[发明专利]用于风力涡轮的非接触式红外数据传输

说明书

技术领域

本发明大体涉及风力涡轮，更具体地涉及用于使数据和信号能够在风力涡轮机舱的非旋转部分和旋转轮毂之间传输的方法和装置。

背景技术

传统的滑环通常用于在风力涡轮的固定部分和旋转部分之间传输离散的低压信号并适应通信总线协议。滑环还用于转换AC或DC功率。滑环是基于通过导电滑动元件实现的固定结构和旋转结构之间的物理连接，该导电滑动元件经受磨损从而限制滑环的设计寿命和可靠性。

用于使数据能够在风力涡轮机舱的非旋转部分和旋转轮毂之间传输的其它技术可包括使用光纤旋转接头或使用无线传输、GSM移动传输、(多个)电感耦合或(多个)电容耦合。

提供如下的用于使数据和信号能够在风力涡轮机舱的非旋转部分和旋转轮毂之间传输的方法和装置将是有利的：该方法和装置更加低廉地制造或者另外地采用，同时相比于需要使用光纤旋转接头、无线传输、GSM移动传输、(多个)电感耦合或者(多个)电容耦合的方法和装置实现相同的或更高的可靠性。

发明内容

根据一个实施例，用于风力涡轮的用于使信号和数据经由红外(IR)光的方式传输的装置包括多个IR数据通信元件，其构造成响应于风力涡轮旋转部分的旋转在风力涡轮的非旋转部分和可旋转风力涡轮轮毂之间提供单向或双向IR数据和信号交换的多个IR数据通信元件。

附图说明

当参考附图阅读下列详细说明时，本发明的这些以及其它特征、方面和优点将变得更易理解，在整个图纸中，相同的字符代表相同的零件，其中：

图1示出本发明的实施例集成在其中的风力涡轮；

图2是示出本发明的实施例集成在其中的用于功率和数据通信系统的风力涡轮机舱和轮毂中的构件的简化框图；以及

图3示出图2所示的风力涡轮信号和数据通信系统的旋转接头部分的更详细的视图，显示根据一个实施例的红外(IR)数据通信元件。

尽管上述图形提出替换性实施例，但是可预期本发明的其它实施例，如在论述中所述。总之，本公开以代表性而非限制性的方式说明本发明的图示实施例。许多其它的修改和实施例可由本领域的技术人员设计，其属于本发明的原理的范围和精神内。

部件列表

10风力涡轮

11机舱

12塔架

14转子叶片

15转子叶片

16转子叶片

18转子轮毂

20风力涡轮数据通信系统

22齿轮箱

24变桨管(pitch tube)

28顶盒

30数据/信号通信总线

32功率供应总线

40旋转接头

41数据/信号旋转接头

42功率旋转接头

50固定分段

52旋转分段

54凸缘

56IR数据通信元件

58中心轴线

60IR数据通信元件

62IR数据通信元件

64IR数据通信元件

66IR数据通信元件

68信号传输轴线

70信号传输轴线

72主动表面加热器

74旋转表面擦拭器

76变桨管入口点

80自适应IR链路控制器

81微电子器件

82主控制器

具体实施方式

在一些构造中并参考图1，风力涡轮10包括容纳发电机的机舱11。机舱11安装在高塔架12的顶上。风力涡轮10还包括转子，其包括附连到旋转轮毂18的一个或更多个转子叶片14，15，16。尽管图1所示的风力涡轮10包括三个转子叶片14，15，16，但是本文所述实施例所需的转子叶片的数量没有具体限制。

在一些构造中，各种构件容纳在风力涡轮10的塔架12顶上的机舱11中。塔架12的高度基于本领域已知的因素和条件进行选择。在一些构造中，包括算法软件的一个或更多个控制器用于风速监测和涡轮控制并可基于分配式或集中式控制架构。

在一些构造中，提供一个或更多个可变叶片桨距驱动执行器以控制叶片14，15，16的桨距。在一些构造中，叶片14，15，16的桨距由叶片桨距执行器单独地控制。

风力涡轮的传动系包括主转子轴(也称为“低速轴”)，其经由主轴承连接到轮毂18和(在一些构造中)在转子轴的相对端连接到在图2中标记为22的齿轮箱。在一些构造中，齿轮箱22利用双路径几何形状驱动包围的高速轴。在其它构造中，该主转子轴直接联接到发电机。该高速轴用于驱动发电机。