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风向标零位校正装置

鏃ユ湡;2019-06-15  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

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  本发明公开了一种风向标零位校正装置,包括风向标角度校正部件、主轴角度校正部件和角度调节部件,所述风向标角度校正部件安装在测试装置外部,并与所述测试装置上的风向标连接,所述风向标角度校正部件用于调节所述风向标的角度;所述主轴角度校正部件安装在测试装置内的主轴上,所述主轴角度校正部件用于测量主轴的角度,所述角度调节部件分别与所述风向标、主轴角度校正部件连接。通过角度调节部件,可以调节风向标的角度,使得风向标的零刻度线与主轴相平行,从而将风向标的零刻度线误差得以量化,同时提高了风向标零位校正的速度和精确度,从而降低了风电机组偏航对风不准的程度。

  风电机组偏航对风不准对机组发电量会产生明显影响,直接影响了风电场经济效益。引起机组对风不准的主要原因是由于位于机舱上测采集风向的传感器采集到的零方向并不是机头实际方向。目前在维护和安装中风向标零位校正采用观察法,靠维护人员的直观感受将风向标零刻度所指方向与机头方向校正平行,由于每个人感观差异易导致校正的误差,使传感器采集到的零方向并不是机头的实际方向,从而导致机组对风不准,直接导致机组捕获的风能减少,机组发电量减少,使风电场的经济效益受到巨大的影响。

  为解决这种需求,已有根据激光找水平的原理,通过激光和铅垂线等进行风向标校正的装置。但是这种装置不能直观显示数值,操作受天气和人为因素影响。因此急需一种装置可以快速定量的检测风向标零位误差,为风向标零位校正提供依据。

  风向标由风向标转动部件4′(头部401′、水平杆402′和尾翼403′)、内装风向角度信号发生器的壳体底座2′和信号输出插座等组成,如图1所示。通过底座固定安装在机舱罩壳顶部的气象架上,底座上设置有风向标的零刻度线,当风向标与零刻度所指方向一致时,风向标的传感器输出零度信号。因此风向标输出的角度代表了风向与机组机头方向的夹角,风电机组通过偏航使夹角尽量保持在零度,实现机组的追风动作。在实际风电场运行中由于机组晃动等原因会导致风向标出现松动产生误差。导致风向零刻度线出现偏离,导致机组捕获的风能下降。

  机舱罩壳顶部的气象架形式分两种:横杆式,竖管式。横杆式支架通过风速计、风向标下面的螺母与横杆加紧固定。竖管式主要依靠风向标套管外侧的拧紧螺钉固定。

  由于风向标需要将风向标的底座上的零刻度位与机头方向对齐,对零操作一般为维护员工目测风向标零位与支架的位置来完成,从视觉效果上来看,横杆式支架的风向标由于具有方形特征,在对零误差一般在5-10°左右,而竖杆式固定的风向标由于参考点在圆柱形竖杆上,确认难度大,单从肉眼找误差比较困难,因而会造成对零的误差较大,导致测量误差增大。

  当来风V0与机头方向成一定夹角αw时,如图2所示,评价机组的出力损失需要从来流风功率与能量利用系数两方面进行考虑。通过矢量分解将绝对来风分解,机头正方向来流速度Vw=v0cos(αw)。因此机组机头方向风轮横截面内流过的风的功率Pw=ρv03cos3(αw)A/2。由于对风角度引起的风能能量损失如图3所示。

  而电子罗盘,又称数字罗盘,在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用。电子罗盘与传统指针式和平衡架结构罗盘相比能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化,其输出信号通过处理可以实现数码显示,不仅可以用来指向,其数字信号可直接送到自动舵,控制船舶的操纵。目前,广为使用的是三轴捷联磁阻式数字磁罗盘,这种罗盘具有抗摇动和抗振性、航向精度较高、对干扰场有电子补偿、可以集成到控制回路中进行数据链接等优点,因而广泛应用于航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等领域。

  因此将电子罗盘和设计的风向标及主轴专用夹具相结合,引出了这种应用电子罗盘进行风电机组风向标的零位校正的装置。

  为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种风向标零位校正装置,能够通过主轴角度校正部件的测量的主轴角度,调节风向标的角度,使得风向标与主轴相平行,从而将风向标的零位误差得以量化,同时提高了风向标零位校正的速度和精确度,从而降低了风电机组偏航对风不准的程度,促进机组发电量的提升,增加了风电场的经济效益,并且由于手持调节部件可以实时观测实施调整,降低了额外操作所带来的不必要地测量误差。

  一方面,本发明提供一种风向标零位校正装置,包括风向标角度校正部件、主轴角度校正部件和角度调节部件,所述风向标角度校正部件安装在测试装置外部,并与所述测试装置上的风向标连接,所述风向标角度校正部件用于调节风向标的角度;所述主轴角度校正部件安装在测试装置内的主轴上,所述主轴角度校正部件用于测量主轴的角度。所述风向标角度校正部件包括风向标电子罗盘,所述风向标电子罗盘与风向标的零刻度线对齐,并用于测量所述风向标的角度;所述主轴角度校正部件包括主轴电子罗盘,所述主轴电子罗盘与所述主轴的方向平行,所述主轴电子罗盘用于测量所述主轴的角度,所述角度调节部件分别与所述风向标电子罗盘、主轴电子罗盘连接,并通过主轴电子罗盘测量的主轴角度调节风向标角度,使得风向标的零位刻度线与所述主轴相平行。所述风向标角度校正部件还包括第一支架,所述第一支架设在测试装置的风向标上,并与所述风向标的零刻度线对齐,所述风向标电子罗盘卡设在所述第一支架上。所述主轴角度校正部件还包括第二支架,所述第二支架设在所述主轴上,并与所述主轴相平行,所述主轴电子罗盘卡设在所述第二支架上。

  本发明的风向标零位校正装置,角度调节部件通过主轴角度校正部件测量的角度,可以调节所述风向标的角度,使得风向标的零位刻度线与所述主轴相平行,从而将风向标的零位刻度线的误差得以量化,同时提高了风向标零位校正的速度和精确度,从而降低了风电机组偏航对风不准的程度,促进机组发电量的提升,增加了风电场的经济效益,并且由于手持调节部件可以实时观测实施调整,降低了额外操作所带来的不必要地测量误差。电子罗盘与传统指针式和平衡架结构罗盘相比能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化,其输出信号通过处理可以实现数码显示,不仅可以用来指向,其数字信号可直接送到自动舵,控制船舶的操纵,从而易于通过角度调节部件来控制。

  作为优选的方案,所述第一支架的底部设有第一卡槽,所述第一支架通过第一卡槽卡装在所述风向标上,所述第一支架的顶部还设有第二卡槽,所述风向标电子罗盘卡装在第二卡槽中,并且所述第二卡槽的水平方向与所述风向标的零刻度线对齐。

  作为优选的方案,所述第二支架的顶部设有凹槽,所述主轴电子罗盘卡装在所述凹槽中,所述第二支架的底部卡装在所述主轴上,并且所述凹槽的水平方向与所述主轴平行。

  作为优选的方案,所述第二支架上还设有激光发生器,所述激光发生器用于调节所述第二支架与所述主轴相平行。

  采用上述优选的方案,由非磁性材料支撑的第一、二支架能够防止干扰,使得测定结果更为准确。

  另一方面,本发明还提供一种风向标零位校正系统,包括上述任一种所述的风向标零位校正装置,还包括测试装置。

  1)将风向标角度校正部件安装在所述风向标上,旋转调节所述风向标角度校正部件使其与所述风向标的零刻度线对齐,然后将风向标角度校正部件固定在风向标上;


 
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