專利名稱：向傳感器提供電力的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種向有源電氣部件(active electrical component)提供電力的裝置(arrangement)，而該部件被布置在風(fēng)輪機(jī)葉片旁邊。
背景技術(shù)：
已知使用布置在風(fēng)輪機(jī)葉片旁邊的有源電氣部件。需要向這種類型的電氣部件提供電力?？梢酝ㄟ^如線纜的電氣線路向該部件供電。線纜導(dǎo)向得從外部電源通過風(fēng)輪機(jī)的輪轂并到葉片旁邊的部件。該情形在圖6中示出，其中傳感器S被布置為葉片BL內(nèi)的有源電氣部件。由電源單元PSU向傳感器S提供電力。單元PSU通過用于傳送所需能量的許多個(gè)電力線纜PC與傳感器S連接。如圖7中所示，當(dāng)葉片BL暴露于雷擊LNS時(shí)，這種沿葉片BL的線纜PC是非常危急的。當(dāng)葉片BL被閃電LNS擊中時(shí)，閃電能量將被導(dǎo)向葉片BL旁邊的傳感器S并且也被導(dǎo)向回到風(fēng)輪機(jī)。其外部電源PSU和其它電子系統(tǒng)可能因通過線纜PC的閃電而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
風(fēng)輪機(jī)的葉片非常頻繁地被雷擊擊中，例如在近海風(fēng)輪機(jī)處已觀察到三年時(shí)段期間的12次雷擊。因此本發(fā)明的目的在于提供一種考慮到雷擊的、改進(jìn)的用于向有源電氣部件提供電力的裝置，而該部件被布置在風(fēng)輪機(jī)葉片旁邊。該目的通過權(quán)利要求1的特征達(dá)成。優(yōu)選配置是從屬權(quán)利要求的目的。根據(jù)本發(fā)明，所發(fā)明的裝置包含布置在風(fēng)輪機(jī)的葉片旁邊的電氣部件。優(yōu)選地該部件被布置為接近葉片的末梢。優(yōu)選地該部件是用于監(jiān)控風(fēng)輪機(jī)的葉片的傳感器。該部件可以測(cè)量例如葉片的偏轉(zhuǎn)或者其可以測(cè)量葉片的運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地偏轉(zhuǎn)傳感器包含雷達(dá)傳送器。因此測(cè)量信號(hào)被無線傳送到接收器，該接收器可以布置在風(fēng)輪機(jī)的機(jī)艙旁邊。與該部件連接的動(dòng)力學(xué)充電器(kinetic charger)也被布置在葉片旁邊。動(dòng)力學(xué)充電器將任何類型的葉片運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力。所生成的電力被提供給該部件。優(yōu)選地動(dòng)力學(xué)充電器將葉片的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力。優(yōu)選地動(dòng)力學(xué)充電器被布置在葉片的末梢附近。因此該裝置使用如下效應(yīng)葉片的末梢三維地運(yùn)動(dòng)，即使風(fēng)輪機(jī)的葉片正在轉(zhuǎn)動(dòng)或者不在轉(zhuǎn)動(dòng)。因此當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)生成了電力。當(dāng)然動(dòng)力學(xué)充電器可以布置在葉片處或葉片內(nèi)的各個(gè)適當(dāng)位置。
當(dāng)作用在葉片上的風(fēng)過弱以至于不能使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)仍生成電力。該弱風(fēng)也導(dǎo)致末梢的三維振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，動(dòng)力學(xué)充電器生成的電力用于對(duì)電池充電。該電池可用于在特定情形下向該部件供電，在該特定情形下動(dòng)力學(xué)充電器生成的電力需要由電池中存儲(chǔ)的電力進(jìn)行協(xié)助。優(yōu)選地動(dòng)力學(xué)充電器被布置為接近電氣部件或者動(dòng)力學(xué)充電器是該部件的整體部分。優(yōu)選地一個(gè)動(dòng)力學(xué)充電器與被供電的部件一起安裝在風(fēng)輪機(jī)的每個(gè)葉片中。優(yōu)選地每個(gè)傳感器由其自身的動(dòng)力學(xué)充電器供電。優(yōu)選地動(dòng)力學(xué)充電器被設(shè)計(jì)和構(gòu)造為將勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電力。作為系統(tǒng)的不同部分的位置或配置的結(jié)果，勢(shì)能被存儲(chǔ)在物理系統(tǒng)中。例如將物體從低能位置帶到高能位置。該位置改變可以通過如葉片的振動(dòng)的葉片的機(jī)械運(yùn)動(dòng)或者由于風(fēng)輪機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而執(zhí)行。由于物體呈現(xiàn)專用的質(zhì)量，因此當(dāng)物體處于高能位置時(shí)存儲(chǔ)了得到的勢(shì)能。如果物體被帶到低能位置，則所存儲(chǔ)的能量被釋放并且可以被轉(zhuǎn)換為電力。對(duì)于物體到低能位置的運(yùn)動(dòng)，重力或者擴(kuò)張彈簧力可以被用作所謂的“回復(fù)力”。所發(fā)明的裝置允許考慮到雷擊的在沒有額外風(fēng)險(xiǎn)的情況下向該部件供電。此外在風(fēng)輪機(jī)和葉片之間不需要用于該部件的供電的電氣線纜。該裝置是廉價(jià)的并且可以被帶入現(xiàn)有的以及甚至更晚的已安裝的葉片中。因此非常容易地確保了現(xiàn)有葉片的改裝。所發(fā)明的整個(gè)裝置可以被布置到將被固定的葉片的空腔中。該部件的信號(hào)可以被無線傳輸(作為無線電傳輸或者作為光學(xué)傳輸?shù)?。因此該部件將不需要用于執(zhí)行其在葉片內(nèi)部的任務(wù)的任何額外的線纜。


借助于一些附圖更詳細(xì)地示出了本發(fā)明。附圖示出了優(yōu)選配置并且并不限制本發(fā)明的范圍。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明裝配的風(fēng)輪機(jī)， 圖2示出了所發(fā)明的裝置的第一配置，
圖3示出了所發(fā)明的裝置的第二配置，
圖4和5示出了根據(jù)本發(fā)明的將使用的風(fēng)輪機(jī)葉片的測(cè)量的末梢偏轉(zhuǎn)，以及圖6和7示出了如本申請(qǐng)的介紹部分中描述的現(xiàn)有技術(shù)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明裝配的風(fēng)輪機(jī)WT。動(dòng)力學(xué)充電器和該部件(如圖2中所示)優(yōu)選地被布置為接近葉片BL的末梢TE。末梢TE三維地(X，y和ζ)運(yùn)動(dòng)，即使葉片BL正在轉(zhuǎn)動(dòng)或者不在轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2示出了所發(fā)明的裝置的第一配置。傳感器S作為電氣部件位于葉片BL旁邊。
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優(yōu)選地傳感器S位于葉片BL的空腔(未詳細(xì)示出)內(nèi)。優(yōu)選地傳感器S被布置為接近葉片BL的末梢。動(dòng)力學(xué)充電器KC通過短的線纜SC與傳感器S連接。閃電由于線纜SC的短的長(zhǎng)度而不會(huì)擊中線纜Sc。圖3示出了所發(fā)明的裝置的第二配置。動(dòng)力學(xué)充電器KC和傳感器S優(yōu)選地被布置到公共殼體中。因此它們是彼此的整體部分。圖4和圖5示出了風(fēng)輪機(jī)葉片的測(cè)量的和平均的末梢偏轉(zhuǎn)?？紤]χ邊緣(x-edgewise)和y邊緣“末梢偏轉(zhuǎn)”來參照?qǐng)D1。動(dòng)力學(xué)充電器使用末梢偏轉(zhuǎn)來從末梢的運(yùn)動(dòng)而生成電力。
權(quán)利要求
1.一種用于向有源電氣部件提供電力的裝置， -其中所述部件被布置在風(fēng)輪機(jī)的葉片旁邊， -其中動(dòng)力學(xué)充電器與所述部件連接，-其中所述動(dòng)力學(xué)充電器被設(shè)計(jì)和構(gòu)造為將所述葉片的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力，而由所述動(dòng)力學(xué)充電器生成的電力被提供給所述部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述動(dòng)力學(xué)充電器被布置為接近所述葉片的末梢。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述部件被布置為接近所述葉片的末梢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述部件是傳感器，其用于監(jiān)控所述葉片的偏轉(zhuǎn)或者用于測(cè)量所述葉片的運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述部件包含傳送器，其用于將信號(hào)從所述部件無線傳送到遠(yuǎn)程接收器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述動(dòng)力學(xué)充電器被構(gòu)造為 -將所述葉片的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力，和/或-將所述葉片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述動(dòng)力學(xué)充電器被布置為將所生成的電力提供到電池中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述動(dòng)力學(xué)充電器被布置為接近所述電氣部件或者其中所述動(dòng)力學(xué)充電器是所述部件的整體部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述動(dòng)力學(xué)充電器和被分配給所述動(dòng)力學(xué)充電器的所述部件被布置在所述風(fēng)輪機(jī)的每個(gè)葉片處或者被布置在所述風(fēng)輪機(jī)的每個(gè)葉片內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述動(dòng)力學(xué)充電器和被分配給所述動(dòng)力學(xué)充電器的所述部件被布置在所述葉片的空腔內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及向傳感器提供電力的裝置。本發(fā)明涉及一種用于向有源電氣部件提供電力的裝置，而該部件被布置在風(fēng)輪機(jī)葉片旁邊。動(dòng)力學(xué)充電器與該部件連接。該動(dòng)力學(xué)充電器被設(shè)計(jì)和構(gòu)造為將葉片的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力，而由該動(dòng)力學(xué)充電器生成的電力被提供給該部件。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102444552SQ201110292750
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者安德森 J. 申請(qǐng)人:西門子公司