JPH09133576A - 風車翼振動計測装置 - Google Patents
風車翼振動計測装置Info
- Publication number
- JPH09133576A JPH09133576A JP29091295A JP29091295A JPH09133576A JP H09133576 A JPH09133576 A JP H09133576A JP 29091295 A JP29091295 A JP 29091295A JP 29091295 A JP29091295 A JP 29091295A JP H09133576 A JPH09133576 A JP H09133576A
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- JP
- Japan
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- wind turbine
- gear
- turbine blade
- teeth
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- Withdrawn
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期使用可能な風車振動計測装置をえる。
【解決手段】 風車翼を持つロータヘッドに所定の歯数
の第１歯車を介して結合される増速機、同増速機に第１
歯車の歯数を同増速機の増速率で割った歯数の第２歯車
を介して結合される発電機、第１および第２歯車に対向
して配置された第１および第２の回転信号検出器、各回
転信号検出器の出力を受ける位相差計、位相差計の出力
を受けるフィルタ、フィルタおよび風車翼の翼角度信号
を受け翼の振動信号を出力する演算器を設ける。
の第１歯車を介して結合される増速機、同増速機に第１
歯車の歯数を同増速機の増速率で割った歯数の第２歯車
を介して結合される発電機、第１および第２歯車に対向
して配置された第１および第２の回転信号検出器、各回
転信号検出器の出力を受ける位相差計、位相差計の出力
を受けるフィルタ、フィルタおよび風車翼の翼角度信号
を受け翼の振動信号を出力する演算器を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は風車発電装置等の風
車翼振動計測装置に関する。
車翼振動計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の風車翼振動計測装置の例を図６か
ら図８に示す。図６に風車発電装置の全体図を示す。風
車翼１はロータヘッド４に複数枚取付けられナセル３に
取付けられる。ナセル３は、タワー２で支持され風車翼
１を風向きに合わせるため旋回する機構を持つ。
ら図８に示す。図６に風車発電装置の全体図を示す。風
車翼１はロータヘッド４に複数枚取付けられナセル３に
取付けられる。ナセル３は、タワー２で支持され風車翼
１を風向きに合わせるため旋回する機構を持つ。
【０００３】図７にナセル３内の構成を示す。ロータヘ
ッド４は、増速機５に結合され増速機５には、発電機６
が結合されている。風力により翼１が回転力を受け、ロ
ータヘッド４を回転させ、増速機５により増速し発電機
６を回転させ電力を得る。
ッド４は、増速機５に結合され増速機５には、発電機６
が結合されている。風力により翼１が回転力を受け、ロ
ータヘッド４を回転させ、増速機５により増速し発電機
６を回転させ電力を得る。
【０００４】風車翼１は風況により様々な風力を受ける
ため振動する。この振動を計測するため風車翼１、翼根
部に歪ゲージ１０を貼付、リード線をロータヘッド４を
経由してロータ上に取付けた送信器１１まで配線する。
ため振動する。この振動を計測するため風車翼１、翼根
部に歪ゲージ１０を貼付、リード線をロータヘッド４を
経由してロータ上に取付けた送信器１１まで配線する。
【０００５】送信器１１には、図８に示すように、駆動
用の電池電源１２が接続され送信用アンテナ１３も接続
される。受信用アンテナ１４で受信し受信器１５で、歪
信号を復調し出力される。
用の電池電源１２が接続され送信用アンテナ１３も接続
される。受信用アンテナ１４で受信し受信器１５で、歪
信号を復調し出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】風車は、風の強い場所
に建設されるが、風車翼１は直接風雨にさらされるた
め、これに取付ける歪ゲージ１０及びリード線は、短期
間しか使用できない。又、電池電源１２を使用するた
め、長期の計測には向かないという問題点があった。し
かし、風車翼１の強度を検証するためには色々な風況に
対する翼振動状況を長期間にわたって把握する必要があ
った。
に建設されるが、風車翼１は直接風雨にさらされるた
め、これに取付ける歪ゲージ１０及びリード線は、短期
間しか使用できない。又、電池電源１２を使用するた
め、長期の計測には向かないという問題点があった。し
かし、風車翼１の強度を検証するためには色々な風況に
対する翼振動状況を長期間にわたって把握する必要があ
った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【０００８】（１）風車翼を持つロータヘッドに所定の
歯数の第１歯車を介して結合される増速機と、同増速機
に上記第１歯車の歯数を同増速機の増速率で割った歯数
の第２歯車を介して結合される発電機と、上記第１歯車
および第２歯車に対向してそれぞれ配置された第１およ
び第２の回転信号検出器と、同第１および第２の回転信
号検出器の出力を受ける位相差計と、同位相差計の出力
を受けるフィルタと、同フィルタの出力および上記風車
翼の翼角度信号を受け同風車翼の振動信号を出力する演
算器とを設ける。
歯数の第１歯車を介して結合される増速機と、同増速機
に上記第１歯車の歯数を同増速機の増速率で割った歯数
の第２歯車を介して結合される発電機と、上記第１歯車
および第２歯車に対向してそれぞれ配置された第１およ
び第２の回転信号検出器と、同第１および第２の回転信
号検出器の出力を受ける位相差計と、同位相差計の出力
を受けるフィルタと、同フィルタの出力および上記風車
翼の翼角度信号を受け同風車翼の振動信号を出力する演
算器とを設ける。
【０００９】以上において、風車翼に振動がない場合は
第１および第２の回転信号検出器の出力は同一周波数、
位相差一定となる。風車翼の固有振動は翼面に垂直方向
であるので、その周方向成分が軸のトルク成分となる。
この成分が軸の伝達係数を介して第２歯車へ伝達され
る。位相差計は第１および第２の回転信号検出器の出力
を受け位相差を検出してフィルタへ送る。フィルタは風
車翼の固有振動成分によるもののみを通し、演算器へ送
る。演算器はこの信号と風車翼の翼角度信号を受け、風
車翼の固有振動を算出する。
第１および第２の回転信号検出器の出力は同一周波数、
位相差一定となる。風車翼の固有振動は翼面に垂直方向
であるので、その周方向成分が軸のトルク成分となる。
この成分が軸の伝達係数を介して第２歯車へ伝達され
る。位相差計は第１および第２の回転信号検出器の出力
を受け位相差を検出してフィルタへ送る。フィルタは風
車翼の固有振動成分によるもののみを通し、演算器へ送
る。演算器はこの信号と風車翼の翼角度信号を受け、風
車翼の固有振動を算出する。
【００１０】以上のようにして、風車翼の振動が計測で
きる。また風車翼に取付けられ回転する部分は第１歯車
と第２歯車のみなので、半永久的に使用可能となる。
きる。また風車翼に取付けられ回転する部分は第１歯車
と第２歯車のみなので、半永久的に使用可能となる。
【００１１】（２）上記（１）の風車翼振動計測装置に
おいて、第２歯車の歯数を第１歯車の歯数に等しくする
とともに増速機入力端に移動しかつ同第１歯車に弾性継
手を介して結合した。
おいて、第２歯車の歯数を第１歯車の歯数に等しくする
とともに増速機入力端に移動しかつ同第１歯車に弾性継
手を介して結合した。
【００１２】以上において、風車翼の振動は第１歯車か
ら第２歯車へ弾性継手を介して伝えられる。以下、上記
（１）と同様に作用する。
ら第２歯車へ弾性継手を介して伝えられる。以下、上記
（１）と同様に作用する。
【００１３】
（１）本発明１の実施の一形態を図１〜図４により説明
する。
する。
【００１４】図１にて、ロータヘッド４と増速機５は歯
数Ｎ1 の第１歯車２０を介して結合される。増速機５と
発電機６間は歯数Ｎ2 の第２歯車２１を介して結合され
る。Ｎ1 とＮ2 間は式（１）の関係で決められる。
数Ｎ1 の第１歯車２０を介して結合される。増速機５と
発電機６間は歯数Ｎ2 の第２歯車２１を介して結合され
る。Ｎ1 とＮ2 間は式（１）の関係で決められる。
【００１５】Ｎ2 ＝Ｎ1 ／Ｋ （１） ただしＫ：増速機の増速率 第１歯車２０および第２歯車２１に対向してそれぞれ回
転信号検出器３０ａ，３０ｂが配置され、図２に示すよ
うに位相差計３２につながれる。位相差計３２の出力は
フィルタ３３を経て演算器３４へ送られる。また演算器
３４には図３に示すように、風車翼１の角度θを示す翼
角度信号２５ｓが入力されている。
転信号検出器３０ａ，３０ｂが配置され、図２に示すよ
うに位相差計３２につながれる。位相差計３２の出力は
フィルタ３３を経て演算器３４へ送られる。また演算器
３４には図３に示すように、風車翼１の角度θを示す翼
角度信号２５ｓが入力されている。
【００１６】風車翼１は、風況や発電機負荷のランダム
的な励振力により風車翼自体の固有振動数で振動する。
この振動の大半は翼面直角方向（Ｒ方向）に発生するた
め、ロータ軸では翼回転方向（Ｘ方向）成分に比例した
トルク変動になる。風車翼１の振動がない場合、回転信
号検出器３０ａ，３０ｂ出力信号は、式（１）の関係よ
り同一周波数、位相差一定となる。この両回転信号間の
位相差の変動は捩り角変動すなわちトルク変動に比例す
る。ここでトルク変動の成分は、風況や発電機負荷変動
に伴なう成分と、風車翼振動成分が含まれる。前者は比
較的低周波域であり、又、ランダムに近い特徴がある。
一方風車翼振動成分は翼の固有振動数成分がほとんどで
あり単一周波数でありこの周波数のみ抽出するフィルタ
３３を通すことにより風車翼振動に比例した信号を得る
ことができる。
的な励振力により風車翼自体の固有振動数で振動する。
この振動の大半は翼面直角方向（Ｒ方向）に発生するた
め、ロータ軸では翼回転方向（Ｘ方向）成分に比例した
トルク変動になる。風車翼１の振動がない場合、回転信
号検出器３０ａ，３０ｂ出力信号は、式（１）の関係よ
り同一周波数、位相差一定となる。この両回転信号間の
位相差の変動は捩り角変動すなわちトルク変動に比例す
る。ここでトルク変動の成分は、風況や発電機負荷変動
に伴なう成分と、風車翼振動成分が含まれる。前者は比
較的低周波域であり、又、ランダムに近い特徴がある。
一方風車翼振動成分は翼の固有振動数成分がほとんどで
あり単一周波数でありこの周波数のみ抽出するフィルタ
３３を通すことにより風車翼振動に比例した信号を得る
ことができる。
【００１７】風車発電装置では発電周波数及び発電機負
荷を風車翼角度によって調整する。風車翼角度が変化す
ると、風車翼振動からロータトルク変動への伝達係数が
変化するため各翼角度毎に計算や実験等により求めた伝
達係数を予め演算器３４に入力しておく。演算器３４は
フィルタ３３の出力および翼角度信号２５ｓを受け、風
車翼振動信号３４ｓを演算出力する。
荷を風車翼角度によって調整する。風車翼角度が変化す
ると、風車翼振動からロータトルク変動への伝達係数が
変化するため各翼角度毎に計算や実験等により求めた伝
達係数を予め演算器３４に入力しておく。演算器３４は
フィルタ３３の出力および翼角度信号２５ｓを受け、風
車翼振動信号３４ｓを演算出力する。
【００１８】以上のようにして、風車翼１の振動が計測
できる。また風車翼１に取付けられ回転する部分は第１
歯車２０と第２歯車２１のみなので、半永久的に使用可
能となる。
できる。また風車翼１に取付けられ回転する部分は第１
歯車２０と第２歯車２１のみなので、半永久的に使用可
能となる。
【００１９】なお本形態は増速機５が歯車等で構成され
たものに適する。
たものに適する。
【００２０】（２）本発明２の実施の一形態を図５によ
り説明する。
り説明する。
【００２１】上記の第２歯車を増速機５の入口端側へ移
す。そしてこの第２歯車２１ａを第１歯車２０に弾性継
手２２を介して結合する。また第２歯車２１ａの歯数Ｎ
2 は第１歯車２０の歯数Ｎ1 に等しくする。
す。そしてこの第２歯車２１ａを第１歯車２０に弾性継
手２２を介して結合する。また第２歯車２１ａの歯数Ｎ
2 は第１歯車２０の歯数Ｎ1 に等しくする。
【００２２】第１歯車２０と第２歯車２１ａとに対向し
てそれぞれ回転信号演算器３０ａ，３０ｂが配置され
る。以下上記１と同様に構成される。作用、効果も上記
１とほぼ同様である。
てそれぞれ回転信号演算器３０ａ，３０ｂが配置され
る。以下上記１と同様に構成される。作用、効果も上記
１とほぼ同様である。
【００２３】なお本形態は増速機５がトラクションドラ
イブ等すべりを生じるものにも使用できる。
イブ等すべりを生じるものにも使用できる。
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
風車翼の振動が非接触で計測できる。また回転する部分
は第１歯車と第２歯車のみなので、半永久的に使用可能
となる。
風車翼の振動が非接触で計測できる。また回転する部分
は第１歯車と第２歯車のみなので、半永久的に使用可能
となる。
【図１】本発明１の実施の一形態の第１、第２歯車の構
成図である。
成図である。
【図２】同第一形態の位相差計、フィルタ等のブロック
図である。
図である。
【図３】同第一形態の作用説明図である。
【図４】同第一形態の作用説明図である。
【図５】本発明２の実施の一形態の第１、第２歯車部の
構成図である。
構成図である。
【図６】従来の風車発電装置の全体図である。
【図７】同従来の風車翼振動計測装置の風車側の構成図
である。
である。
【図８】同従来の風車翼振動計測装置の構成ブロック図
である。
である。
１ 風車翼 ２ タワー ３ ナセル ４ ロータヘッド ５ 増速機 ６ 発電機 ７，８，９ 継手フランジ １０ 歪ゲージ １１ 送信器 １２ 電源 １３，１４ アンテナ １５ 受信器 ２０，２１，２１ａ 歯車 ２２ 弾性継手 ３０ａ，３０ｂ 回転信号検出器 ３２ 位相差計 ３３ フィルタ ３４ 演算器
Claims (2)
- 【請求項１】 風車翼を持つロータヘッドに所定の歯数
の第１歯車を介して結合される増速機と、同増速機に上
記第１歯車の歯数を同増速機の増速率で割った歯数の第
２歯車を介して結合される発電機と、上記第１歯車およ
び第２歯車に対向してそれぞれ配置された第１および第
２の回転信号検出器と、同第１および第２の回転信号検
出器の出力を受ける位相差計と、同位相差計の出力を受
けるフィルタと、同フィルタの出力および上記風車翼の
翼角度信号を受け同風車翼の振動信号を出力する演算器
とを備えてなることを特徴とする風車翼振動計測装置。 - 【請求項２】 請求項１の風車翼振動計測装置におい
て、第２歯車の歯数を第１歯車の歯数に等しくするとと
もに増速機入力端に移動しかつ同第１歯車に弾性継手を
介して結合したことを特徴とする風車翼振動計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29091295A JPH09133576A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 風車翼振動計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29091295A JPH09133576A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 風車翼振動計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133576A true JPH09133576A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17762124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29091295A Withdrawn JPH09133576A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 風車翼振動計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09133576A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010274379A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Star Micronics Co Ltd | 用紙カッター駆動装置 |
| CN103076569A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-01 | 合肥工业大学 | 一种基于自然风复杂工况模拟装置的风力发电机试验台 |
| JP2013231409A (ja) * | 2012-05-01 | 2013-11-14 | Tokyo Institute Of Technology | 風力発電装置 |
-
1995
- 1995-11-09 JP JP29091295A patent/JPH09133576A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010274379A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Star Micronics Co Ltd | 用紙カッター駆動装置 |
| JP2013231409A (ja) * | 2012-05-01 | 2013-11-14 | Tokyo Institute Of Technology | 風力発電装置 |
| CN103076569A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-01 | 合肥工业大学 | 一种基于自然风复杂工况模拟装置的风力发电机试验台 |
| CN103076569B (zh) * | 2012-12-31 | 2014-12-03 | 合肥工业大学 | 一种基于自然风复杂工况模拟装置的风力发电机试验台 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |