[发明专利]用于监测风力涡轮机的转子叶片的状态的系统和方法

说明书

技术领域

本文所述的主题大体涉及用于测量风力涡轮机的状态的系统和方法，且更具体而言，涉及包括配置成测量转子叶片的状态的转子叶片监测系统的风力涡轮机。

背景技术

因为许多已知的风力涡轮机为公用电网提供电功率，至少一些风力涡轮机具有有助于供应较大的电功率量的较大的构件(例如，直径超过三十米的转子)。然而，较大的构件通常经受由风切变、偏航失准和/或紊流导致的增大的载荷(例如，非对称的载荷)，且已知增大的载荷会助长转子叶片和/或风力涡轮机的其它构件上的显著的疲劳循环。

至少一些已知的风力涡轮机包括固定在塔架顶部上的机舱。机舱包括通过轴联接到发电机上的转子组件。在已知的转子组件中，多个转子叶片从转子延伸。该转子叶片定向成使得从转子叶片上经过的风使转子转动且使轴旋转，从而驱动发电机来产生电力。已知的转子叶片大体会经受来自环境元素的操作损害，诸如风切变，极端温度，结冰和一般的机械磨损。此外，已知的转子叶片可经受导致疲劳开裂和/或故障的应力，疲劳开裂和/或故障可最终导致风力涡轮机的次优的性能。至少一些已知的监测系统包括应变计，其联接到已知的转子叶片的根部部分，且配置成测量根部部分处的应变。用于监测一些已知的转子叶片的传统的方法包括手动检查，其可能不频繁、昂贵和/或耗时，并且在可解决次优的性能之前引入了不合需要的延迟和花费。

发明内容

在一方面，提供了一种用于风力涡轮机的转子叶片监测系统。该风力涡轮机包括至少一个转子叶片。转子叶片包括在根部部分和顶端部分之间延伸的侧壁。转子叶片监测系统包括联接到转子叶片侧壁的光纤束。该光纤束具有从根部部分朝向顶端部分延伸的长度。多个传感器联接到光纤束。该多个传感器中的各个传感器沿着光纤束沿轴向隔开，且配置成用以传送表示转子叶片的相应部分的位置的信号。

在另一方面，提供了一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括塔架、联接到塔架上的机舱、可旋转地联接到机舱的毂以及联接到毂的至少一个转子叶片。转子叶片包括至少一个限定从转子叶片的根部部分朝向顶端部分延伸的腔的侧壁。该叶片侧壁在前缘和沿轴向隔开的后缘之间延伸。光纤束联接到叶片侧壁。该光纤束具有从根部部分朝向顶端部分延伸的长度。多个传感器联接到光纤束。该多个传感器中的各个传感器沿着光纤束沿轴向隔开，且配置成用以传送表示转子叶片的相应部分的位置的信号。

在又一方面，提供了一种用于监测风力涡轮机的转子叶片的方法。转子叶片包括在前缘和后缘之间延伸的侧壁。该转子叶片在根部部分和顶端部分之间延伸。该方法包括操作性地将光纤束联接到转子叶片。该光纤束从转子叶片的根部部分朝向顶端部分延伸。该光纤束具有沿着转子叶片的中心线轴线延伸的长度。多个传感器联接到光纤束。该多个传感器的各个传感器沿着光纤束的长度沿轴向隔开。各个传感器将至少一个表示转子叶片相应部分的位置的信号传送到测量系统。该测量系统至少部分地基于所接收的信号计算转子叶片的偏转。

附图说明

图1是示例性风力涡轮机的透视图。

图2是用于图1中所示的风力涡轮机的包括示例性转子叶片监测系统的示例性转子叶片的透视图。

图3是图2中所示的转子叶片的沿着剖面线3-3的截面图。

图4是沿着区域4-4得到的图2中所示的转子叶片监测系统的一部分的截面图。

图5是示出了图2中所示的转子叶片监测系统的框图。

图6是示出了用于操作用于图1中所示的风力涡轮机的转子叶片监测系统的示例性方法的流程图。

部件列表：