CN213482282U - 一种风力发电机风向标找正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风力发电机风向标找正装置，该装置包括铅垂标尺、内部激光投线仪、罩外激光投线仪和圆柱磁铁块。本实用新型可使安装的风向标零位更精确的对向风力发电机正前方，由此准确控制风力发电机对风方向，更大的提升风能利用率。

Description

一种风力发电机风向标找正装置

技术领域

本实用新型属于风能利用领域，具体涉及一种风力发电机风向标找正装置。

背景技术

风力发电机中一个重要测控元件是风向标，在风力发电机工作中起到监测风向、使机组正向迎风的作用。在以往的风力发电机安装中，由于风向标安装方向的误差，使得机组在工作中经常偏离来风方向，由此引起发电效率降低可达百分之二十以上。由于风向标安装在机舱罩上方，安装时通常以机舱罩为基准，难以使风向标与机舱罩前后方向一致，而另一方面机舱罩相对主轴即风力发电机前后方向也有方向的偏差，因而风向标零位更难以与风力发电机组前后方向一致。

专利号CN108303005.A公开了一种风力发电机风向标安装零位误差检测及校准装置，该装置安装在风向标上，直接在机舱罩上划线以定位校正安装角度，存在的问题在于，由于在机舱上划线不准确、基准点不准确、角度读数不准确，使得对机舱罩本身就有误差，加之前述机舱罩与风力发电机主轴线方向同样存在误差，最终风向标零位与风力发电机前后轴线方向仍存在较大误差。

发明内容

实用新型目的：本实用新型提供一种风力发电机风向标找正装置，其目的在于解决现有找正装置的风向标零位与风力发电机前后轴线方向仍存在较大误差的问题。

技术方案：

一种风力发电机风向标找正装置，该装置包括铅垂标尺、内部激光投线仪、罩外激光投线仪和圆柱磁铁块；内部激光投线仪固定于风力发电机主轴上任意一点，内部激光投线仪同时投出两条互相垂直的激光线，内部激光投线仪发射的一条激光线与风力发电机主轴轴线在同一个竖直平面内，在风力发电机主轴上设置有多个铅垂标尺，该铅垂标尺设置在所述的竖直平面内；在所述的竖直平面内设有多个圆柱磁铁块，所述的多个圆柱磁铁块固定在机舱罩的内外并相互对应设置；在机舱罩外，由多个圆柱磁铁块标定的直线上设有罩外激光投线仪；

或者，内部激光投线仪发射的两条激光线所在的两个竖直平面内设有多个圆柱磁铁块，所述的多个圆柱磁铁块固定在机舱罩的内外并相互对应设置；在机舱罩外，由多个圆柱磁铁块标定的相互垂直的直线交点上设有罩外激光投线仪。

铅垂标尺的底座下方设置有磁铁，磁铁吸附于风力发电机主轴上，支架为倒置的“L”形，支架的一端固定于底座上，支架的另一端铰接有标尺，标尺处于风力发电机主轴轴线所在的竖直平面内。

罩外激光投线仪下设有激光投线仪滑座，激光投线仪滑座包括平板和可调支腿，平板下方设置可调支腿，平板为一长条平板，平板上设置有三条滑道，三条滑道与罩外激光投线仪的三条支腿卡接，平板上还设置有水平仪，可调支腿固定于机舱罩外。

多个铅垂标尺为至少两个铅垂标尺。

优点及效果：

本实用新型在主轴轴线方向上找两点作为方向基准，采用两个铅垂标尺提高利用主轴轴线竖直平面的精准度，利用激光投线仪在机舱罩内部上方投出前后、左右互相垂直的两条基准线，再在机舱罩外部找到对应的两条基准线，以此为基准，安装的风向标方位准确，方法简单可靠，精度高。利用本装置，可使安装的风向标零位更精确的对向风力发电机正前方，由此准确控制风力发电机对风方向，更大的提升风能利用率。

附图说明

图1为风力发电机主轴基准点示意图；

图2为内部激光投线仪和罩外激光投线仪的结构及工作示意图；

图3为机舱罩内基准点取点示意图；

图4为机舱罩内外圆柱磁铁块相吸示意图；

图5为不使用激光投线仪滑座时，机舱罩外结构示意图；

图6为使用激光投线仪滑座时，机舱罩外结构示意图；

图7为铅垂标尺结构示意图；

图8为投线仪滑座结构示意图；

图中标号：1、铅垂标尺，101、支架，102、销轴，103、标尺，104、底座，105、磁铁，106、螺钉，2、机舱罩，3、圆柱磁铁块，4、投线仪滑座，401、平板，402、滑道，403、可调支腿，404、水平仪，5、风向标，6、主轴，7、主轴前法兰，8、主轴轴承，9、齿轮箱，10、内部激光投线仪，11、罩外激光投线仪，111、激光线I，112、激光线II。

具体实施方式

以下结合说明书附图更详细的说明本实用新型。

如图1、3、5和6所示，一种风力发电机风向标找正装置，该装置包括铅垂标尺1、内部激光投线仪10、罩外激光投线仪11和圆柱磁铁块3；铅垂标尺1和内部激光投线仪10设置在风力发电机主轴6上，圆柱磁铁块3设置在机舱罩2的内外，罩外激光投线仪11设置在机舱罩2外。具体为内部激光投线仪10固定放置于风力发电机主轴6上任意一点，内部激光投线仪10同时投出两条互相垂直的激光线，内部激光投线仪10发射的一条激光线与风力发电机主轴6轴线在同一个竖直平面内，该竖直平面即为风力发电机主轴6轴线的竖直平面，在风力发电机主轴6上设置有多个铅垂标尺1，该铅垂标尺1设置在所述的竖直平面内；在所述的竖直平面内设有多个圆柱磁铁块3，所述的多个圆柱磁铁块3固定在机舱罩2的内外，机舱罩2上内外的圆柱磁铁块3相互吸引对应设置；在机舱罩2外，由多个圆柱磁铁块3标定的直线上设有罩外激光投线仪11；

或者，内部激光投线仪10发射的两条激光线所在的两个竖直平面内设有多个圆柱磁铁块3，所述的多个圆柱磁铁块3固定在机舱罩2的内外并相互对应设置；在机舱罩2外，由多个圆柱磁铁块3标定的相互垂直的直线交点上设有罩外激光投线仪11。

如图2所示，本实用新型中内部激光投线仪10和罩外激光投线仪11结构一致，选用现有的标准产品，自带有水平仪，通过调整三条支腿校正其安放水平度，可在其前后竖直面、左右竖直面这两个互相垂直的竖直面内投出两条激光线，激光线I和激光线II，并且上半部相对底座可以旋转，底座上有角度刻度用以标记旋转角度。本实用新型中内部激光投线仪10和罩外激光投线仪11也可以为同一个激光投线仪，即当使用内部激光投线仪10在机舱罩2内标定后，可以将内部激光投线仪10取出，用于机舱罩2外位置的标定。

如图4所示，圆柱磁铁块3为一元硬币大小，略厚，本实施例中共有八个，四个用于机舱罩内，四个用于机舱罩外。机舱罩2内外相对的圆柱磁铁块3相吸。

如图7所示，铅垂标尺1包括底座104、支架101和标尺103，铅垂标尺1的底座104下方设置有磁铁105，磁铁105吸附于风力发电机主轴6上，通过磁铁105可吸附于设备任意点上来固定铅垂标尺1，支架101为倒置的“L”形，支架101的一端通过螺栓106固定于底座104上，支架101可绕螺栓106任意角度固定，支架101的另一端通过销轴102铰接有标尺103，标尺103处于风力发电机主轴6轴线所在的竖直平面内。标尺103可绕销轴102自由摆动，风力发电机主轴6前后布置的铅垂标尺1的两个标尺103受重力影响都竖直朝下且平行，形成经过风力发电机主轴6轴线的竖直平面。

该找正装置还包括激光投线仪滑座4，如图8所示，激光投线仪滑座4包括平板401和可调支腿403，平板401下方设置可调支腿403，平板401为一长条平板，平板401上设置有三条滑道402，三条滑道402与罩外激光投线仪11的三条支腿卡接，即罩外激光投线仪11的三条支腿可放置在三条滑道402中并沿其滑动，用于调整罩外激光投线仪11的位置，平板401上还设置有水平仪404，用以调整平板401的水平度；可调支腿403固定于机舱罩2外。可调支腿403为现有能够实现调节支腿长度的支腿，比如每根支腿均为可通过卡接连接的伸缩支腿或者螺纹连接的旋拧支腿等现有可调支腿。

多个铅垂标尺1为至少两个铅垂标尺1，因为两个铅垂标尺1即可确定一个平面。

风力发电机风向标找正装置的找正方法，步骤为：

1）风力发电机主轴6的主轴线上设定机舱罩2内的基准点；根据机舱罩2的内基准点放置内部激光投线仪10和铅垂标尺1，并调平内部激光投线仪10；

本实施例中，如图1所示，首先，在经过风力发电机主轴6轴线的竖直平面内的风力发电机主轴6上找到三个基准点a、b、c，三个基准点a、b、c彼此不重叠，例如a点在主轴轴承8上，b点在齿轮箱9上，c点在主轴前法兰7上，将内部激光投线仪10放置在c点，并调整好水平度。

将一个铅垂标尺1通过底座104的磁铁105吸附在主轴轴承8的a点上，另一个铅垂标尺1通过底座104的磁铁105吸附在齿轮箱9的b点上，调整两个铅垂标尺1的底座104的吸附点以及松开螺栓106调整支架101的角度，使两个自由下垂的标尺103尖端分别指向a、b两点，则此时内部激光投线仪10中心点与两个竖直标尺103同处在风力发电机主轴6的轴线所在的竖直对称平面上。

2）根据内部激光投线仪10发射的两条激光线，确定机舱罩2内部圆柱磁铁块3的标定位置，根据圆柱磁铁块3相吸的原理，通过机舱罩2内部外部的圆柱磁铁块3确定机舱罩2外的两条标定直线；

如图3所示，开启内部激光投线仪10，在经过风力发电机主轴6轴线的竖直平面内和与主轴轴线相垂直的平面内投射出两条激光线I和激光线II，激光线被投射到前方遇到的物体上，将形成同一平面内的折线或曲线，调整内部激光投线仪10，使其中一条激光线（激光线II）同时投射在两个铅锤标尺103上，则形成的折线位于经过主轴6轴线的平面内，激光线II同时也投射在机舱罩内顶部，即线m；另一条激光线（激光线I）在与主轴6轴线垂直的平面内，遇到物体形成折线，激光线I同时也投射在机舱罩内顶部，即线n。

在线m上取两点，固定放置两个圆柱磁铁块3分别于p点和q点；在线n上取两点，固定放置两个圆柱磁铁块3分别于x点和y点。为避免在机舱罩2外放置圆柱磁铁块3时，影响机舱罩2内圆柱磁铁块3的位置移动，可以用胶带等方式将机舱罩2内圆柱磁铁块3固定。

3）根据圆柱磁铁块3标定机舱罩2外的两条标定直线，放置罩外激光投线仪11；

如图4所示，根据磁场力相吸原理，两个在同一点处的圆柱磁铁块3，彼此会NS极吸引对中。取另外四个圆柱磁铁块3在机舱罩2外部探测，四个圆柱磁铁块3分别被机舱罩2内部四个圆柱磁铁块3吸引对正，因此探测到机舱罩2内四个圆柱磁铁块3的p点、q点、x点、y点的位置，作为机舱外基准点，分别标记为p’点、q’点、x’点、y’点，p’点和q’点则形成一条标定直线p’q’，x’点和y’点则形成另一条标定直线x’y’，如图5所示。

4）调平罩外激光投线仪11后，使罩外激光投线仪11的激光线投到风向标5的中心线，最后调整风向标5，使风向标5指向了与风力发电机主轴6的主轴线平行的正前方。

步骤4）中找正风向标有两种方式：

第一种，在步骤4）中，将罩外激光投线仪11放置在风力发电机主轴6的主轴线对应的标定直线上，调平罩外激光投线仪11，转动罩外激光投线仪11使激光线投到风向标5的中心线，转动风向标5使风向标5的零度线也被该激光线投到，记录罩外激光投线仪11转过的角度α，然后再反向转动风向标5，使风向标5零度线反向转过同样的角度α，此时风向标5指向了与风力发电机主轴6的主轴线平行的正前方。

具体为，如图5所示，在机舱罩外取一点O，使O点与标定直线p’q’在同一条直线上，将罩外激光投线仪11放置在机舱罩外的O点并调平，转动罩外激光投线仪11，使激光线投到风向标5的中心线，转动风向标5使风向标零度线也被激光线投到，记录罩外激光投线仪11转过的角度α，然后再反向转动风向标5，使风向标5零度线反向转过同样的角度α，即使风向标5指向了与主轴轴线平行的正前方。

第二种，步骤4）中，罩外激光投线仪11上设有激光投线仪滑座4，使用激光投线仪滑座4时，将激光投线仪滑座4放置非风力发电机主轴6的主轴线对应的标定直线上，激光投线仪滑座4上的罩外激光投线仪11设置在两条标定直线的交点上，开启罩外激光投线仪11投出两条激光线，调整罩外激光投线仪11的角度，使两条激光线与两条标定直线重合，沿着激光投线仪滑座4平移罩外激光投线仪11，使罩外激光投线仪11的一条激光线投到风向标5的回转中心线，转动风向标5使零度线也在该激光线经由的路径上，此时风向标5指向了与风力发电机主轴6的主轴线平行的正前方。

具体为，如图5所示，在机舱罩外取一点O，使O点与标定直线p’q’在同一条直线上，O点也与标定直线x’y’在同一条直线上，且Op’q’⊥Ox’y’，将所述投线仪滑座4放置在机舱罩外的O点处，通过水平仪404调整支腿403使投线仪滑座4水平放置。

将罩外激光投线仪11放置在投线仪滑座4上，O点上方，三条支腿放在滑座4横向沟槽内并调平，开启罩外激光投线仪11投出两条激光线，调整罩外激光投线仪11的角度，使其中一条激光线经过标定直线p’q’，该激光线即在经过主轴轴线的竖直平面内，另一条激光线经过标定直线x’y’。

然后沿投线仪滑座4上的沟槽平移罩外激光投线仪11，使经由O p’ q’的激光线投到风向标5的回转中心线，转动风向标使零度线也在激光线经由的路径上，从而也使风向标5指向了与主轴轴线平行的正前方。

通过本实用新型的实施，可使安装的风力发电机风向标零位精准对向风力发电机正前方，提高风向标定向精度，增加风力发电机发电效率。

Claims (4)

1.一种风力发电机风向标找正装置，其特征在于：该装置包括铅垂标尺（1）、内部激光投线仪（10）、罩外激光投线仪（11）和圆柱磁铁块（3）；内部激光投线仪（10）固定于风力发电机主轴（6）上任意一点，内部激光投线仪（10）同时投出两条互相垂直的激光线，内部激光投线仪（10）发射的一条激光线与风力发电机主轴（6）轴线在同一个竖直平面内，在风力发电机主轴（6）上设置有多个铅垂标尺（1），该铅垂标尺（1）设置在所述的竖直平面内；在所述的竖直平面内设有多个圆柱磁铁块（3），所述的多个圆柱磁铁块（3）固定在机舱罩（2）的内外并相互对应设置；在机舱罩（2）外，由多个圆柱磁铁块（3）标定的直线上设有罩外激光投线仪（11）；

或者，内部激光投线仪（10）发射的两条激光线所在的两个竖直平面内设有多个圆柱磁铁块（3），所述的多个圆柱磁铁块（3）固定在机舱罩（2）的内外并相互对应设置；在机舱罩（2）外，由多个圆柱磁铁块（3）标定的相互垂直的直线交点上设有罩外激光投线仪（11）。

2.根据权利要求1所述的风力发电机风向标找正装置，其特征在于：铅垂标尺（1）的底座（104）下方设置有磁铁（105），磁铁（105）吸附于风力发电机主轴（6）上，支架（101）为倒置的“L”形，支架（101）的一端固定于底座（104）上，支架（101）的另一端铰接有标尺（103），标尺（103）处于风力发电机主轴（6）轴线所在的竖直平面内。

3.根据权利要求1所述的风力发电机风向标找正装置，其特征在于：罩外激光投线仪（11）下设有激光投线仪滑座（4），激光投线仪滑座（4）包括平板（401）和可调支腿（403），平板（401）下方设置可调支腿（403），平板（401）为一长条平板，平板（401）上设置有三条滑道（402），三条滑道（402）与罩外激光投线仪（11）的三条支腿卡接，平板（401）上还设置有水平仪（404），可调支腿（403）固定于机舱罩（2）外。

4.根据权利要求1所述的风力发电机风向标找正装置，其特征在于：多个铅垂标尺（1）为至少两个铅垂标尺（1）。

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