CN111044754B - 一种用于风力发电机组的风况估算装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风力发电机组的风况估算装置，属于风力发电领域，包括底座，所述底座的底部固定安装有滚轮，且底座的侧面固定连接有支撑板，所述支撑板的内部螺纹套接有固定螺杆，所述底座顶部的一侧固定连接有连接套，所述连接套的内部活动套接有推杆，且连接套的正面通过螺栓与推杆的正面螺纹连接，所述推杆的正面开设有螺孔；该用于风力发电机组的风况估算装置，通过设置检测筒、风速感应探头、二号导线和风速显示器，可以在风力发电机组使用的过程中，能够实时对风速大小进行检测估算，便于对应风速，改变桨叶角度，适应风机控制策略，实现最大出力，从而提高了风能的利用率。

Description

一种用于风力发电机组的风况估算装置

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种用于风力发电机组的风况估算装置。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能，风能是一种清洁无公害的的可再生能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视，在风力发电的过程中，通常会利用到风力发电机组，而风力发电机组主要包括风轮和发电机，风轮中含叶片、轮毂和加固件等组成，它有叶片受风力旋转发电和发电机机头转动等功能；然而，现有的大多数风力发电机组在发电运行时，不便于实时对当前的风速大小、风向和风向改变的持续时间进行估算，从而不方便对应风速改变桨叶角度，不适应风机控制策略，不能实现最大出力，导致了风能的利用率低，为此，我们提出了一种用于风力发电机组的风况估算装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于风力发电机组的风况估算装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于风力发电机组的风况估算装置，包括底座，所述底座的底部固定安装有滚轮，且底座的侧面固定连接有支撑板，所述支撑板的内部螺纹套接有固定螺杆，所述底座顶部的一侧固定连接有连接套，所述连接套的内部活动套接有推杆，且连接套的正面通过螺栓与推杆的正面螺纹连接，所述推杆的正面开设有螺孔，且推杆的底端通过调节弹簧与连接套内腔的底部传动连接，所述底座的顶部固定连接有液压机构，所述液压机构的顶端固定连接有横板，所述横板的顶部固定连接有放置板，所述放置板的顶部固定连接有安装块，所述安装块的内部活动套接有活动杆，所述活动杆的顶端固定连接有连接块，所述连接块的一侧固定连接有迎风板，所述活动杆的外部固定套接有指针，且活动杆的外部活动套接有红外感应圆环，所述红外感应圆环的一侧固定连接有一号导线，所述一号导线的底端电信连接有风向持续时间显示器，所述风向持续时间显示器固定连接在横板的底部，且风向持续时间显示器包括信号接收模块、信号处理模块、风向计时模块和时间显示模块，所述信号接收模块的输入端与红外感应圆环输出端电信连接，且信号接收模块的输出端与信号处理模块的输入端电信连接，所述信号处理模块的输出端与风向计时模块的输入端电信连接，所述风向计时模块的输出端与时间显示模块的输入端电信连接，所述底座的顶部固定连接有保护罩，所述保护罩的内部固定安装有蓄电池，所述蓄电池顶部的一侧通过一号电线与风向持续时间显示器的底部电连接，所述横板顶部的一侧固定安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴上固定套接有旋转轴，所述旋转轴的顶端固定连接有检测筒，所述检测筒的内壁固定连接有风速感应探头，所述风速感应探头的一侧固定连接有二号导线，所述二号导线的底端电信连接有风速显示器，所述风速显示器固定安装在横板底部的一侧，且风速显示器包括信息接收模块、中央处理模块和数值显示模块，所述信息接收模块的输入端与风速感应探头的输出端电信连接，且信息接收模块的输出端与中央处理模块的输入端电信连接，所述中央处理模块的输出端与数值显示模块的输入端电信连接，所述风速显示器的底部通过二号电线与蓄电池的顶部电连接。

作为一种优选的实施方式，所述固定螺杆外部的外螺纹与支撑板内部的内螺纹相适配，且固定螺杆与水平方向之间呈垂直状态。

作为一种优选的实施方式，所述螺孔的数量为三个，且三个螺孔的大小相等，三个所述螺孔均与螺栓相适配。

作为一种优选的实施方式，所述调节弹簧位于连接套的内部，且调节弹簧的两端分别与连接套内腔的底部和推杆的底端固定连接。

作为一种优选的实施方式，所述液压机构包括油箱、液压杆、进油管和出油管，油箱一侧的顶部和底部分别固定连接有进油管和出油管，且油箱的顶部固定连接有液压杆。

作为一种优选的实施方式，所述指针与放置板之间相互平行，且指针与放置板表面的刻度纹相对应。

作为一种优选的实施方式，所述风向持续时间显示器的内部固定安装有电路板，电路板的正面分别固定焊接有信号接收模块、信号处理模块、风向计时模块和时间显示模块。

作为一种优选的实施方式，所述蓄电池的外部通过固定套与保护罩的内壁固定连接，且蓄电池顶部的另一侧固定连接有充电线。

作为一种优选的实施方式，所述风速显示器的内部固定安装有线路板，线路板的正面从右到左依次固定焊接有信息接收模块、中央处理模块和数值显示模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该用于风力发电机组的风况估算装置，通过设置检测筒、风速感应探头、二号导线和风速显示器，可以在风力发电机组使用的过程中，能够实时对风速大小进行检测估算，便于对应风速，改变桨叶角度，适应风机控制策略，实现最大出力，从而提高了风能的利用率，且通过设置旋转电机和旋转轴，可以根据风向对检测筒的角度进行调节，使得检测筒能够与风向相对应，从而提高了风速检测结果的精准度；

该用于风力发电机组的风况估算装置，通过设置安装块、活动杆、连接块、迎风板和指针，可以在风力发电机组使用的过程中，便于对风向的改变角度进行判断，能够根据当前风向，启动偏航达到机舱与风向夹角为九十度，从而保护了风机，且通过设置红外感应圆环、一号导线和风向持续时间显示器，可以对风向改变的持续时间进行计时，避免了风向短时间改变后出现的不必要偏航问题，从而为风机桨叶的调整带来了便利；

该用于风力发电机组的风况估算装置，通过设置连接套、螺栓、螺孔和调节弹簧，可以在该风况估算装置使用的过程中，便于根据使用者的身高对推杆的高度进行调节，使得该风况估算装置能够适用于不同身高的使用者，从而提高了该风况估算装置的实用性；

该用于风力发电机组的风况估算装置，通过设置支撑板和固定螺杆，可以在该风况估算装置移动使用的过程中，便于对底座进行调节固定，避免了该风况估算装置因碰撞为发生滑动的问题，从而保证了该风况估算装置放置时的稳定性，且通过设置两个液压机构，可以根据风况估算的需求对横板的高度进行调节，能够对不同高度的风况进行检测，从而为风况的估算带来了便利。

附图说明

图1为本发明结构的正面示意图；

图2为本发明结构中迎风板的俯视图；

图3为本发明结构中检测筒的内部示意图；

图4为本发明结构中连接套的内部示意图；

图5为本发明结构中风向持续时间显示器和风速显示器的内部示意图；

图6为本发明结构中风向持续时间显示器的电信连接示意图；

图7为本发明结构中风速显示器的电信连接示意图。

图中：1、底座；2、滚轮；3、支撑板；4、固定螺杆；5、连接套；6、推杆；7、螺栓；8、螺孔；9、调节弹簧；10、液压机构；11、横板；12、放置板；13、安装块；14、活动杆；15、连接块；16、迎风板；17、指针；18、红外感应圆环；19、一号导线；20、风向持续时间显示器；201、信号接收模块；202、信号处理模块；203、风向计时模块；204、时间显示模块；21、保护罩；22、蓄电池；23、一号电线；24、旋转电机；25、旋转轴；26、检测筒；27、风速感应探头；28、二号导线；29、风速显示器；291、信息接收模块；292、中央处理模块；293、数值显示模块；30、二号电线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。

请参阅图1和图4，本发明提供一种用于风力发电机组的风况估算装置，包括底座1，为了提高该装置使用时的稳定性，可在底座1的底部固定安装滚轮2，且在底座1的侧面固定连接支撑板3，在支撑板3的内部螺纹套接固定螺杆4，而固定螺杆4外部的外螺纹与支撑板3内部的内螺纹相适配，且固定螺杆4与水平方向之间呈垂直状态，当推动该装置，使得滚轮2受力发生滚动，便于对该装置进行移动使用，若该装置移动到待定区域时，旋转固定螺杆4，使之缓慢下移，并使得其底端深入至地面的底部，便于对底座1进行固定，从而提高该装置使用时的稳定性。

请参阅图1和图4，为了使得该装置能够适用于不同身高的使用者，可在底座1顶部的一侧与连接套5固定连接，在连接套5的内部活动套接推杆6，且连接套5的正面通过螺栓7与推杆6的正面螺纹连接，在推杆6的正面开设螺孔8，而螺孔8的数量为三个，且三个螺孔8的大小相等，三个螺孔8均与螺栓7相适配，当旋转螺栓7，使之与螺孔8之间相分离，此时推杆6会与连接套5之间发生松动，再拉动推杆6，便于根据使用者的身高对推杆6的高度进行调节，使得该装置能够适用于不同身高的使用者进行操作，从而提高了该装置的实用性。

请参阅图1和图4，为了使得推杆6调节的过程更加简单方便，推杆6的底端通过调节弹簧9与连接套5内腔的底部传动连接，而调节弹簧9位于连接套5的内部，且调节弹簧9的两端分别与连接套5内腔的底部和推杆6的底端固定连接，当推杆6与连接套5之间发生松动时，推杆6会在调节弹簧9的弹力作用下发生移动，从而使得推杆6高度调节的过程更加简单方便且省时省力。

请参阅图1，为了便于对该装置的高度进行调节，可在底座1的顶部固定连接液压机构10，而液压机构10包括油箱、液压杆、进油管和出油管，油箱一侧的顶部和底部分别固定连接有进油管和出油管，且油箱的顶部固定连接有液压杆，在液压机构10的顶端固定连接横板11，当将油液从进油管加入至油箱的内部，且随着油箱中油量的增加，液压杆会在油压的作用下发生延伸运动，并带动横板11在竖直方向上发生上移，若将油箱中的油液从出油管排出，且随着油箱中油量的减少，液压杆会在油压的作用下发生回缩运动，并带动横板11在竖直方向上发生下移，从而便于对横板11的高度进行调节。

请参阅图1和图2，为了便于对风向进行判断，可在横板11的顶部固定连接放置板12，在放置板12的顶部固定连接安装块13，在安装块13的内部活动套接活动杆14，在活动杆14的顶端固定连接连接块15，在连接块15的一侧固定连接迎风板16，在活动杆14的外部固定套接指针17，而指针17与放置板12之间相互平行，且指针17与放置板12表面的刻度纹相对应，当迎风板16收到风的吹动时，迎风板16会在风压的作用下产生运动的趋势，并带动活动杆14与安装块13之间发生转动，促使迎风板16的角度发生偏移，此时指针17会在活动杆14的转动下发生转动，并根据放置板12表面的刻度纹来观察指针17转动的角度大小，从而便于判断出此时的风向。

请参阅图1、图5和图6，为了便于对风向改变的持续时间进行检测，可在活动杆14的外部活动套接红外感应圆环18，在红外感应圆环18的一侧固定连接一号导线19，在一号导线19的底端电信连接风向持续时间显示器20，风向持续时间显示器20固定连接在横板11的底部，且风向持续时间显示器20包括信号接收模块201、信号处理模块202、风向计时模块203和时间显示模块204，在风向持续时间显示器20的内部固定安装电路板，在电路板的正面分别固定焊接信号接收模块201、信号处理模块202、风向计时模块203和时间显示模块204，信号接收模块201的输入端与红外感应圆环18输出端电信连接，且信号接收模块201的输出端与信号处理模块202的输入端电信连接，信号处理模块202的输出端与风向计时模块203的输入端电信连接，风向计时模块203的输出端与时间显示模块204的输入端电信连接，当活动杆14发生转动时，红外感应圆环18会对此时感应的信号传递给信号接收模块201，而信号接收模块201会将接受的信号传递给信号处理模块202，而信号处理模块202将信号放大处理后会将新的信号传递给风向计时模块203，进而对风向的持续时间进行计时，且风向计时模块203会将计时的时间数据传递给时间显示模块204，从而将此时的时间数值在风向持续时间显示器20表面的显示屏上展现出来，且当活动杆14再发生转动时，红外感应圆环18会将感应的信号传递给信号接收模块201，而信号接收模块201会再将接受的信号传递给信号处理模块202，而信号处理模块202将信号放大处理后会将新的信号传递给风向计时模块203，进而停止计时，此时通过时间显示模块204在风向持续时间显示器20表面的显示屏上展现出来的时间，便为风向的持续时间。

请参阅图1，为了便于为该装置的用电器件进行供电，可在底座1的顶部固定连接保护罩21，在保护罩21的内部固定安装蓄电池22，而蓄电池22的外部通过固定套与保护罩21的内壁固定连接，且蓄电池22顶部的另一侧固定连接有充电线，蓄电池22顶部的一侧通过一号电线23与风向持续时间显示器20的底部电连接，当利用充电线接通市电路，便于对蓄电池22的内部进行输入电能，从而保证了蓄电池22内部电量的充足，便于对该装置的用电器件进行正常供电，且蓄电池22外部的保护罩21能够对蓄电池22起到了保护的作用，避免了蓄电池22因外物的碰撞而发生损坏的问题，从而提高了该蓄电池22的使用寿命。

请参阅图1、图3、图5和图7，为了便于对风速进行检测，可在横板11顶部的一侧固定安装旋转电机24，在旋转电机24的输出轴上固定套接旋转轴25，在旋转轴25的顶端固定连接检测筒26，在检测筒26的内壁固定连接风速感应探头27，在风速感应探头27的一侧固定连接二号导线28，在二号导线28的底端电信连接风速显示器29，风速显示器29固定安装在横板11底部的一侧，且风速显示器29包括信息接收模块291、中央处理模块292和数值显示模块293，在风速显示器29的内部固定安装线路板，在线路板的正面从右到左依次固定焊接信息接收模块291、中央处理模块292和数值显示模块293，信息接收模块291的输入端与风速感应探头27的输出端电信连接，且信息接收模块291的输出端与中央处理模块292的输入端电信连接，中央处理模块292的输出端与数值显示模块293的输入端电信连接，风速显示器29的底部通过二号电线30与蓄电池22的顶部电连接，当根据风向打开旋转电机24，使得旋转轴25发生转动，并带动检测筒26发生转动，使得检测筒26的左端对准风向，并关闭旋转电机24，此时风会进入至检测筒26的内部，并依次经过两个风速感应探头27，且风速感应探头27会将信息传递给信息接收模块291，而信息接收模块291会将接收的信息传递给中央处理模块292，而中央处理模块292会根据风经过两个风速感应探头27所需的时间和两个风速感应探头27的间距，利用编程软件来计算此时的风速，并将计算出的风速大小以信号的形式传递给数值显示模块293，而数值显示模块293会在风速显示器29表面的显示屏上将风速的大小显示出来，从而便于对风速进行检测。

上述方案中，需要说明的是：此风向持续时间显示器20的信号接收模块201、信号处理模块202、风向计时模块203和时间显示模块204之间通过电路板上的电路进行电连接和信号连接；此风速显示器29的信息接收模块291、中央处理模块292和数值显示模块293之间通过线路板上的电路进行电连接和信号连接。

本发明的工作原理及使用流程：

首先旋转螺栓7，使之与螺孔8之间相分离，此时推杆6会与连接套5之间发生松动，且推杆6会在调节弹簧9的弹力作用下发生移动，便于根据使用者的身高对推杆6的高度进行调节，使得该装置能够适用于不同身高的使用者进行操作，从而提高了该装置的实用性，同时推动推杆6，使得滚轮2受力发生滚动，便于对该装置进行移动使用，若该装置移动到待定区域时，旋转固定螺杆4，使之缓慢下移，并使得其底端深入至地面的底部，便于对底座1进行固定，从而提高该装置使用时的稳定性，接着将油液从进油管加入至油箱的内部，且随着油箱中油量的增加，液压杆会在油压的作用下发生延伸运动，并带动横板11在竖直方向上发生上移，若将油箱中的油液从出油管排出，且随着油箱中油量的减少，液压杆会在油压的作用下发生回缩运动，并带动横板11在竖直方向上发生下移，从而便于对横板11的高度进行调节，能够对不同高度的风况进行检测，从而为风况的估算带来了便利，紧接着当迎风板16收到风的吹动时，迎风板16会在风压的作用下产生运动的趋势，并带动活动杆14与安装块13之间发生转动，促使迎风板16的角度发生偏移，此时指针17会在活动杆14的转动下发生转动，并根据放置板12表面的刻度纹来观察指针17转动的角度大小，从而便于判断出此时的风向，同时当活动杆14发生转动时，红外感应圆环18会对此时感应的信号传递给信号接收模块201，而信号接收模块201会将接受的信号传递给信号处理模块202，而信号处理模块202将信号放大处理后会将新的信号传递给风向计时模块203，进而对风向的持续时间进行计时，且风向计时模块203会将计时的时间数据传递给时间显示模块204，从而将此时的时间数值在风向持续时间显示器20表面的显示屏上展现出来，且当活动杆14再发生转动时，红外感应圆环18会将感应的信号传递给信号接收模块201，而信号接收模块201会再将接受的信号传递给信号处理模块202，而信号处理模块202将信号放大处理后会将新的信号传递给风向计时模块203，进而停止计时，此时通过时间显示模块204在风向持续时间显示器20表面的显示屏上展现出来的时间，便为风向的持续时间，最后根据风向打开旋转电机24，使得旋转轴25发生转动，并带动检测筒26发生转动，使得检测筒26的左端对准风向，并关闭旋转电机24，此时风会进入至检测筒26的内部，并依次经过两个风速感应探头27，且风速感应探头27会将信息传递给信息接收模块291，而信息接收模块291会将接收的信息传递给中央处理模块292，而中央处理模块292会根据风经过两个风速感应探头27所需的时间和两个风速感应探头27的间距，利用编程软件来计算此时的风速，并将计算出的风速大小以信号的形式传递给数值显示模块293，而数值显示模块293会在风速显示器29表面的显示屏上将风速的大小显示出来，从而对风速进行检测，便于对应风速，改变桨叶角度，适应风机控制策略，实现最大出力，从而提高了风能的利用率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于风力发电机组的风况估算装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的底部固定安装有滚轮(2)，且底座(1)的侧面固定连接有支撑板(3)，所述支撑板(3)的内部螺纹套接有固定螺杆(4)，所述底座(1)顶部的一侧固定连接有连接套(5)，所述连接套(5)的内部活动套接有推杆(6)，且连接套(5)的正面通过螺栓(7)与推杆(6)的正面螺纹连接，所述推杆(6)的正面开设有螺孔(8)，且推杆(6)的底端通过调节弹簧(9)与连接套(5)内腔的底部传动连接，所述底座(1)的顶部固定连接有液压机构(10)，所述液压机构(10)的顶端固定连接有横板(11)，所述横板(11)的顶部固定连接有放置板(12)，所述放置板(12)的顶部固定连接有安装块(13)，所述安装块(13)的内部活动套接有活动杆(14)，所述活动杆(14)的顶端固定连接有连接块(15)，所述连接块(15)的一侧固定连接有迎风板(16)，所述活动杆(14)的外部固定套接有指针(17)，且活动杆(14)的外部活动套接有红外感应圆环(18)，所述红外感应圆环(18)的一侧固定连接有一号导线(19)，所述一号导线(19)的底端电信连接有风向持续时间显示器(20)，所述风向持续时间显示器(20)固定连接在横板(11)的底部，且风向持续时间显示器(20)包括信号接收模块(201)、信号处理模块(202)、风向计时模块(203)和时间显示模块(204)，所述信号接收模块(201)的输入端与红外感应圆环(18)输出端电信连接，且信号接收模块(201)的输出端与信号处理模块(202)的输入端电信连接，所述信号处理模块(202)的输出端与风向计时模块(203)的输入端电信连接，所述风向计时模块(203)的输出端与时间显示模块(204)的输入端电信连接，所述底座(1)的顶部固定连接有保护罩(21)，所述保护罩(21)的内部固定安装有蓄电池(22)，所述蓄电池(22)顶部的一侧通过一号电线(23)与风向持续时间显示器(20)的底部电连接，所述横板(11)顶部的一侧固定安装有旋转电机(24)，所述旋转电机(24)的输出轴上固定套接有旋转轴(25)，所述旋转轴(25)的顶端固定连接有检测筒(26)，所述检测筒(26)的内壁固定连接有风速感应探头(27)，所述风速感应探头(27)的一侧固定连接有二号导线(28)，所述二号导线(28)的底端电信连接有风速显示器(29)，所述风速显示器(29)固定安装在横板(11)底部的一侧，且风速显示器(29)包括信息接收模块(291)、中央处理模块(292)和数值显示模块(293)，所述信息接收模块(291)的输入端与风速感应探头(27)的输出端电信连接，且信息接收模块(291)的输出端与中央处理模块(292)的输入端电信连接，所述中央处理模块(292)的输出端与数值显示模块(293)的输入端电信连接，所述风速显示器(29)的底部通过二号电线(30)与蓄电池(22)的顶部电连接。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的风况估算装置，其特征在于，所述固定螺杆(4)外部的外螺纹与支撑板(3)内部的内螺纹相适配，且固定螺杆(4)与水平方向之间呈垂直状态。

3.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的风况估算装置，其特征在于，所述螺孔(8)的数量为三个，且三个螺孔(8)的大小相等，三个所述螺孔(8)均与螺栓(7)相适配。

4.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的风况估算装置，其特征在于，所述调节弹簧(9)位于连接套(5)的内部，且调节弹簧(9)的两端分别与连接套(5)内腔的底部和推杆(6)的底端固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的风况估算装置，其特征在于，所述液压机构(10)包括油箱、液压杆、进油管和出油管，油箱一侧的顶部和底部分别固定连接有进油管和出油管，且油箱的顶部固定连接有液压杆。

6.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的风况估算装置，其特征在于，所述指针(17)与放置板(12)之间相互平行，且指针(17)与放置板(12)表面的刻度纹相对应。

7.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的风况估算装置，其特征在于，所述风向持续时间显示器(20)的内部固定安装有电路板，电路板的正面分别固定焊接有信号接收模块(201)、信号处理模块(202)、风向计时模块(203)和时间显示模块(204)。

8.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的风况估算装置，其特征在于，所述蓄电池(22)的外部通过固定套与保护罩(21)的内壁固定连接，且蓄电池(22)顶部的另一侧固定连接有充电线。

9.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的风况估算装置，其特征在于，所述风速显示器(29)的内部固定安装有线路板，线路板的正面从右到左依次固定焊接有信息接收模块(291)、中央处理模块(292)和数值显示模块(293)。

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