随着输出轴160的旋转而旋转，从而在定子132的定子芯132b上生成电流。

发电机13的框架131紧固到增速齿轮12的框架121。即，发电机13的框架131与增速齿轮12的框架121一体地形成。换言之，发电机13被构造为使得作为增速齿轮12的输出轴并且也作为发电机13的输入轴的输出轴160在增速齿轮12和发电机13之间没有暴露到外部（即，由框架121和框架131覆盖）。

如上所述，通过与增速齿轮12一体地形成发电机13，即，通过形成具有增速齿轮的发电机13，能够减小容纳发电机13和增速齿轮12的机舱120的大小。

如上所述，输出轴160是具有开放的两端并且与螺旋桨轴150同轴地布置的中空构件。在根据第一实施方式的风力发电装置1中，旋转轴170穿过输出轴160的中空部分。

旋转轴170与螺旋桨轴150和输出轴160同轴地布置，并且穿过输出轴160的中空部分（即，增速齿轮12和发电机13的中空部分）和螺旋桨150的中空部分以紧固到螺旋桨130的毂130a。

旋转轴170形成为具有开放的两端的中空形状。来自螺旋桨130的布线（馈电线缆81、信号线82、83等等）穿过旋转轴170。

旋转轴170在另一端耦接到滑环15的旋转单元151。根据第一实施方式的位置检测器16通过滑环15的旋转单元151和检测轴180耦接到旋转轴170。

下面，将参考图5更详细地描述旋转轴170和位置检测器16之间的连接关系，图5示出了滑环15和检测轴180的结构。图5是滑环15的示意性截面侧视图。

如图5中所示，滑环15包括旋转单元151、固定单元152、框架153和轴承154。例如，框架153通过支撑件（未示出）紧固到机舱120。

旋转单元151是中空形状的管状构件，具有开放的前端。旋转单元151在前端耦接到旋转轴170，并且具有与旋转轴170具有相同的中心轴线。旋转单元151由紧固到框架153的轴承154可旋转地支撑。因此，旋转单元151与螺旋桨130和旋转轴170一体地旋转。

在旋转单元151中，集电环151a、151b、151c被设置为穿过输出轴160的中空部分的馈电线缆81和信号线82、83被分别耦接到该集电环151a、151b、151c。

固定单元152包括紧固到框架153的端子152a、152b、152c和分别设置到端子152a、152b、152c的刷152d、152e、152f。

刷152d、152e、152f被保持分别与集电环151a、151b、151c接触。结果，即使当旋转单元151旋转时，保持集电环151a、151b、151c和刷152d、152e、152f之间的电连接。端子152a耦接到电力馈送单元60，而端子152b和152c耦接到桨距控制器50。

在如上所述构造的滑环15中，旋转单元151与旋转轴170和螺旋桨130一体地旋转，并且固定单元152的刷152d、152e、152f与旋转的旋转单元151的集电环151a、151b、151c滑动地接触。结果，布置在螺旋桨130中的桨距驱动单元31和位置检测器32（参考图3）被电耦接到桨距控制器50或者电力馈送单元60。

在图5中示出了三个集电环、三个端子和三个刷被设置到滑环15的示例，然而，设置到滑环15的集电环、端子和刷的数目不限于图5中所示的示例。

如上所述，滑环15的旋转单元151在一端耦接到旋转轴170，并且与旋转轴170和螺旋桨130一体地旋转。

在旋转单元151的另一端，耦接具有小于旋转轴170的轴直径的检测轴180。检测轴180与螺旋桨轴150、旋转轴170和旋转单元151同轴地布置。

检测轴180包括第一轴180a、第二轴180b和轴耦接件180c。第一轴180a紧固到旋转单元151，而第二轴180b紧固到位置检测器16。第一轴180a和第二轴180b由轴耦接件180c耦接以具有相同的中心轴线。

如上所述，检测轴180与旋转轴170和旋转单元151同轴地布置，并且与旋转单元151一体地旋转。位置检测器16能够通过检测检测轴180的旋转位置来检测螺旋桨130的旋转位置。

由位置检测器16检测到的螺旋桨130的旋转位置被输出到集中控制器40，集中控制器40相应地将信息输出到桨距控制器50和电力转换装置20。

将再次参考图1描述电力转换装置20、集中控制器40和桨距控制器50。电力转换装置20包括电力转换单元21、转换控制器22和操作单元23。电力转换装置20被布置在塔体110中。

电力转换单元21在风力发电单元10和电力系统30之间进行电力的双向转换。例如，矩阵转换器能够用作电力转换单元21。

转换控制器22将控制信号输出到电力转换单元21以执行使得电力转换单元21能够将来自发电机13的电力转换到电力系统30的发电控制处理。结果，由发电机13生成的电力由电力转换单元21从DC转换为DC并且被提供到电力系统30。

转换控制器22将控制信号输出到电力转换单元21以使得电力转换单元21能够将来自电力系统30的电力转换到发电机13。因此，转换控制器22还执行螺旋桨位置控制处理，该处理通过利用发电机13作为马达来控制螺旋桨130的旋转位置。例如，在桨叶130b的替换过程中，基于对于操作单元23的操作执行螺旋桨位置控制处理。

更具体地，转换控制器22基于由位置检测器16检测到的螺旋桨130的旋转位置和由对于操作单元23的操作指定的目标位置生成控制信号以使螺旋桨130的旋转位置与目标位置匹配。然后，转换控制器22将因此生成的控制信号输出到电力转换单元21。结果，螺旋桨130的旋转位置能够被设置为针对每个桨叶130b的预置目标位置，例如，能够容易地安装或移除每个桨叶130b的位置。

如上所述，转换控制器22将控制信号输出到电力转换单元21以使得电力转换单元21能够在发电机13和电力系统30之间双向地转换电力，从而执行发电控制处理或者螺旋桨位置控制处理。

风力发电装置1进一步包括集中控制器40和桨距控制器50以基于从位置检测器16输出的螺旋桨130的旋转位置执行桨距控制处理，其中根据桨叶130b的位置改变桨叶130b的桨距角。集中控制器40设置在例如塔体110中，而桨距控制器50设置在例如机舱120中。

集中控制器40从位置检测器16获得螺旋桨130的旋转位置，并且将因此获得的旋转位置信息输出到桨距控制器50。如上所述，由位置检测器16检测到的螺旋桨130的旋转位置被通过集中控制器40输入到桨距控制器50、

在通过集中控制器40获得由位置检测器16检测到的螺旋桨130的旋转位置之后，桨距控制器50根据螺旋桨130的旋转位置生成针对每个桨叶130b的桨距角改变命令，并且基于因此生成的桨距角改变命令改变每个桨叶130b的桨距角。

如上所述，根据第一实施方式的风力发电装置1包括旋转轴170、滑环15、检测轴180和位置检测器16。来自螺旋桨130的布线穿过其中的旋转轴170与螺旋桨130一体地旋转。滑环15在一端耦接到旋转轴170。检测轴180设置在滑环15的另一端并且与旋转轴170一起旋转。位置检测器16检测检测轴180的旋转位置，从而检测螺旋桨130的旋转位置。

在根据第一实施方式的风力发电装置1中，由位置检测器16检测具有小于螺旋桨轴150的轴直径的轴直径的检测轴180的旋转位置。与由位置检测器16检测螺旋桨轴150的旋转位置的示例相比，这能够减小位置检测器16的大小。

另外，在根据第一实施方式的风力发电装置1中，螺旋桨轴150、增速齿轮12的输入轴（环122）和输出轴160、发电机13的输入轴（即，输出轴160）、旋转轴170和检测轴180被同轴地布置。这能够减小其中容纳这些装置的机舱120的大小。

此外，在根据第一实施方式的风力发电装置1中，增速齿轮12的输入轴（环122）和输出轴160、发电机13的输入轴（即，输出轴160）都形成为中空的形状，使得旋转轴170插入在增速齿轮12和发电机13的中空部分中。结果，装置能够更紧凑地布置在机舱120中。另外，旋转轴170能够形成为直的形状，从而旋转轴170的中心轴线能够容易地与螺旋桨轴150的中心轴线R对齐。

此外，根据第一实施方式的位置检测器16被布置在例如机舱120中的装置的最后的位置，如图2中所示。这有利于位置检测器16的安装、移除或维护。

最后，旋转轴170设置在螺旋桨130上，从而能够更直接地将螺旋桨130的旋转转送给位置检测器16。

在上述第一实施方式中，描述了旋转轴170设置在螺旋桨130上的示例，然而，旋转轴170不需要直接耦接到螺旋桨130。

因此，在第二实施方式中，参考图6描述旋转轴170间接地耦接到螺旋桨130的示例。图6是示出旋转轴170的另一结构的示意性截面侧视图。在下面的描述中，由与已经描述的组件的附图标记相同的附图标记指示与已经描述的组件类似的组件，并且将省略重复的描述。

如图6中所示，在根据第二实施方式的风力发电装置1a中，旋转轴170a设置在螺旋桨轴150a上。螺旋桨轴150a和旋转轴170a可以一体地形成，或者形成为单独的部件并且在之后的工艺中彼此耦接。

与根据第一实施方式的旋转轴170类似地，旋转轴170a与螺旋桨轴150a同轴地布置并且耦接到滑环15的前侧。旋转轴170a形成为中空形状。来自毂130a的布线（例如，馈电线缆81、信号线82、83）穿过螺旋桨轴150a和旋转轴170a以耦接到滑环15的旋转单元151。

如上所述，旋转轴170a可以通过螺旋桨轴150a耦接到螺旋桨130。即使在该示例中，与第一实施方式中类似地，旋转轴170a与螺旋桨130的毂130a一体地旋转，能够通过利用位置检测器16检测旋转轴170a的旋转位置来检测螺旋桨130的旋转位置。

根据第二实施方式的风力发电装置1a，将旋转轴170a设置在螺旋桨轴150a上有利于螺旋桨轴150a和旋转轴170a的轴线对齐。

本发明不限于图6中所示的示例。旋转轴可以紧固到螺旋桨和螺旋桨轴，或者可以通过设置在螺旋桨或者螺旋桨轴上的其它部件设置到螺旋桨或者螺旋桨轴。

此外，风力发电单元的结构（即，机舱中的装置的结构）不限于实施方式中描述的示例。下面，将描述风力发电单元的其它结构。图7和图8是示出机舱120中的装置的其它结构的示意性侧视图。

例如，如图7中所示，风力发电装置1c可以是没有经由增速齿轮而将螺旋桨130_2的旋转直接传送给发电机13c的所谓的直接驱动型风力发电装置。根据该示例（第三实施方式）的风力发电装置1c不包括增速齿轮，这与根据上述实施方式的风力发电装置1或1a不同。

如图7中所示，从最靠近螺旋桨130_2的一侧按顺序布置发电机13c、制动器14c、滑环15和位置检测器16c。

发电机13c是额定旋转速度小于根据上述实施方式的发电机13的额定旋转速度的发电机类型。例如，输出轴160c是发电机13c的输出轴，并且与螺旋桨轴150c一体地形成。输出轴160c形成为中空形状。输出轴160c、旋转轴170c和检测轴180与作为发电机13c的输入轴的螺旋桨轴150c同轴地布置。

旋转轴170c在穿过输出轴160c的中空部分和螺旋桨轴150c的中空部分的状态下与螺旋桨130_2一体地旋转。旋转轴170c可以设置在毂130a_2上（与根据第一实施方式的旋转轴170类似），或者可以设置在螺旋桨轴150c上（与根据第二实施方式的旋转轴170a类似）。

根据第三实施方式的位置检测器16c通过旋转轴170c、滑环15和检测轴180耦接到螺旋桨130_2。与上述实施方式类似地，根据第三实施方式的位置检测器16c检测检测轴180的旋转位置，从而检测螺旋桨130_2的旋转位置。

如上所述，本申请中公开的发电装置能够应用于直接驱动型风力发电装置。

如图8中所示，风力发电装置1d可以是其中发电机13d的输入轴没有与螺旋桨轴150d同轴地布置的风力发电装置。在风力发电装置1d中，例如，增速齿轮12d被构造为行星增速齿轮和具有平行轴线的齿轮对以多级的方式组合，从而具有比上述增速齿轮12更高的增速比。

输出轴160d是增速齿轮12d的输出轴。输出轴160d被沿着与螺旋桨轴150d的中心轴线不同的轴线布置，这与根据上述实施方式的风力发电装置1、1a、1c不同。发电机13d通过其耦接到的输出轴160d的旋转来生成电力。输出轴160d具有制动器14d。

螺旋桨轴150d在一端耦接到螺旋桨130_3的毂130a_3，并且在另一端耦接到增速齿轮12d的输入轴。螺旋桨轴150d和增速齿轮12d的输入轴都形成为旋转轴170d穿过其中的中空形状。

旋转轴170d在穿过螺旋桨轴150d的中空部分和增速齿轮12d的中空部分的状态下与螺旋桨130_3一体地旋转。旋转轴170d可以设置在毂130_3上（与根据第一实施方式的旋转轴170类似），或者设置在螺旋桨轴150d上（与根据第二实施方式的旋转轴170a类似）。旋转轴170d和检测轴180与螺旋桨轴150d同轴地布置。

根据第三实施方式的位置检测器16d通过旋转轴170d、滑环15和检测轴180耦接到螺旋桨130_3。与上述实施方式类似地，位置检测器16d检测检测轴180的旋转位置，从而检测螺旋桨130_3的旋转位置。

如上所述，本申请中公开的发电装置还能够应用于其中发电机的输入轴没有与螺旋桨轴同轴地布置的风力发电机类型。

Claims

1.一种发电装置，所述发电装置包括：

旋转轴，所述旋转轴与螺旋桨以相同的旋转速度一体旋转并且来自所述螺旋桨的布线穿过所述旋转轴；

滑环，所述滑环的一端耦接到所述旋转轴；

检测轴，所述检测轴设置在所述滑环的另一端，所述检测轴与所述旋转轴以相同的旋转速度一起旋转；以及

位置检测器，所述位置检测器通过检测所述检测轴的旋转位置来检测所述螺旋桨的旋转位置。

2.根据权利要求1所述的发电装置，所述发电装置进一步包括：

螺旋桨轴，所述螺旋桨轴耦接到所述螺旋桨；

增速齿轮，所述增速齿轮耦接到所述螺旋桨轴；以及

发电机，所述发电机利用来自所述增速齿轮的输出产生电力，其中

所述螺旋桨轴、所述增速齿轮的输入轴和输出轴、所述发电机的输入轴、所述旋转轴和所述检测轴被同轴地布置。

3.根据权利要求2所述的发电装置，其中

所述增速齿轮的输入轴和输出轴以及所述发电机的输入轴形成为中空形状；

所述旋转轴在穿过所述增速齿轮的中空部分和所述发电机的中空部分的状态下与所述螺旋桨一起旋转。

4.根据权利要求1所述的发电装置，其中，所述旋转轴设置在所述螺旋桨上。

5.根据权利要求2所述的发电装置，其中，所述旋转轴设置在所述螺旋桨上。

6.根据权利要求3所述的发电装置，其中，所述旋转轴设置在所述螺旋桨上。

7.根据权利要求2所述的发电装置，其中，所述旋转轴设置在所述螺旋桨轴上。

8.根据权利要求2所述的发电装置，其中，所述发电机与所述增速齿轮一体地形成。

9.根据权利要求2所述的发电装置，其中，所述增速齿轮是行星齿轮箱。