[发明专利]用于检测风电设备的转子叶片变形的设备和相应转子叶片

说明书

本发明涉及一种用于检测风电设备的转子叶片的变形的设备和相应的转子叶片，包括角度测量装置(1)，其具有第一和第二构件组(1.1，1.2)，其中，这两个构件组布置为能相对彼此地摆动的。第二构件组(1.2)具有固定位置(1.23)，其能够与转子叶片(3)相连。此外，该设备具有臂(2)，该臂具有连接位置(2.1)，从而臂(2)在连接位置处能够与转子叶片(3)相连。连接位置(2.1)以相对于固定位置(1.23)有间距(X)地布置。臂(2)以径向间距(R)机械地与第一构件组(1.1)联接，从而在间距(X)改变时能够产生在第一和第二构件组(1.1，1.2)之间的相对的摆动运动。此外，本发明涉及一种具有该设备的转子叶片。

技术领域

本发明涉及一种用于检测风电设备的转子叶片的变形的设备以及一种相应设计的转子叶片。

背景技术

风电设备的转子叶片承受了种类最多的力，这些力自然导致了转子叶片的变形，并且其可能引发振动。仅仅旋转的转子叶片的重力就产生了所涉及的转子叶片的周期性变形。这种变形叠加了其他的变形，其他变形另外由空气动力学的载荷而产生。空气动力学的载荷，例如与结合风暴或风涡流的风速的高度分布相关。同样在每次旋转时，由于塔前风阻(Turmvorstau)使脉动的力导入到转子叶片中。风电设备的转子叶片的变形的大小在任何情况下都是难以预测的，因此使用应力，其作为实际值来检测。

在预测疲劳损伤方面，有利的是，基于所测量的变形或载荷能够在期望的时间点上产生关于转子叶片所积累的载荷的回顾性信息。因此，这种载荷值的可用性对于短时最大载荷或应期待的材料疲劳损伤有重要意义。此外，借助识别实际变形或实际载荷能够例如通过调节桨距(Pitch)来优化对风电设备的控制。

由DE 19847982 A1公知了一种用于检测风电设备的转子叶片的振动的设备，通过该设备借助作为线性元件的距离传感器能够确定转子叶片的变形。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种用于检测风电设备的转子叶片的变形的设备，其是稳固的并且可靠地以高精度工作。同样，通过本发明实现一种转子叶片，其变形能够稳固地且可靠地以高的精度来确定。

因此，用于检测风电设备的转子叶片的变形的设备包括角度测量装置，该角度测量装置具有第一和第二构件组以及臂。第一构件组能围绕轴线相对于第二构件组摆动地布置，其中，通过角度测量装置能够测量在第一构件组和第二构件组之间的相对角位置。角度测量装置的第二构件组设计为，使得第二构件组能够与转子叶片不能滑动地相连。臂具有(第一)连接位置，如下地设计连接位置，使得臂在该连接位置处能够与转子叶片相连。此外，连接位置布置为到第二构件组的固定位置有间距的，其中，间距定向成与轴线正交的。臂以到轴线的径向间距机械地与第一构件组联接，从而在连接位置和固定位置之间的间距改变时，在第一和第二构件组之间能够产生相对的摆动运动。

即使当在连接位置和固定位置之间的连接线不严格地与轴线成正交地延伸时，尽管如此，只要在连接位置和固定位置之间的连接线不是正好平行于轴线地延伸的，那么能够确定与轴线正交的间距。因此，这种间距正交于轴线的措辞应理解为，即在连接位置和固定位置之间的连接线具有方向分量(等于垂直于轴线方向的间距)，该方向分量定向成与轴线正交的。

有利地，臂由包括塑料的材料制成。塑料能够特别是纤维强化地，例如通过玻璃和/或碳纤维的。

在本发明的其他设计方案中，第一构件组能铰接地与臂相连，特别是通过易弯曲的构件相连，该构件能够设计为固体铰链或者构造为一体式铰链。

此外，臂的(第一)连接位置能够设计为粘合面。

有利地，角度测量装置具有用于能相对于第二构件组摆动地支承第一构件组的滚动轴承。这种轴承随后还能够用于对于臂的引导。替代地，滑动轴承或固体铰链也用于能相对于第二构件组摆动地支承第一构件组。