专利名称：风力发电机组偏航实验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于风力发电机领域，涉及一种偏航装置，具体说是一种进行主动偏航的 实验装置。
背景技术：
偏航系统是风力发电机组的特有控制系统，保障了风力机舱始终正面对风，提高 风能利用效率。为此，人们提出了被动迎风理论，通过类似尾舵、侧风轮等设计，来满足对风 的需求，很大程度解决了当前遇到的问题。不过随着大型风力并网发电的兴起，大型风机面 世，被动方案暴露出越来越多弊端。人们认识到适用于小型风机偏航的装置并不是大型风 机偏航的最佳解决手段，一种更智能更先进的设计思想被提出，主动迎风系统。该系统包括 风向标、伺服电机、减速器、回转齿轮共同构成，通过风向标来反映当前机舱与风向位置差， 实现电机控制，调整机舱位置，最终达到主动迎风的目的。虽然主动迎风系统解决了被动迎风完全不受控的问题，也确实推动大型风机偏航 系统了发展，但是依旧有相当多的问题。基于简单电路回路设计主动迎风系统依旧是一个 随风运动系统，它无法满足风机大型化带来的诸多问题。简单说就是它还不是足够智能，来 满足大型风机提出的无人值守的要求，为了解决这个困难，工程师在偏航控制系统中加入 了可编程控制器，让主动迎风系统变得足够智能，已解决对风，防扭缆等诸多问题。在引入可编程控制器的过程中出现了两个困难验证程序的正确性；在众多的解 决方案中选择最佳的解决方案。但是风是随机矢量，要测试偏航可靠性，一方面需要花费极 长的时间；另一方面，大型风力发电机过大过重，偏航实验费时费力还具有一定的危险性， 并不是最理想方案。于是，有必要设计一种实验装置，创造一个既经济实用又安全简单的实 验平台来测试偏航系统。
发明内容针对目前风力机偏航测试系统缺乏简单经济的实验平台的现状，本实用新型的目 的是提出一种既简单又经济可行的模拟实际风力发电机的实验装置。所述风力发电机组偏航实验装置，其特征是实验装置包括控制器，测风向装置， 偏航电机，减速机，其中测风向装置安装在塔架主轴的顶端，用以驱动舱体转向的偏航电机 通过减速机与主轴相连，主轴连接旋转编码器的输入轴，主轴还通过传动装置连接到扭揽 传感器。作为本实用新型的优化方案，所述连接扭揽传感器和主轴的转动装置使用主动带 轮与从动带轮。所述测风向装置是风向标。所述旋转编码器通过编码器支架与实验装置的支架固定。所述扭揽传感器由主动带轮与从动带轮连接减速装置，减速装置带动凸轮，凸轮 拨动开关构成。[0011 ] 本实用新型可以被用于偏航及扭缆实验，真实再现控制全过程，同时预留接口，方便进行程序调试及检测，提出了一种既简单又经济可行的实验装置。
图1是本实用新型结构示意图，图2是图1的A-A向视图。图中1_测风向装置，2-减速机，3-偏航电机，4-支撑座，5-主轴，6-蜗轮蜗杆减 速机，7-旋转编码器，8-主动带轮，9-从动带轮，10-扭揽传感器，11-支架，12-凸轮，13-编 码器支架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明如图1、2中所示风力发电机组偏航实验 装置，包括控制器，测风向装置1，偏航电机3，减速机2，其中测风向装置1安装在塔架主轴 5的顶端，用以驱动舱体转向的偏航电机3通过减速机2与主轴5相连，主轴5连接旋转编 码器7的输入轴，主轴5还通过传动装置连接到扭揽传感器10。作为本实用新型的优化方案，所述连接扭揽传感器10和主轴的转动装置是主动 带轮8与从动带轮9。如图1所示，其中主动轮8与主轴5固定，通过皮带将动力传导到从 动轮9。所述测风向装置1是风向标。也可以是其它测风向传感器，测风向装置本身可以 输出风向的角度偏转信号。偏转信号输出到控制器。所述旋转编码器7通过编码器支架13与实验装置的支架11固定。也就是说旋转 编码器7是相对固定的，主轴5被偏航电机带动旋转的角度和方向可以从旋转编码器7精 确读出。所述扭揽传感器10由主动带轮8与从动带轮9连接减速装置，减速装置带动凸轮 12，凸轮12拨动开关来输出扭揽信号。其中风向标安装在偏航机构的偏航盘顶部中央，以机舱正对风方向为风向标零 点。通过检测风向标当前位置与零点位置偏差来确定当前风向；而当方向标再次回零点位 置时，表示机舱正对风向。偏航电机与减速齿轮共同构成偏航机构的动力部分，用来模拟偏航和解缆过程中 的机舱旋转的运动状态。旋转编码器安装在偏航机构的偏航盘轴上，将初始方位设为旋转编码器零点，通 过旋转编码器的反馈值来模拟当前机舱头指向方向。皮带轮连接主轴和凸轮用以反映当前机舱的扭缆状况，配合位置开关用来模拟扭 缆传感器发出的扭缆信号。在实现偏航控制时，风向标采集当前的风向信号。当风向与风轮轴线偏离一个角 度时候，控制系统经过一段时间的确认后，会控制偏航电机将机舱调整到与风向一致的方 向。与此同时扭缆传感器检测风机当前的扭缆状况，，当传感器发来报警信号时，控制 器视当前任务进行情况来判断是否需要进行解缆控制。当判断确定需要解缆时，偏航电机 工作，直至机舱回零点位置。
权利要求一种风力发电机组偏航实验装置，其特征是实验装置包括控制器，测风向装置(1)，偏航电机(3)，减速机(2)，其中测风向装置(1)安装在塔架主轴(5)的顶端，用以驱动舱体转向的偏航电机(3)通过减速机(2)与主轴(5)相连，主轴(5)连接旋转编码器(7)的输入轴，主轴(5)还通过传动装置连接到扭揽传感器(10)。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航实验装置，其特征是所述连接扭揽传感 器(10)和主轴的转动装置是主动带轮(8)与从动带轮(9)。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航实验装置，其特征是所述测风向装置(1) 是风向标。
4.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航实验装置，其特征是所述旋转编码器(7) 通过编码器支架(13)与实验装置的支架(11)固定。
5.根据权利要求1或2所述的风力发电机组偏航实验装置，其特征是所述扭揽传感 器(10)由主动带轮(8)与从动带轮(9)连接减速装置，减速装置带动凸轮(12)，凸轮(12) 拨动开关构成。
专利摘要一种风力发电机组偏航实验装置，其特征是实验装置包括控制器，测风向装置(1)，偏航电机(3)，减速机(2)，其中测风向装置(1)安装在塔架主轴(5)的顶端，用以驱动舱体转向的偏航电机(3)通过减速机(2)与主轴(5)相连，主轴(5)连接旋转编码器(7)的输入轴，主轴(5)还通过传动装置连接到扭揽传感器(10)。本实用新型可以被用于偏航及扭缆实验，真实再现控制全过程，同时预留接口，方便进行程序调试及检测，提出了一种既简单又经济可行的实验装置。
文档编号G01M15/00GK201561854SQ20092022756
公开日2010年8月25日 申请日期2009年8月21日 优先权日2009年8月21日
发明者何可智, 戴曦, 李红, 龚飚 申请人:长江三峡能事达电气股份有限公司