[发明专利]一种风机叶片上无线传感器能量供给装置

说明书

技术领域

本发明关于一种无线传感器节点能量供给装置，特别是涉及一种风机叶片上无线传感器能量供给装置。

背景技术

随着全球能源结构的调整，风能产业得到了充分发展，风电技术越来越成熟，风机的制作技术也是与日剧增。为了能够让风机安装之后尽可能少的进行事后维护，风机的每个部件在出厂之前都会在现有技术的条件下做得万无一失，且在能够安装传感器的位置安装各种传感器，从而进行风机在工作时的状态监测，进而能够提前预知和避免不必要的事件发生。但是把传感器监测点布置在各种旋转装置上势必要考虑各种信号线和电源线被扭动的问题，所以在生产设计过程中，风机上的传感器就尽量被布置在不受这些旋转装置影响的空间位置上，通过间接或直接的方法来检测风机各个部件的状态，有些实在无法解决电线问题的位置，就只好人工进行监测，比如说风机叶片的各种状态量的监测。对于风机叶片各状态量的监测，目前的技术只能在出厂之前做好一系列的静态检验和分析。虽然无线传感器技术发展迅猛，可以把无线传感技术运用到风机上，信号的传输可以通过无线进行传输，但是传感器的能量问题终究是个问题，在能量解决的条件下估计其他的问题都不是问题。因为风机叶片是个旋转的装置，根本不能通过机舱内的主控室给其供电，所以无线传感器节点只能通过电池给其供电，一个能耗再小的无线传感器节点其用电池供电也最大用两年的时间，对于一个出厂寿命可达到20年的风机来说，这时间未免有点短，所以装在风机叶片上的传感器，其寿命只有两年，两年后想要其继续工作，必须把叶片卸下了给装在上面的传感器换电池，这样的成本是非常昂贵的，所以在风机叶片上布置传感器节点一直都没有得到很好的研究。

所以本发明针对于上述问题，提出了一种风力发电机叶片上无线传感器能量供给装置，从而能够很好的解决布置在风机叶片上传感器节点能量供给的问题，进而为后续更多的无线传感器在风机上应用的研究和应用做铺垫。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种风机叶片上无线传感器能量供给装置，其通过设计一套摆动式微型发电机能量供给机制，能够很好的解决布置在风机叶片上传感器节点能量供给的问题，从而改变了因为能量供给问题一直无法实现风机叶片在线监测的现状，且本发明装置结构简单，体积小，安装方便，成本低廉，适用寿命长久，在安装后对风机的运作没有影响。

为达上述及其它目的，本发明提出一种风机叶片上无线传感器能量供给装置，该能量供给装置设置于风机叶片上，包括摆动式微型发电系统、整流电路、滤波电路、稳压电路以及储能装置，该摆动式微型发电系统包括一微型发电机及其驱动结构，该驱动结构由装在微型发电机转轴上的小齿轮与一嵌有摆锤的大齿轮相对运动构成，该微型发电机将齿轮相对运动的机械能转化为电能后，经该整流电路、该滤波电路、稳压电路后分别给该储能装置及设置在风机叶片上的传感器节点进行供电。

进一步地，在风机叶片做圆周运动的过程中，在该摆锤的作用下，大齿轮始终带动小齿轮进行转动，小齿轮带动该微型发电机进行发电，发出的电经过该整流电路、滤波电路、稳压电路后一部分给该储能装置供电，一部分通过电源接出口给该传感器节点供电。

进一步地，该摆锤的中心轴垂直于水平面。

进一步地，该摆锤由由密度很大的材料制作，以在风机叶片转动的过程中始终保持垂直于地面的状态。

进一步地，该摆锤由密度大于17*103kg/m³的材料制作。

进一步地，该摆锤由高密度的钨合金材料制作。

进一步地，在风机正常工作时，该传感器节点由该微型发电机供电。

进一步地，在该风机停机时，由该储能装置给该传感器节点供电。

与现有技术相比，本发明一种风机叶片上无线传感器能量供给装置利用风机叶片旋转的特有性质及风机旋转速度相对稳定的特性，设计了一套摆动式微型发电机能量供给机制，从而改变了因为能量供给问题一直无法实现风机叶片在线监测的现状，且该装置结构简单，体积小，安装方便，成本低廉，适用寿命长久，在安装后对风机的运作没有影响；同时，由于该本发明之能量供给装置发出的电直接供给传感器节点及储能装置，以保证在停机期间依然可以进行风机叶片的各状态量的实时监测，从而提高传感器实时监测效果和风机叶片监测系统的实用性。

附图说明

图1为本发明一种风机叶片上无线传感器能量供给装置的系统架构图；

图2为本发明之风机叶片上无线传感器能量供给装置的结构外观图；

图3为本发明较佳实施例中能量供给装置的结构原理图；