CN109723608A - 风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种风力发电机，包括机舱、塔架，所述塔架用于支撑所述机舱，所述机舱可相对于所述塔架旋转，所述风力发电机还包括航向测量装置，所述航向测量装置包括环设于所述塔架的若干不同的识别码，以及设于所述机舱的扫描模块，所述扫描模块与所述识别码相对设置，所述扫描模块用于扫描并识别所述识别码。本发明公开的风力发电机，具有由识别码、扫描模块组成的航向测量装置，可以方便快捷地测量风力发电机的机舱的绝对航向，每一识别码对应一个绝对角度，测量准确度高；测量分辨率与识别码的个数有关，因此可以通过设置足够数量的识别码，保证较高的分辨率；扫描模块、识别码成本较低；采用非接触式测量，不易损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电机，其包括航向测量装置，可测量机舱的绝对航向。
背景技术
风力发电机是将风能转换为机械功的电力设备，在全世界范围内得到了广泛的运用。风力发电机的机舱航向是风力发电机控制的一个重要参量，对于根据风力发电机所处的地形调整风力发电机的控制参数、优化风力发电机的发电性能具有重要的意义。
现有技术中测量风力发电机的机舱航向一般采用接近传感器，或偏航测量盒。其中接近传感器需要两个，主要原理为：通过计数转过的偏航大齿轮盘的齿数来统计；由于是靠增加量测量，计数的量经常受到干扰而失去准确性，而且测量的分辨率也很低。偏航测量盒安装于风力发动机的偏航轴承附近，主要原理为：用一个尼龙齿盘与偏航大齿啮合，在风力发电机偏航时，由偏航大齿轮带动尼龙齿盘经一个齿轮减速机构后带动一个编码器而测得机舱的转动角度；由于绝对值编码器价格比较高，而且编码器的玻璃内芯比较脆弱，所以测量所用的装置(俗称“黄盒子”)价格很高，也容易损坏。
综上，现有技术的风力发电机中的航向测量装置测量准确度低、分辨率低或成本高、易损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的风力发电机中的航向测量装置测量准确度低、分辨率低或成本高、易损坏的缺陷，提供一种风力发电机。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种风力发电机，包括机舱、塔架，所述塔架用于支撑所述机舱，所述机舱可相对于所述塔架旋转，其特点在于，所述风力发电机还包括航向测量装置，所述航向测量装置包括环设于所述塔架的若干不同的识别码，以及设于所述机舱的扫描模块，所述扫描模块与所述识别码相对设置，所述扫描模块用于扫描并识别所述识别码。
较佳地，所述识别码为条形码，所述条形码的条纹线的长度方向垂直于所述机舱的旋转轴线，若干不同的所述条形码沿所述机舱的旋转方向依次分布于所述塔架；所述扫描模块为条码扫描器，所述条码扫描器的扫描线垂直于所述条形码的条纹线的长度方向。
上述条形码可以采用任何通用的编码方式编码而成，如25码，交叉25码，39码，128码等。扫描线垂直设置便于扫描、识别的顺利进行。
较佳地，若干不同的所述条形码的条纹线的长度相同，所述条纹线的长度为4mm～10mm。
采用上述长度，一方面便于条形码的制作，另一方面，可以布置足够多的条形码，保证测量的分辨率。
较佳地，所述塔架的顶段设有法兰，所述条形码设于所述法兰的周面。
采用上述设置，以保证条形码平整地粘贴。
较佳地，若干所述条形码印刷于同一条码圈，所述条码圈粘接于所述法兰的周面。
采用上述设置，条形码的制作、安装都较为简便；上述条码圈可粘接于法兰的内周面或外周面，根据法兰的具体结构而定。
较佳地，所述条码圈的宽度为5cm～10cm。
条码圈的宽度方向平行于机舱的旋转轴线，而条形码的条纹线的长度方向垂直于机舱的旋转轴线，条码圈的宽度方向垂直于条形码的条纹线的长度方向，因此条码圈的宽度方向平行于单张条形码的长度方向，上述5cm～10cm的设置，可保证条形码携带足够的信息，也适于粘接于法兰的周面。
较佳地，所述条码扫描器与所述法兰的周面的距离为3cm～15cm。
采用上述设置，布局合理，可保证扫描、识别更加有效。
较佳地，所述条码扫描器设于扫描器支架，所述扫描器支架固定于所述机舱的底座。
较佳地，所述扫描器支架通过结构胶粘接于所述机舱的底座或通过磁铁吸附于所述机舱的底座。
鉴于风力发电机是一个受极强载荷的设备，在机械结构的设计上，基本上留有的裕度都不大；而采用上述设置，不需要对塔架、机舱等另行打孔加工，不需要对它们另外进行结构设计、校核，因此具有安装方便、适用性强的优点。
较佳地，所述扫描器支架固设于磁铁，所述磁铁通过结构胶粘接于所述机舱的底座。
采用上述设置，通过磁铁、结构胶两者结合，进一步保证安装的可靠性。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明公开的风力发电机，具有由识别码、扫描模块组成的航向测量装置，可以方便快捷地测量风力发电机的机舱的绝对航向，每一识别码对应一个绝对角度，测量准确度高；测量分辨率与识别码的个数有关，因此可以通过设置足够数量的识别码，保证较高的分辨率；扫描模块、识别码成本较低；采用非接触式测量，不易损坏。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的风力发电机结构示意图。
附图标记说明：
100：风力发电机
200：机舱
210：旋转轴线
300：塔架
310：法兰
400：航向测量装置
410：识别码
411：条纹线
420：扫描模块
430：条码圈
440：扫描器支架
450：结构胶
460：磁铁
A：条纹线的长度方向
B：条码圈的宽度方向
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示，一种风力发电机100，包括机舱200、塔架300，塔架300用于支撑机舱200，机舱200可相对于塔架300旋转。塔架300的顶段设有法兰310。风力发电机100还包括航向测量装置400，该航向测量装置400包括环设于塔架300的若干不同的识别码410，以及设于机舱200的扫描模块420，扫描模块420与识别码410相对设置，扫描模块420用于扫描并识别识别码410。
其中，识别码410为条形码。条形码的条纹线的长度方向A垂直于机舱200的旋转轴线210。图1中仅示出了最左侧条形码的条纹线411。
若干不同的条形码(即识别码410)沿机舱200的旋转方向依次分布于塔架300。本实施例中，条形码设于法兰310的周面。具体而言，若干条形码印刷于同一条码圈430，使得条形码的制作、安装都较为简便。条码圈430由防水且延展性较低的材料制成。条码圈430粘接于法兰310的周面。本实施例中，条码圈430粘接于法兰310的外周面。其他实施例中，根据法兰310的具体结构，法兰310与机舱200的相对位置，条码圈430可粘接于法兰310的内周面。
本实施例中，若干不同的条形码等间隔地分布。若干不同的条形码的条纹线411的长度相同，条纹线411的长度为4mm～10mm。一方面便于条形码的制作，另一方面，可以布置足够多的条形码，保证航向测量的分辨率。
条码圈的宽度方向B平行于机舱200的旋转轴线210，而条形码的条纹线的长度方向A垂直于机舱200的旋转轴线210，条码圈的宽度方向B垂直于条形码的条纹线的长度方向A，因此条码圈的宽度方向B即代表单张条形码的长度方向。
本实施例中，条码圈430的宽度为5cm～10cm。单张条形码的长度与条码圈430的宽度大致相同，可保证条形码携带足够的信息，也适于粘接于法兰310的周面。条形码可以采用任何通用的编码方式编码而成，如25码，交叉25码，39码，128码等。
扫描模块420为条码扫描器。条码扫描器可为激光条码扫描器。条码扫描器的扫描线垂直于条形码的条纹线的长度方向A。便于扫描、识别的顺利进行。条码扫描器与法兰310的周面的距离为3cm～15cm。使得布局合理，保证扫描、识别更加有效。
本实施例中，条码扫描器设于扫描器支架440。扫描器支架440固设于磁铁460，磁铁460通过结构胶450粘接于机舱200的底座。通过磁铁460、结构胶450两者结合，保证安装的可靠性。其他实施例中，扫描器支架440可只通过结构胶450粘接于机舱200的底座或只通过磁铁460吸附于机舱200的底座，也可采用其他方式固定于机舱200的底座。
鉴于风力发电机是一个受极强载荷的设备，在机械结构的设计上，基本上留有的裕度都不大，风力发电机出厂后，在塔架、机舱等结构关键部位一般都不允许再加工。如上文所述，本实施例中，条码圈430粘接于法兰310的外周面，扫描器支架440通过结构胶450粘接于机舱200的底座。本实施例的风力发电机100可由现有的不具备航向测量装置的风力发电机100和包括扫描模块420、识别码410的航向测量装置400组装而成，不需要对塔架300、机舱200等另行打孔加工，不需要破坏它们原本的结构。
工作过程中，扫描模块420随着机舱200的旋转而旋转，而识别码410保持不动，每一识别码410携带一航向信息，扫描模块420通过扫描并识别其所处位置相对应的识别码410，即可判断机舱200的绝对航向。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种风力发电机，包括机舱、塔架，所述塔架用于支撑所述机舱，所述机舱可相对于所述塔架旋转，其特征在于，所述风力发电机还包括航向测量装置，所述航向测量装置包括环设于所述塔架的若干不同的识别码，以及设于所述机舱的扫描模块，所述扫描模块与所述识别码相对设置，所述扫描模块用于扫描并识别所述识别码。
2.如权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述识别码为条形码，所述条形码的条纹线的长度方向垂直于所述机舱的旋转轴线，若干不同的所述条形码沿所述机舱的旋转方向依次分布于所述塔架；所述扫描模块为条码扫描器，所述条码扫描器的扫描线垂直于所述条形码的条纹线的长度方向。
3.如权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，若干不同的所述条形码的条纹线的长度相同，所述条纹线的长度为4mm～10mm。
4.如权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述塔架的顶段设有法兰，所述条形码设于所述法兰的周面。
5.如权利要求4所述的风力发电机，其特征在于，若干所述条形码印刷于同一条码圈，所述条码圈粘接于所述法兰的周面。
6.如权利要求5所述的风力发电机，其特征在于，所述条码圈的宽度为5cm～10cm。
7.如权利要求4所述的风力发电机，其特征在于，所述条码扫描器与所述法兰的周面的距离为3cm～15cm。
8.如权利要求4所述的风力发电机，其特征在于，所述条码扫描器设于扫描器支架，所述扫描器支架固定于所述机舱的底座。
9.如权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述扫描器支架通过结构胶粘接于所述机舱的底座或通过磁铁吸附于所述机舱的底座。
10.如权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述扫描器支架固设于磁铁，所述磁铁通过结构胶粘接于所述机舱的底座。
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