專(zhuān)利名稱(chēng)：一種風(fēng)向標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)向標(biāo)。
背景技術(shù)：
我國(guó)風(fēng)能資源豐富，僅陸上風(fēng)電可開(kāi)發(fā)的裝機(jī)容量約為2.5億千瓦，在風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組上，為了更好地利用風(fēng)力資源，都要安裝風(fēng)向標(biāo)。 圖1是本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)向標(biāo)的俯視示意圖。如圖1所示，風(fēng)向標(biāo)由信號(hào) 測(cè)量部分和機(jī)械部分組成。 信號(hào)測(cè)量部分是在風(fēng)向標(biāo)底部的固定底座10內(nèi)裝有電子測(cè)量元件，即兩個(gè)直流 24V供電的槽形光電耦合器ll，每個(gè)槽形光電耦合器由光發(fā)射器111、光接收器112和光通 槽113組成。 一個(gè)槽形光電耦合器安裝在與機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行的位置，命名為0度傳感器，另 一個(gè)安裝在0度傳感器的垂直位置，命名為90度傳感器。 機(jī)械部分主要由支架(未示出)、尾翼12、傳動(dòng)桿13、金屬半環(huán)14和軸承(未示
出)組成。尾翼隨著風(fēng)向的變化而擺動(dòng)，帶動(dòng)與傳動(dòng)桿連接在一起的金屬半環(huán)在槽形光電
耦合器的光通槽內(nèi)圓周方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。在槽形光電耦合器內(nèi)，光發(fā)射器一直發(fā)出光線(xiàn)，當(dāng)光
通槽沒(méi)有被金屬半環(huán)遮擋住的時(shí)候光接收器檢測(cè)到光發(fā)射器的光信號(hào)，輸出高電平信號(hào)
(24V)，當(dāng)光通槽被金屬半環(huán)遮擋住時(shí)接收不到光信號(hào)，輸出低電平信號(hào)(0V)。 風(fēng)向標(biāo)傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波，再由風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)處理，確定是否需要
偏航，以及偏航的旋轉(zhuǎn)方向。 在安裝時(shí)，O度傳感器與機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于上風(fēng)向且機(jī)艙正確 定向時(shí)，O度傳感器信號(hào)高電平與低電平的時(shí)間比例各為50% +V0和50% -V0 ;而此時(shí)90 度傳感器信號(hào)給出恒定的高電平信號(hào)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不執(zhí)行偏航。如果0度傳感器信號(hào)高 電平與低電平的時(shí)間比例大于50% +V0或小于50% -V0時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組就開(kāi)始根據(jù)高電 平與低電平的時(shí)間比例情況按順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较驁?zhí)行偏航。其中，V0是一個(gè)設(shè)定的限制 值，用來(lái)決定何時(shí)偏航，防止偏航系統(tǒng)頻繁動(dòng)作。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于其它不同風(fēng)向時(shí)，風(fēng) 電機(jī)組控制系統(tǒng)根據(jù)0度傳感器和90度傳感器信號(hào)的不同來(lái)判定風(fēng)向，執(zhí)行自動(dòng)偏航。 但是我國(guó)內(nèi)陸地形復(fù)雜，風(fēng)速變化快，湍流強(qiáng)度大，造成許多風(fēng)電機(jī)組不能適應(yīng)各 種風(fēng)資源情況，傳統(tǒng)的風(fēng)向標(biāo)在上述地區(qū)就不能很好地工作。 山區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)由于受地形的原因會(huì)產(chǎn)生湍流，特別是高風(fēng)速段時(shí)風(fēng)速的變化率很 大，而主風(fēng)向卻沒(méi)有變化，這種風(fēng)速的突變會(huì)造成風(fēng)向標(biāo)尾翼360度旋轉(zhuǎn)，這樣風(fēng)向標(biāo)的0 度傳感器信號(hào)和90度傳感器信號(hào)都會(huì)在高電平和低電平之間一直變化，對(duì)于這種擾動(dòng)信 號(hào)，風(fēng)電機(jī)組的偏航控制系統(tǒng)不能辨別這種擾動(dòng)信號(hào)的存在，偏航控制系統(tǒng)邏輯上認(rèn)為是 風(fēng)向的變化，所以這種間斷不定的擾動(dòng)會(huì)造成風(fēng)電機(jī)組一直在執(zhí)行偏航動(dòng)作，導(dǎo)致機(jī)組不 能進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，嚴(yán)重影響了機(jī)組的發(fā)電量，而且高風(fēng)速下的偏航會(huì)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的傳動(dòng)系 統(tǒng)造成很大的機(jī)械沖擊。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種風(fēng)向標(biāo)，能夠屏蔽湍流發(fā)生時(shí)間斷不定的風(fēng)速突
變擾動(dòng)信號(hào)，在湍流地區(qū)也滿(mǎn)足偏航的要求。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 —種風(fēng)向標(biāo)，適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括底座、傳動(dòng)桿、尾翼、金屬半環(huán)、第一槽形光 電耦合器和第二槽形光電耦合器，所述第一槽形光電耦合器和所述第二槽形光電耦合器安 裝在底座上，所述第一槽形光電耦合器與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，所述第二槽 形光電耦合器與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)垂直，所述金屬半環(huán)固定在所述傳動(dòng)桿下 方，所述尾翼固定在所述傳動(dòng)桿上方，當(dāng)尾翼隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)與機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行時(shí)，所述金屬半環(huán) 的開(kāi)口弦線(xiàn)、所述尾翼與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，所述金屬半環(huán)位于所述第二 槽形光電耦合器的對(duì)面，在所述第二槽形光電耦合器兩側(cè)預(yù)設(shè)角度處各設(shè)置一個(gè)限位擋 塊，所述限位擋塊位于所述金屬半環(huán)所在的圓周上，用于阻擋所述金屬半環(huán)的360度轉(zhuǎn)動(dòng)。 所述預(yù)設(shè)角度是30度。 采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過(guò)安裝兩個(gè)限位擋塊，阻止風(fēng)向標(biāo)尾翼360度 旋轉(zhuǎn)，使得在偏航原理上仍然能夠滿(mǎn)足偏航的要求，消除了風(fēng)電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間對(duì)風(fēng)情況的產(chǎn) 生，提高了機(jī)組發(fā)電量。

圖1是本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)向標(biāo)的俯視示意圖。 圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中風(fēng)向標(biāo)的俯視示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。 圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中風(fēng)向標(biāo)的俯視示意圖。如圖2所示，該風(fēng)向標(biāo) 包括底座21、傳動(dòng)桿22、尾翼23、金屬半環(huán)24、第一槽形光電耦合器25、第二槽形光電耦合 器26和兩個(gè)限位擋塊3，其中第一槽形光電耦合器就是0度傳感器，第二槽形光電耦合器就 是90度傳感器，第一槽形光電耦合器和第二槽形光電耦合器都進(jìn)一步包括光發(fā)射器201、 光接收器202和光通槽203。 第一槽形光電耦合器和第二槽形光電耦合器安裝在底座上，第一槽形光電耦合器
與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，第二槽形光電耦合器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)垂直，
金屬半環(huán)固定在傳動(dòng)桿下方，尾翼固定在傳動(dòng)桿上方，當(dāng)尾翼隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)與機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行
時(shí)，金屬半環(huán)的開(kāi)口弦線(xiàn)、尾翼與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，金屬半環(huán)位于第二槽形光
電耦合器的對(duì)面，在第二槽形光電耦合器兩側(cè)距離30度角度處各設(shè)置一個(gè)限位擋塊，這兩
個(gè)限位擋塊位于金屬半環(huán)所在的圓周上，能夠阻擋金屬半環(huán)進(jìn)行360度的轉(zhuǎn)動(dòng)。 這樣金屬半環(huán)只能在150度角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，且金屬半環(huán)不能轉(zhuǎn)入第二槽形光電耦
合器的光通槽，這樣第二槽形光電耦合器信號(hào)只能輸出恒定的高電平信號(hào)，而金屬半環(huán)可
以在第一槽形光電耦合器的光通槽內(nèi)150度角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)湍流發(fā)生的時(shí)候，由于兩個(gè)限位擋塊的作用風(fēng)向標(biāo)尾翼旋轉(zhuǎn)的自由度減小，不 再是360度而是150度，且金屬半環(huán)不能轉(zhuǎn)入第二槽形光電耦合器的光通槽，只能在150度范圍內(nèi)的第一槽形光電耦合器光通槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣風(fēng)向標(biāo)所發(fā)出的信號(hào)為第二槽形光電 耦合器的光發(fā)射器和光接收器之間沒(méi)有金屬半環(huán)屏蔽，第二槽形光電耦合器信號(hào)始終輸出 恒定的高電平信號(hào)，不會(huì)再出現(xiàn)低電平信號(hào)；第一槽形光電耦合器信號(hào)在高電平和低電平 之間變化，且高電平與低電平變化的時(shí)間比例在小于50% +V0與大于50% -V0之間。在偏 航系統(tǒng)的控制邏輯上，第二槽形光電耦合器的高電平信號(hào)代表風(fēng)沒(méi)有從側(cè)面吹來(lái)，第一槽 形光電耦合器信號(hào)高電平與低電平的時(shí)間比例在風(fēng)電機(jī)組正常對(duì)風(fēng)范圍內(nèi)，這樣在偏航控 制系統(tǒng)的邏輯上認(rèn)為風(fēng)向沒(méi)有變化，不執(zhí)行偏航動(dòng)作，這樣就將湍流發(fā)生時(shí)間斷不定的風(fēng) 速突變擾動(dòng)信號(hào)屏蔽掉了。而在風(fēng)向正常變化時(shí)，金屬半環(huán)在第一槽形光電耦合器的光通 槽內(nèi)有150度的自由度，偏航系統(tǒng)的控制邏輯上又能夠根據(jù)第一槽形光電耦合器信號(hào)高電 平與低電平的時(shí)間比例來(lái)判斷風(fēng)向的變化，執(zhí)行自動(dòng)偏航動(dòng)作。 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或 替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要 求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種風(fēng)向標(biāo)，適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括底座、傳動(dòng)桿、尾翼、金屬半環(huán)、第一槽形光電耦合器和第二槽形光電耦合器，所述第一槽形光電耦合器和所述第二槽形光電耦合器安裝在底座上，所述第一槽形光電耦合器與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，所述第二槽形光電耦合器與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)垂直，所述金屬半環(huán)固定在所述傳動(dòng)桿下方，所述尾翼固定在所述傳動(dòng)桿上方，當(dāng)尾翼隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)與機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行時(shí)，所述金屬半環(huán)的開(kāi)口弦線(xiàn)、所述尾翼與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，所述金屬半環(huán)位于所述第二槽形光電耦合器的對(duì)面，其特征在于，在所述第二槽形光電耦合器兩側(cè)預(yù)設(shè)角度處各設(shè)置一個(gè)限位擋塊，所述限位擋塊位于所述金屬半環(huán)所在的圓周上，用于阻擋所述金屬半環(huán)的360度轉(zhuǎn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)向標(biāo)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)角度是30度。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)向標(biāo)，適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)，第一槽形光電耦合器和第二槽形光電耦合器安裝在底座上，第一槽形光電耦合器與機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，第二槽形光電耦合器與機(jī)艙縱軸線(xiàn)垂直，金屬半環(huán)固定在傳動(dòng)桿下方，尾翼固定在傳動(dòng)桿上方，當(dāng)尾翼隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)與機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行時(shí)，金屬半環(huán)的開(kāi)口弦線(xiàn)、尾翼與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙縱軸線(xiàn)平行，金屬半環(huán)位于第二槽形光電耦合器的對(duì)面，在第二槽形光電耦合器兩側(cè)預(yù)設(shè)角度處各設(shè)置一個(gè)限位擋塊，限位擋塊位于金屬半環(huán)所在的圓周上，阻擋金屬半環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，能夠屏蔽湍流發(fā)生時(shí)間斷不定的風(fēng)速突變擾動(dòng)信號(hào)，在湍流地區(qū)也滿(mǎn)足偏航的要求，提高了機(jī)組發(fā)電量。
文檔編號(hào)F03D1/00GK201486744SQ200920172939
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者岳俊紅, 王建國(guó) 申請(qǐng)人:北京中能聯(lián)創(chuàng)風(fēng)電技術(shù)有限公司