CN201074567Y - 风力发电机组的对风装置 - Google Patents
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Abstract
一种风力发电机组的对风装置，包括风向标、配重、平衡杆、转动轴、信号发生装置和与风力发电机机舱连接的底座，平衡杆与转动轴固定连接，转动轴可转动地安装在底座上，信号发生装置包括固联在转动轴上的测向转动件、探测信号发生器、探测信号接收器和信号处理电路板，探测信号发生器、探测信号接收器和信号处理电板固定连接在底座上，测向转动件的横截面呈圆弧状，圆心角为180°，所述的测向转动件的横截面位于平衡杆的一侧。所述测向转动件与转动轴同轴，所述的光电信号发射器与光电信号接收器分别对正安装在所述测向转动件形成的圆弧的内外侧，所述光电信号发射器和光电信号接收器的连线与机舱的对风轴方向一致。本实用新型原理简单、降低成本、稳定性高。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电机设备，尤其涉及一种对风装置。
背景技术
目前，应用在风力发电机组上的风向感应设备包括数字式风向传感器，感应器是风标，角度变换采用七位格雷码光电码盘，光码盘的每一位上面都装有发光二极管，在风向变化时，通过主轴带动码盘旋转，每转动2.8125°，装在码盘下面的光敏三极管就处于导通或截止状态，不论在任何方向，都可产生一组新的七位并行格雷码，经整形、倒相后输出，从而得到相应的风向。这种风向传感器能够给出某一时间的绝对风向，比较精确，但是成本高，并且当七位格雷码上的任意一位不能正常工作时，都会使风力发电机组产生错误的方向定位。
发明内容
为了克服已有的风力发电机的对风装置的原理复杂、成本高、稳定性低的不足，本实用新型提供一种原理简单、降低成本、稳定性高的风力发电机组的对风装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种风力发电机组的对风装置，包括风向标、配重、平衡杆、转动轴、信号发生装置和与风力发电机机舱支架连接的底座，所述的风向标和配重分别位于平衡杆的两端，所述的平衡杆与转动轴固定连接，所述的转动轴可转动地安装在底座上，所述的信号发生装置包括固联在转动轴上的测向转动件、光电信号发射器、光电信号接收器和用于监测风向标的转动方向并控制机舱异步跟踪风向标转动的信号处理电路板，所述的光电信号发射器、光电信号接收器和信号处理电板固定连接在底座上，所述的测向转动件的横截面呈圆弧状，圆心角为180°，所述的测向转动件的横截面位于平衡杆的一侧。所述测向转动件与转动轴同轴，所述的光电信号发射器与光电信号接收器分别对正安装在所述测向转动件形成的圆弧的内外侧，所述光电信号发射器和光电信号接收器的连线与机舱的对风轴方向一致。
作为优选的一种技术方案，所述的测向转动件的横截面为半圆环形。该半圆形结构能够监测的范围为：测向转动件顺时针180度和逆时针180度之间的任何角度，即便在短时间内转动很大的角度均能检测。进一步，所述的光电信号发射器或光电信号接收器位于转动轴的轴线上。
再进一步，所述的配重与平衡杆螺纹连接，所述的配重上设有紧定螺钉。
更进一步，所述对风装置还包括一个轴套，所述的轴套与底座固联在一起，转动轴与轴套之间安装有上轴承、下轴承，上轴承设有挡块，所述挡块与转动轴固定连接，下轴承设有螺母，所述螺母与轴套固定连接。
所述的平衡杆上设有安装孔，所述转动轴穿过所述安装孔，在转动轴的端部设有固定螺母。
本实用新型的技术构思为：该对风装置包括风向标、配重、平衡杆、转动轴、信号发生装置和底座，所述的风向标和配重分别位于平衡杆的两端，所述的平衡杆与转动轴连接在一起，所述的底座安装在风力发电机组的机舱上，所述的信号发生装置包括固联在转动轴上的测向转动件，所述的信号发生装置还包括光电信号发射器、光电信号接收器和信号处理电路板，所述的光电信号发射器、光电信号接收器和信号处理电板固定连接在底座上，所述测向转动件与转动轴同轴，所述的光电信号发射器与光电信号接收器对正安装，且分别安装在测向转动件的内外，二者的连线与机舱的对风轴方向一致。
该测向转动件的横截面优选采用半圆环状，该测向转动件的横截面连续覆盖以转动轴的中心为圆心的半圆环形区域，转动后，半圆形边界处能够产生检测信号变化。
所述的测向转动件的横截面位于平衡杆的一侧。
当风向改变时，风向标带动转动轴转动，同时转动轴上的测向转动件也随之转动。当测向转动件位于光电信号发射器和光电信号接收器之间时，光电信号接收器没有接收到信号，假设这种情况下所产生的信号为低电平，那么，当光电信号发射器和光电信号接收器之间没有障碍物(测向转动件)，光电信号接收器可以接收到信号，此时所产生的信号为高电平。
由于风的作用，当对风装置工作时，风向标的方向与风向始终保持一致。由于光电信号发射器和光电信号接收器的连线与机舱的对风轴方向一致，当机舱正对风向时，平衡杆与光电信号发射器、光电信号接收器的连线在垂直方向上重合，测向转动件的半圆环形横截面位于平衡杆的一侧，该半圆形的边缘处刚好位于光电信号发射器和光电信号接收器之间，此时产生的信号刚好在高电平与低电平之间，由于风的不确定性，在连续的时间里所产生的信号总是在高电平与低电平之间变化。当在某一段设定长度的时间内信号高电平与低电平的占有率相差很大的情况下，系统会认为风向已经发生变化，从而会调整机舱方向使叶片正对来风方向，提高风能捕获率。采用这种结构的优点是对风装置不需要给出准确的绝对风向，而是给出一个机舱相对于风向的偏移方向。
本实用新型的有益效果主要表现在：1、原理简单、降低成本；2、稳定性高。
附图说明
图1是本实用新型的对风装置的正视图。
图2是本实用新型的对风装置的侧视图。
图3是本实用新型安装在风力发电机上的示意图。
图4是机舱与光电信号发射器、光电信号接收器的位置关系以及正对风向时测向转动件的位置示意图。
图5是测向转动件顺时针转动后，测向转动件与光电信号发射器、光电信号接收器的位置关系示意图。
图6是测向转动件逆时针转动后，测向转动件与光电信号发射器、光电信号接收器的位置关系示意图。
图7是对风装置的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图8，一种风力发电机7的对风装置，包括风向标1、配重2、平衡杆3、转动轴4、信号发生装置和安装在风力发电机7的机舱701上的底座6，所述的风向标1和配重2分别位于平衡杆3的两端，所述的平衡杆3与转动轴4固定连接，所述的转动轴4可转动地安装在底座6上，所述的信号发生装置包括固联在转动轴上的测向转动件501、光电信号发射器502、光电信号接收器503和用于监测风向标的转动方向并控制机舱异步跟踪风向标转动的信号处理电路板504，所述的光电信号发射器502、光电信号接收器503和信号处理电板504固定连接在底座6上，所述的测向转动件501的横截面呈圆弧状，圆心角为180°，所述的测向转动件501的横截面位于平衡杆的一侧，所述测向转动件501与转动轴4同轴，所述的光电信号发射器502与光电信号接收器503分别对正安装在所述测向转动件501形成的圆弧的内外侧，所述光电信号发射器502和光电信号接收器503的连线与机舱的对风轴方向一致。
所述的测向转动件501的横截面为半圆环形。
所述的配重2与平衡杆3螺纹连接，所述的配重2上设有紧定螺钉。所述对风装置还包括一个轴套13，所述的轴套13与底6座固联在一起，转动轴4与轴套13之间安装有上轴承10、下轴承11，上轴承10设有挡块9，所述挡块9与转动轴4通过定位销8固定连接，下轴承11设有螺母12，所述螺母12与轴套13固定连接。所述的平衡杆3上设有安装孔，所述转动轴4穿过所述安装孔，在转动轴的端部设有固定螺母。
本实施例中，所述的光电信号发射器502、光电信号接收器503通过联结板505、506连接在信号处理电板504上。配重2与平衡杆3的相应一侧设有螺纹，安装时可以通过螺纹调节配重的位置，从而达到平衡的目的。配重上设有紧定螺钉，以使配重固定在平衡杆上。
参照图4、5、6，本实施例测向转动件501的横截面为二分之一的圆环形，测向转动件501与转动轴4同轴，并随转动轴4做转动。所述的光电信号发射器502与光电信号接收器503对正安装，二者的连线与机舱的对风轴方向一致，由于二者是固定在底座6上面的，因此不会随着风向标1的转动而转动。
图4所示为光电信号发射器与光电信号接收器的安装位置，以及机舱正对风向时测向转动件的位置示意图，光电信号发射器与光电信号接收器的连线与机舱的对风轴方向一致。对风装置工作时，风向标与来风的方向始终保持一致，当机舱正对风向时平衡杆的方向与机舱的对风轴方向一致。图5、图6所示为风向标1发生转动后的示意图。当风向标发生转动后，以图5为例，此时光电信号接收器不能接收到光电信号发射器所发出的信号，因此所产生的低电平信号的占有率会大大高出高电平的占有率，此时控制系统会判断出风向已经发生改变，从而启动偏航系统使机舱701向风向改变的方向转动。由于对风装置的底座安装在机舱上，因此光电信号发射器与光电信号接收器也发生转动，从而这二者与测向转动件之间的相对位置发生改变，产生的信号也相应的发生改变，当信号中低电平与高电平的比例大致相同时，控制系统会认为机舱已经正对风向，从而使机舱停止转动。
Claims (6)
1.一种风力发电机组的对风装置，包括风向标、配重、平衡杆、转动轴、信号发生装置和与风力发电机机舱连接的底座，所述的风向标和配重分别位于平衡杆的两端，所述的平衡杆与转动轴固定连接，所述的转动轴可转动地安装在底座上，所述的信号发生装置包括固联在转动轴上的测向转动件、光电信号发射器、光电信号接收器和用于监测风向标的转动方向并控制机舱异步跟踪风向标转动的信号处理电路板，所述的光电信号发射器、光电信号接收器和信号处理电板固定连接在底座上，所述的测向转动件的横截面呈圆弧状，圆心角为180°，所述的测向转动件的横截面位于平衡杆的一侧，所述测向转动件与转动轴同轴，所述的光电信号发射器与光电信号接收器分别对正安装在所述测向转动件形成的圆弧的内外侧，所述光电信号发射器和光电信号接收器的连线与风力发电机机舱的对风轴方向一致。
2.如权利要求1所述的风力发电机组的对风装置，其特征在于：所述的测向转动件的横截面为半圆环形。
3.如权利要求1或2所述的风力发电机组的对风装置，其特征在于：所述的光电信号发射器或光电信号接收器位于转动轴的轴线上。
4.如权利要求3所述的风力发电机组的对风装置，其特征在于：所述的配重与平衡杆螺纹连接，所述的配重上设有紧定螺钉。
5.如权利要求4所述的风力发电机组的对风装置，其特征在于：所述对风装置还包括一个轴套，所述的轴套与底座固联在一起，转动轴与轴套之间安装有上轴承、下轴承，上轴承设有挡块，所述挡块与转动轴固定连接，下轴承设有螺母，所述螺母与轴套固定连接。
6.如权利要求5所述的风力发电机组的对风装置，其特征在于：所述的平衡杆上设有安装孔，所述转动轴穿过所述安装孔，在转动轴的端部设有固定螺母。
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