用于檢測風電設備的轉子葉片變形的設備和相應轉子葉片制造技術

本發明專利技術涉及一種用于檢測風電設備的轉子葉片的變形的設備和相應的轉子葉片，包括角度測量裝置(1)，其具有第一和第二構件組(1.1，1.2)，其中，這兩個構件組布置為能相對彼此地擺動的。第二構件組(1.2)具有固定位置(1.23)，其能夠與轉子葉片(3)相連。此外，該設備具有臂(2)，該臂具有連接位置(2.1)，從而臂(2)在連接位置處能夠與轉子葉片(3)相連。連接位置(2.1)以相對于固定位置(1.23)有間距(X)地布置。臂(2)以徑向間距(R)機械地與第一構件組(1.1)聯接，從而在間距(X)改變時能夠產生在第一和第二構件組(1.1，1.2)之間的相對的擺動運動。此外，本發明專利技術涉及一種具有該設備的轉子葉片。

【技術實現步驟摘要】
用于檢測風電設備的轉子葉片變形的設備和相應轉子葉片
本專利技術涉及一種用于檢測風電設備的轉子葉片的變形的設備以及一種相應設計的轉子葉片。
技術介紹
風電設備的轉子葉片承受了種類最多的力，這些力自然導致了轉子葉片的變形，并且其可能引發振動。僅僅旋轉的轉子葉片的重力就產生了所涉及的轉子葉片的周期性變形。這種變形疊加了其他的變形，其他變形另外由空氣動力學的載荷而產生。空氣動力學的載荷，例如與結合風暴或風渦流的風速的高度分布相關。同樣在每次旋轉時，由于塔前風阻(Turmvorstau)使脈動的力導入到轉子葉片中。風電設備的轉子葉片的變形的大小在任何情況下都是難以預測的，因此使用應力，其作為實際值來檢測。在預測疲勞損傷方面，有利的是，基于所測量的變形或載荷能夠在期望的時間點上產生關于轉子葉片所積累的載荷的回顧性信息。因此，這種載荷值的可用性對于短時最大載荷或應期待的材料疲勞損傷有重要意義。此外，借助識別實際變形或實際載荷能夠例如通過調節槳距(Pitch)來優化對風電設備的控制。由DE19847982A1公知了一種用于檢測風電設備的轉子葉片的振動的設備，通過該設備借助作為線性元件的距離傳感器能夠確定轉子葉片的變形。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，實現一種用于檢測風電設備的轉子葉片的變形的設備，其是穩固的并且可靠地以高精度工作。同樣，通過本專利技術實現一種轉子葉片，其變形能夠穩固地且可靠地以高的精度來確定。因此，用于檢測風電設備的轉子葉片的變形的設備包括角度測量裝置，該角度測量裝置具有第一和第二構件組以及臂。第一構件組能圍繞軸線相對于第二構件組擺動地布置，其中，通過角度測量裝置能夠測量在第一構件組和第二構件組之間的相對角位置。角度測量裝置的第二構件組設計為，使得第二構件組能夠與轉子葉片不能滑動地相連。臂具有(第一)連接位置，如下地設計連接位置，使得臂在該連接位置處能夠與轉子葉片相連。此外，連接位置布置為到第二構件組的固定位置有間距的，其中，間距定向成與軸線正交的。臂以到軸線的徑向間距機械地與第一構件組聯接，從而在連接位置和固定位置之間的間距改變時，在第一和第二構件組之間能夠產生相對的擺動運動。即使當在連接位置和固定位置之間的連接線不嚴格地與軸線成正交地延伸時，盡管如此，只要在連接位置和固定位置之間的連接線不是正好平行于軸線地延伸的，那么能夠確定與軸線正交的間距。因此，這種間距正交于軸線的措辭應理解為，即在連接位置和固定位置之間的連接線具有方向分量(等于垂直于軸線方向的間距)，該方向分量定向成與軸線正交的。有利地，臂由包括塑料的材料制成。塑料能夠特別是纖維強化地，例如通過玻璃和/或碳纖維的。在本專利技術的其他設計方案中，第一構件組能鉸接地與臂相連，特別是通過易彎曲的構件相連，該構件能夠設計為固體鉸鏈或者構造為一體式鉸鏈。此外，臂的(第一)連接位置能夠設計為粘合面。有利地，角度測量裝置具有用于能相對于第二構件組擺動地支承第一構件組的滾動軸承。這種軸承隨后還能夠用于對于臂的引導。替代地，滑動軸承或固體鉸鏈也用于能相對于第二構件組擺動地支承第一構件組。角度測量裝置的第二構件組以有利的方式具有固定位置，固定位置如下地設計為，即特別是在轉子葉片的底部的區域中，該固定位置能夠與轉子葉片的內側面不能滑動地相連。根據本專利技術的改進方案，角度測量裝置具有整體量具和用于掃描整體量具的元件。整體量具能夠設計為環形，并且隨后在幾何學上觀察其是具有環繞的外周面的空心柱體。外周面能夠具有很小的高度，從而設計為環形盤的整體量具具有環形的彼此平行地取向的端面，端面還能稱為基面或蓋面。角度刻度或角度編碼能夠安裝在端面中的一個上。恰好當整體量具設計為，使得外周面具有差不多大小的高度時，也就是說在圓筒狀的整體量具時，角度刻度能夠安裝在外周面上。然而，整體量具還能夠設計為帶尺，其例如在柱體的外周面處固定在其外側面或內側面處。此外，整體量具能夠設計為，使得整體量具僅在限定的角度范圍上具有刻度，也就是說不是在360°上延伸，而是僅僅具有作為測量區域的角度區段。整體量具的按角度的延伸能夠與最大測量區域或擺動角度相匹配。有利地，用于掃描整體量具的元件設計為光敏的或感光的。因此，也就是說這種掃描基于光學的原理。替代地，掃描能夠基于電感或磁性的原理。此外，本專利技術包括一種風電設備的具有用于檢測變形的設備的轉子葉片。這種設備在其自身處包括角度測量裝置和臂。在此，角度測量裝置具有第一和第二構件組。第一構件組能圍繞軸線相對于第二構件組擺動地布置，其中，通過角度測量裝置能夠測量在第一和第二構件組之間的相對角位置。第二構件組具有固定位置，該固定位置能夠與轉子葉片相連。臂在其自身處具有(第一)連接位置，連接位置與轉子葉片相連，其中，連接位置布置為到第二構件組的固定位置有間距的，其中，間距定向成與軸線正交的。臂以徑向間距機械地與第一構件組聯接，從而在連接位置和固定位置之間的間距改變時，在第一構件組和第二構件組之間能夠產生相對的擺動運動。在轉子葉片的其他的設計方案中，臂定向在在轉子葉片的縱向方向上，其中，轉子葉片(至少在其底部區域中)具有中心的在縱向方向上延伸的縱向軸線。角度測量裝置的(擺動)軸線取向成基本與轉子葉片的縱向方向正交的。在此，角度測量裝置能夠如下地布置，使得軸線定向成基本平行于轉子內壁的，或者如下地布置，使得軸線定向成基本與轉子內壁正交的。因此，臂定向在轉子葉片的縱向方向上，并且角度測量裝置的(擺動)軸線相對于轉子葉片的縱向軸線成切向或徑向地取向。切向的或徑向的取向特別地與以下圓弧有關，其中心點位于轉子葉片的縱向軸線上。角度測量方向特別地能夠提供數字的位置信號和/或位置信號的根據時間一次或多次求微分來產生的信號。所涉及的信號的傳輸能夠完全數字式地且連續進行，從而實現了比較簡單的信號處理，例如用于以高動態的控制進行相互連接。有利地，角度測量裝置具有帶絕對編碼的整體量具，從而(與增量式測量相比)通過角度測量裝置能夠測量作為絕對數值的在第一和第二構件組之間的相對角位置。以這種方式能夠在任意的時間點測量轉子葉片的絕對變形。這對于檢驗轉子葉片的結構中的安置過程是特別有利的。對于這種檢驗，相關的轉子葉片在不進行實際運行時移動到水平位置中。接著在該位置中測量變形。當此時使用絕對工作的角度測量裝置時，絕對測量值能夠直接與先前的(同樣絕對的)測量相比較。此外，用于檢測變形的設備安裝在轉子葉片的底部、即在轉子葉片接口的附近安裝在風電設備的輪轂上。因此，第二構件組能夠在葉片接口的區域中固定在輪轂處。替代地，固定位置能夠布置在所涉及的風電設備的輪轂的內側面處。在本專利技術的其他設計方案中，臂或者說制造臂的材料，與轉子葉片或其材料具有相同的熱膨脹系數。有利地，轉子葉片具有多個用于檢測變形的設備。通過各個設備如上所產生的信號，根據對相應信號的結合或計算，能夠確定轉子葉片的空間上的變形。附圖說明在下面根據附圖對實施例的說明中，本專利技術的其他特征和優點會清楚。圖1是用于檢測轉子葉片的變形的設備的側視圖，圖2是用于檢測轉子葉片的變形的設備的透視圖，圖3是用于檢測轉子葉片的變形的設備的剖面圖，圖4是用于檢測轉子葉片的變形的設備的后視圖，圖5是具有用于檢測變形的設備的轉子葉片的示意圖。具體實施方式在圖1和2中示出用于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于檢測風電設備的轉子葉片(3)的變形的設備，包括角度測量裝置(1)，具有第一構件組(1.1)和第二構件組(1.2)，其中，所述第一構件組(1.1)布置為能圍繞軸線(A)相對于所述第二構件組(1.2)擺動的，并且能夠通過所述角度測量裝置測量在所述第一構件組(1.1)和所述第二構件組(1.2)之間的相對的角位置，所述第二構件組(1.2)具有固定位置(1.23)，所述固定位置設計為，使得所述固定位置能夠與所述轉子葉片(3)相連，以及臂(2)，所述臂具有連接位置(2.1)，所述連接位置設計為，使得所述臂(2)在所述連接位置處能夠與所述轉子葉片(3)相連，所述連接位置(2.1)以相對于所述第二構件組(1.2)的所述固定位置(1.23)有間距(X)地布置，其中，所述間距(X)與所述軸線(A)正交的定向，并且所述臂(2)以徑向間距(R)機械地與所述第一構件組(1.1)聯接，從而在所述間距(X)改變時，能夠產生在所述第一構件組(1.1)和所述第二構件組(1.2)之間的相對的擺動運動。

【技術特征摘要】
2013.11.21 DE 102013223780.41.一種用于檢測風電設備的轉子葉片(3)的變形的設備，包括角度測量裝置(1)，具有第一構件組(1.1)和第二構件組(1.2)，其中，所述第一構件組(1.1)布置為能圍繞軸線(A)相對于所述第二構件組(1.2)擺動的，并且能夠通過所述角度測量裝置測量在所述第一構件組(1.1)和所述第二構件組(1.2)之間的相對的角位置，所述第二構件組(1.2)具有固定位置(1.23)，所述固定位置設計為，使得所述固定位置能夠與所述轉子葉片(3)相連，以及臂(2)，所述臂具有連接位置(2.1)，所述連接位置設計為，使得所述臂(2)在所述連接位置處能夠與所述轉子葉片(3)相連，所述連接位置(2.1)以相對于所述第二構件組(1.2)的所述固定位置(1.23)有間距(X)地布置，其中，所述間距(X)與所述軸線(A)正交的定向，并且所述臂(2)以徑向間距(R)機械地與所述第一構件組(1.1)聯接，從而在所述間距(X)改變時，能夠產生在所述第一構件組(1.1)和所述第二構件組(1.2)之間的相對的擺動運動。2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述臂(2)由包括塑料的材料制造。3.根據權利要求2所述的設備，其中，所述塑料是纖維強化的。4.根據權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述第一構件組(1.1)鉸接地與所述臂(2)相連。5.根據權利要求4所述的設備，其中，所述第一構件組(1.1)通過易彎曲的構件(1.13)鉸接地與所述臂(2)相連。6.根據權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述連接位置(2.1)設計為粘合面。7.根據權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述角度測量裝置具有用于能相對于所述第二構件組(1.2)擺動地支承所述第一構件組(1.1)的滾動軸承(1.3)。8.根據權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述角度測量裝置(1)具有整體量具和用于掃描所述整體量具的元件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：赫曼·邁爾，約瑟夫·塔勒，
申請(專利權)人：約翰內斯﹒海德漢博士有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE