[发明专利]一种风力机航空灯系统及控制方法

权利要求书

1.一种风力机航空灯系统，其特征在于，包括：

航空灯，用于在点亮时警示；

第一监测装置，用于实时采集风力机转速、来流速度和来流角；

第二监测装置，包括安装在叶根的转动磁芯和安装在机舱内的磁电式感应传感器，通过转动磁芯周期性切割磁电式感应传感器的磁感线，输出电压En；

计算装置，用于根据第一监测装置实时采集的风力机转速、来流速度和来流角，计算叶片抵消形变量后叶片位置对应的输出电压区间；

控制装置，用于当输出电压En进入所述计算装置计算得到的输出电压区间，则点亮所述航空灯；

线圈感应电动势为：

E＝NBLnsinα

式中，E为线圈感应电动势；N为线圈匝数；B为磁场强度；L为线圈长度；n为风力机转速，α为线圈方向和和磁场方向夹角；

线圈方向和和磁场方向夹角α为：

式中，W_Y为叶片Y方向变形量；W_X为叶片×方向变形量；D为转动磁芯与传感器相对距离；

所述计算装置计算叶片抵消形变量后叶片位置对应的输出电压区间的方法是：

预测叶片即将到达最高点时，对应的小磁钢位置处的叶片形变量区间；

通过预测对应的小磁钢位置处的叶片形变量区间，计算α的最大区间：

式中，min(D)为转动磁芯与传感器相对距离的最小值；

根据计算得到的α的最大区间，得出输出电压区间。

2.根据权利要求1所述的风力机航空灯系统，其特征在于，预测叶片即将到达最高点时对应的小磁钢位置处的叶片形变量区间的方法，包括：

利用结构动力学方程，根据叶片各个截面形变量，提取特征值矩阵，修正多自由度下不同风力机运行状态下，得到叶尖形变量下对应的小磁钢位置处的叶片形变量；

其中，动力学方程为：

其中，M为质量矩阵，C为阻尼矩阵，K为刚度矩阵，q_xw+q_a+q为叶片外荷载，其中，q_xw为重力载荷；q_a为空气动力载荷；q为离心率载荷；U为位移向量；

通过系统内置软件迭代求解位移向量U，即叶片的偏移量，分解得到叶片的形变量W_Y1以及W_X1；

判断W_Y1以及W_X1与离散化求解的W_Y以及W_X误差；

若误差在系统内置的可信度范围之内，更新W_Y为原来W_Y以及W_Y1均值；W_X为W_X以及W_X1均值；

若误不在系统内置的可信度范围之内，则更正迭代精度，直至在系统内置的可信度范围，更新W_Y为原来W_Y以及W_Y1均值；W_X为W_X以及W_X1均值。

3.根据权利要求1所述的风力机航空灯系统，其特征在于，所述计算装置包括放大电路和模数转换器，放大电路用于放大所述第二监测装置输出的电压En；模数转换器用于将放大电路放大的电压信号输出为数字信号。

4.一种基于权利要求1-3任一所述风力机航空灯系统的风力机航空灯控制方法，其特征在于，包括：

实时采集安装在叶根的转动磁芯周期性切割磁电式感应传感器磁感线所产生的电压En及风力机转速、来流速度和来流角；

根据采集的风力机转速、入流速度和入流角，计算叶片抵消形变量后叶片位置对应的输出电压区间，计算叶片抵消形变量后叶片位置对应的输出电压区间；

当输出电压En进入所述计算装置计算得到的输出电压区间，点亮航空灯。