一种风力发电机组的风速测量装置的制作方法

本实用新型主要涉及风力发电技术领域，特指一种风力发电机组的风速测量装置。

背景技术：

目前广泛应用于风力发电机组进行风速风向测量的是超声波风速风向仪，超声波风速风向仪的工作原理是利用超声波时差法来实现风速的测量。声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加。在固定监测条件下，超声波在空气中的传播速度与风速函数对应，通过监测风速仪两个通道上的相反方向的风速矢量来确定风电机组的风速和风向。但是由于大气经过旋转的叶片后，会改变其原有路径和流速，在叶片后端形成涡流，致使位于后端的风速仪不能准确的采集到叶片上的风向风速，不能最大限度的捕捉风能，而且由于未能及时响应风速变化，加大了叶轮机械能的脉动；另外，由于叶片本身体积庞大，越靠近叶根，光线射向叶轮扫风面时被遮挡面积越大，从而带来测量盲区，影响风速的测量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、测量准确的风力发电机组的风速测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种风力发电机组的风速测量装置，包括用于测量风力发电机组的叶片前方预设距离处风速的风速检测件，所述风速检测件安装于风力发电机组的滑环固定端。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述风速检测件前方的轮毂罩为透明罩。

所述风速检测件的检测端突出风力发电机组的轮毂罩且位于所述叶片的前方。

所述风速检测件通过一安装组件安装于所述滑环固定端。

所述安装组件包括安装在所述滑环固定端的环形抱箍，所述环形抱箍上设置有支杆，所述风速检测件安装于所述支杆上。

所述风速检测件为激光测速仪。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的风力发电机组的风速测量装置，在风电机组运行时，叶片和轮毂旋转，将风速检测件安装于滑环固定端，不仅能够避免风机运行中叶片转动带来的测量盲区，提高测量的可靠性和准确性，而且滑环固定端静止不动，进一步保证测量的可靠性；另外风速检测件直接检测叶片正前方位置处的风速，从而也能够避免叶片扰动影响风速测量，进一步提高风速检测的准确性。

附图说明

图1为本实用新型在具体应用时的侧视结构图。

图2为本实用新型在具体应用时的立体结构图。

图3为本图2的局部放大图。

图4为本实用新型中风速检测件的立体安装图。

图5为本实用新型中风速检测件的侧视安装图。

图6为本实用新型的测速原理图。

图中标号表示：1、轮毂罩；2、滑环固定端；3、安装组件；31、环形抱箍；32、支杆；4、风速检测件；5、叶片。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1至6所示，本实施例的风力发电机组的风速测量装置，包括用于检测风力发电机组的叶片5正前方预设位置处风速的风速检测件4，其中风速检测件4安装于滑环固定端2。在风电机组运行时，叶片5和轮毂旋转，将风速检测件4安装于滑环固定端2，正对轮毂罩1，能够避免风机运行中叶片5转动带来的测量盲区，提高测量的可靠性和准确性，而且滑环固定端2在风机运行时静止不动，进一步提高测量的可靠性；风速检测件4直接检测叶片5正前方位置处的风速，从而也能够避免叶片5扰动而影响风速测量，进一步提高风速检测的准确性。

本实施例中，风速检测件4为激光测速仪，其测量原理为：以激光为光源向大气发射激光脉冲，接收大气粒子（主要是气溶胶粒子和大气分子）后散射信号，通过分析发射激光和散射激光的多普勒频移来计算出风速。具体为激光测速仪的激光发生器产生激光光束，发射器则将激光光束沿风机正前方水平直线发射出去；激光束定点聚焦于需要测量风速的位置处（预设位置处的测量点）；激光束碰到确定距离大气中的粒子后发生散射，接收器接收到散射回来的激光束，通过与发射时的激光束进行对比，得出测量点大气粒子的运动速度。由于大气中的气溶胶粒子对大气运动具有很好的跟随性，大气粒子对激光束的散射主要是由气溶胶粒子和大气分子散射造成的，因此，测量点处大气粒子的运动速度等于测量点处的风速。利用激光测速仪（如激光测速雷达）可以定点聚焦，同时测量风机正前方若干个点的风速。

如图4和图5所示，本实施例中，风速检测件4通过一安装组件3安装于滑环固定端2。其中安装组件3包括安装在滑环固定端2的环形抱箍31，环形抱箍31上设置有支杆32，风速检测件4则安装于支杆32上。风机轮毂在旋转时，滑环固定端2不旋转，将激光测速仪安装于滑环固定端2，避免了风机在运行时叶片5转动带来的测量盲区。另外，为了保障激光测速仪的正常工作，将轮毂前端的轮毂罩1设置成透明罩，保证激光发射与接收的可靠性。当然，也可以将激光测速仪的前端伸出至轮毂罩1。

本实施例中，风速的测量原理如图6所示：S1点的风速V₁，可以矢量分解为正对于风轮扫风面积的风速为V_1r，垂直于V_1r且与地面平行的风速为V_1x，风向角为Φ。推广到Sn点，则有：

①

②

③

由以上③式能测量和计算出叶轮前方任意位置（S1、S2……Sn）的风速风向，并可以通过建模计算出t时刻后叶轮上的风速和风向，从而为风电机组主控系统驱动变桨系统提供依据（具体过程为现有技术，在此不再赘述）。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。