CN207504854U - 一种基于多天线的用于风力发电变桨系统无线通讯装置 - Google Patents

Abstract

一种基于多天线的用于风力发电变桨系统无线通讯装置，轮毂侧无线通讯模块(2)安装于风机轮毂(7)壳体内部轴箱(10)导轨上，与变桨系统相连；轮毂侧无线通讯模块外置天线(1)通过馈线与轮毂侧无线通讯模块(2)连接；机舱侧无线通讯模块(8)安装于机舱(4)内机舱柜(9)导轨上，与风机主控系统相连；机舱侧无线通讯模块外置天线(5)安装于机舱内，通过馈线与机舱侧无线通讯模块(8)连接；轮毂侧无线通讯模块(2)和机舱侧无线通讯模块(8)进行数据收发，完成变桨系统与风机主控系统间数据无线传输任务。本实用新型避免传统滑环通讯方案易磨损、部件寿命短的缺点，有效降低变桨系统与主控系统间无线通讯故障率。

Description

一种基于多天线的用于风力发电变桨系统无线通讯装置

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种基于多天线的用于风力发电变桨系统无线通讯方案。

背景技术

风力发电作为清洁能源发电方式之一近些年发展迅速。对于风机的控制，变桨系统与风机主控系统的之间的通讯是否稳定可靠对风机正常运行起着安全关键作用。变桨系统安装于轮毂内，与轮毂一同在风机运行过程中绕一旋转轴旋转。针对风力发电机组变桨系统与风机主控系统之间通信对旋转性的要求，传统解决方案是采用滑环通信，但通信时产生的摩擦力矩导致滑环属于易损件，寿命短，增大了故障率，需根据报警信息或周期性爬塔对其检修更换，成本较大。而目前普通无线通讯架构应用在风电机组时，因风机机组运行过程中轮毂相对于机舱持续旋转状态，造成某些角度有遮挡物在收发模块中间，产生信号衰减、不稳定甚至中断等问题，频繁出现报警信号，造成风机停机。

实用新型内容

为了解决目前变桨系统与风机主控系统之间通讯问题，本实用新型提出一种基于多天线的风机变桨系统无线通讯装置，通过外置天线的有效配置实现可靠的数据交互。

为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于多天线的用于风力发电变桨系统的无线通讯装置，所述无线通讯装置包含轮毂7，轴箱10，轮毂侧无线通讯模块2，轮毂侧无线通讯模块外置天线1，机舱4，机舱柜9，机舱侧无线通讯模块8，机舱侧无线通讯模块外置天线5；其特征在于：

所述轮毂侧无线通讯模块2安装于风机轮毂7壳体内部轴箱10导轨上，与变桨系统相连，由轴箱内电源模块供电；

所述轮毂侧无线通讯模块外置天线1通过馈线与轮毂侧无线通讯模块2连接；

所述机舱侧无线通讯模块8安装于机舱4内机舱柜9中导轨上，与风机主控系统相连，由机舱柜内电源模块供电；

所述机舱侧无线通讯模块外置天线5通过馈线与机舱侧无线通讯模块连接，安装于机舱内；

所述轮毂侧无线通讯模块2和机舱侧无线通讯模块8通过轮毂侧无线通讯模块外置天线1及机舱侧无线通讯模块外置天线5进行数据收发，完成数据无线传输任务。

本实用新型进一步包括以下优选方案：

所述轮毂侧无线通讯模块2、轮毂侧无线通讯模块外置天线1在风机运行过程中随轮毂绕一旋转轴旋转。

所述轮毂侧无线通讯模块外置天线1数量为三根或更多，安装于轮毂近机舱侧壳体外沿、整流罩内侧。

所述多根轮毂侧无线通讯模块外置天线绕轮毂近机舱侧外沿呈同平面环型布局，该平面垂直于所述旋转轴，天线间等间隔。

所述机舱侧无线通讯模块外置天线垂直架置于机舱内近轮毂侧旋转轴的正上方。

当风机运行时轮毂绕旋转轴旋转，轮毂侧无线通讯模块外置天线中将至少有一根外置天线相对于机舱侧无线通讯模块外置天线是可见状态，无遮挡物。架置轮毂侧无线通讯模块外置天线数量越多，对壳体等遮挡物中断通讯的危害进行规避的可靠性越高，从而保证通讯的持续稳定。

本实用新型的有益效果是：改进传统风力发电变桨系统与主控通信方式，改用无线通讯，并设计通信模块及天线结构以达到可靠通信的目的。本实用新型基于多外置天线完成可靠的数据通讯，避免了传统变桨系统与风机主控系统之间采用滑环通讯方式产生摩擦力矩而造成的寿命短及抗干扰能力差等缺点，同时解决了普通无线通讯架构应用在风电机组时轮毂金属外壳遮挡造成的通讯不稳定甚至中断等问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型轮毂侧无线通讯模块及外置三天线结构示意图；

图2是本实用新型无线通讯装置整体结构示意图；

附图标记包括，

1-轮毂侧无线通讯模块外置天线，2-轮毂侧无线通讯模块，3-轮毂近机舱侧壳体外沿，4-机舱，5-机舱侧无线通讯模块外置天线，6-整流罩，7-轮毂，8-机舱侧无线通讯模块，9-机舱柜，10-轴箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作详细说明。应该强调的是下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

在图1中，针对本实用新型所述多根轮毂侧无线通讯模块外置天线通过馈线与轮毂侧无线通讯模块2相连，图例采用三根外置天线1搭建以示意，三根天线均固定于轮毂近机舱侧壳体外沿3，呈同平面环型布局，该平面垂直于旋转轴，天线间等间隔。

图2是本实用新型无线通讯装置整体结构示意图，本实用新型所述无线通讯装置解决风力发电机组轮毂内7的变桨系统与机舱4内的风机主控系统之间通信问题，所述轮毂在风机运行过程中绕一旋转轴旋转。针对风机运行时对旋转性的要求，传统解决方案是采用滑环通信，但通信时产生的摩擦力矩滑导致环属于易损件，寿命短，需根据报警信息或周期性爬塔对其检修更换，成本较大。而目前普通无线通讯架构应用在风电机组时，无线通讯模块会因轮毂金属外壳等其他金属遮挡造成通讯不稳定甚至中断等问题，频繁出现报警信号，造成风机停机。

所述变桨系统与风机主控系统无线通信采用多天线设计，其中轮毂侧无线通讯模块2安装于风机轮毂壳体内轴箱10中，以导轨固定并由轴箱内电源模块供电，通过馈线与轮毂侧无线通讯模块外置天线1连接，多天线(本实施方式以三天线为示意)安装于轮毂7壳体外沿3、整流罩6内侧，成环形平面，该平面垂直于旋转轴；机舱侧无线通讯模块8安装于机舱4内的机舱柜9中，以导轨固定并由机舱柜中电源模块供电，通过馈线和机舱侧无线通讯模块外置天线5连接。轮毂侧无线通讯模块与轮毂内变桨系统相连，机舱侧无线通讯模块与风机主控系统相连，两个无线通信模块通过外置天线进行数据可靠交互，完成通讯任务。

当风机运行时轮毂绕旋转轴旋转，三根天线将至少有一根天线相对于机舱侧无线通讯模块外置天线是可见状态，即无遮挡物。架置天线数量越多，对壳体等遮挡物中断通讯的危害进行规避的可靠性越高。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于多天线的用于风力发电变桨系统的无线通讯装置，所述无线通讯装置包含轮毂(7)，轴箱(10)，轮毂侧无线通讯模块(2)，轮毂侧无线通讯模块外置天线(1)，机舱(4)，机舱柜(9)，机舱侧无线通讯模块(8)，机舱侧无线通讯模块外置天线(5)；其特征在于：

所述轮毂侧无线通讯模块(2)安装于风机轮毂(7)壳体内部轴箱(10)导轨上，与变桨系统相连；

所述轮毂侧无线通讯模块外置天线(1)通过馈线与轮毂侧无线通讯模块(2)连接；

所述机舱侧无线通讯模块(8)安装于机舱(4)内机舱柜(9)导轨上，与风机主控系统相连；由机舱柜内电源模块供电；

所述机舱侧无线通讯模块外置天线(5)安装于机舱内，通过馈线与机舱侧无线通讯模块(8)连接；

所述轮毂侧无线通讯模块(2)和机舱侧无线通讯模块(8)通过轮毂侧无线通讯模块外置天线(1)及机舱侧无线通讯模块外置天线(5)进行数据收发，完成变桨系统与风机主控系统间数据无线传输任务。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电变桨系统的无线通讯装置，其特征在于：

所述轮毂(7)在风电机组运行时相对于所述机舱(4)旋转；

所述轮毂侧无线通讯模块(2)、轮毂侧无线通讯模块外置天线(1)在风机运行过程中随轮毂(7)绕一旋转轴随所述轮毂旋转。

3.根据权利要求1或2所述的用于风力发电变桨系统的无线通讯装置，其特征在于：

所述轮毂侧无线通讯模块(2)由轴箱内电源模块供电。

4.根据权利要求1所述的用于风力发电变桨系统的无线通讯装置，其特征在于：

所述轮毂侧无线通讯模块外置天线(1)的数量为三根或三个以上，安装于轮毂近机舱侧壳体外沿(3)、整流罩(6)内侧。

5.根据权利要求4所述的用于风力发电变桨系统的无线通讯装置，其特征在于：

多根轮毂侧无线通讯模块外置天线(1)绕轮毂(7)近机舱侧外沿呈同平面环型布局，该平面垂直于轮毂(7)侧旋转轴，各外置天线等角度间隔设置。

6.根据权利要求5所述的用于风力发电变桨系统的无线通讯装置，其特征在于：

所述机舱侧无线通讯模块外置天线(1)垂直架置于机舱内近轮毂侧旋转轴的正上方。