一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及无线电能传输系统技术领域，具体公开了一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统及方法，采用无线能量发射端和无线能量接收端以无线能量传输的方式向第二通信模块供电，致使第二通信模块开始工作，从而可检测风力发电机桨叶的相关信息并反馈至所述第一通信模块，第一通信模块生成对应的控制信号并传输至所述第二通信模块，并通过所述电刷结构和所述滑环结构向所述无线能量接收端传递调整对应风力发电机桨叶的能量，实现了风力发电机桨叶的实时检测和调整(电刷结构和滑环结构的设计可提供调整所需能量)，有助于提高风力发电量。高风力发电量。高风力发电量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统及方法


[0001]本专利技术涉及无线电能传输系统
，尤其涉及一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统及方法。

技术介绍

[0002]传统的电能传输方式已经不能满足某些特殊应用场合的需要。例如风力发电系统中，通过风力带动风机旋转时，其桨叶常常需要调整姿态，带动桨叶旋转所需的能量往往是通过导电滑环传输。然而，导电滑环存在诸多不足：一是导电环存在磨损，如果润滑剂含量高，磨损量少，但导电性变差；反之，润滑剂含量少，导电性能好，但磨损量增大。二是滑环与电刷接触部位发热较大，由于导电环通道与通道之间是必须绝缘的，而绝缘材料通常导热性较差，因此导电环的散热难以通过传导实现。
[0003]为此，也有人尝试了一些新方法向旋转部件传输电能，例如采用滚环技术，将滑动摩擦变为滚动摩擦，减少了磨损量，但仍存在滚动体应力不均，磨削无法排出等问题；采用水银汇流环技术，利用液态金属替代滑动摩擦，无摩损，但密封困难；采用光汇流环技术，以非接触式光纤作为传输介质，但能够传递的功率较小。因此，这些技术都不能完全满足活动部件旋转界面间的长寿命电能传输的需求。
[0004]此外，现有的能量传输机构，要想实现控制信号的传输和传感器信号的采集，往往还需要增加额外的通信模块，安装结构复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统及方法，解决的技术问题在于：如何通过无线传输的方式调整调整风力发电机桨叶。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统，包括发射端和接收端；所述发射端包括第一通信模块、无线能量发射端和电刷结构，所述接收端包括第二通信模块、无线能量接收端和滑环结构，所述第一通信模块包括顺序连接的发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈；所述第二通信模块包括顺序连接的接收端通信线圈、解调电路、接收端MCU、信号采集电路；所述发射端通信线圈与所述接收端通信线圈电磁耦合；
[0007]所述无线能量发射端和所述无线能量接收端通过无线能量传输向所述第二通信模块供电，所述第二通信模块检测风力发电机桨叶的相关信息并反馈至所述第一通信模块；所述第一通信模块生成对应的控制信号并传输至所述第二通信模块，并通过所述电刷结构和所述滑环结构向所述无线能量接收端传递调整对应风力发电机桨叶的能量。
[0008]优选的，所述第一通信模块包括顺序连接的发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈，分别用于生成对应的控制信号、对所述控制信号进行调制、对调制后的控制信号进行无线发射；
[0009]所述第二通信模块包括顺序连接的接收端通信模块、解调电路、接收端MCU，分别
用于对所述发射端通信线圈发射的调制后的控制信号进行接收、解调及处理后发送；
[0010]所述第二通信模块还包括连接所述接收端MCU的信号采集电路，用于通过所述接收端通信线圈和所述发射端通信线圈向所述发射端MCU发送风力发电机桨叶的相关信息。
[0011]优选的，所述调制电路包括连接在所述发射端MCU与所述发射端通信线圈之间的加载模块和第一脉冲变压器，所述解调电路包括连接在所述接收端MCU与所述接收端通信线圈之间的卸载模块和第二脉冲变压器；
[0012]所述加载模块采用OFDM调制方式对多个通道的控制信号进行调制，每一个载频对应一个通道的控制信号；所述卸载模块采用OFDM解调方式，对多个通道的控制信号进行解调，每一个载频对应一个通道的控制信号。
[0013]优选的，所述第一通信模块还包括连接所述发射端MCU、调制电路为其供电的发射端电源；所述第二通信模块还包括连接所述解调电路、所述接收端MCU、所述信号采集电路为其供电的接收端电源。
[0014]优选的，所述能量发射端包括发射端谐振线圈以及顺序连接在所述发射端电源与所述发射端谐振线圈之间的逆变电路和发射端谐振电路；所述能量接收端包括顺序连接的接收端谐振线圈、接收端谐振电路、整流变换电路；所述发射端谐振线圈与所述接收端谐振线圈无线磁耦合。
[0015]优选的，当所述接收端电源不稳定或低于第一预设电压阈值时，所述第二通信模块断电停止工作。
[0016]本专利技术还保护一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输方法，基于上述系统，包括步骤：
[0017]S1：所述无线能量发射端通过无线能量传输方式向所述无线能量接收端传递能量信号；
[0018]S2：当所述无线能量接收端收到的能量促使接收端电源达到第一预设电压阈值时，所述第二通信模块工作，向所述第一通信模块反馈接收端的检测信号；
[0019]S3：发射端通过第一通信模块接收到接收端反馈的检测信号后，生成相应的桨叶调整信号并发送至接收端，同时控制对应的电刷结构传输调整对应风力发电机桨叶的能量。
[0020]进一步地，在所述步骤S1中，采用OFDM调制方式对多个通道的控制信号进行调制，每一个载频对应一个通道的控制信号。
[0021]进一步地，在所述步骤S2中，采用OFDM调制方式对接收的多个通道的控制信号进行解调，每一个载频对应一个通道的控制信号。
[0022]进一步地，当所述第一通信模块判断到接收端电源不稳定或低于第一预设电压阈值时，断开第二通信模块的电源。
[0023]本专利技术提供的一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统及方法，采用无线能量发射端和无线能量接收端以无线能量传输的方式向第二通信模块供电，致使第二通信模块开始工作，从而可检测风力发电机桨叶的相关信息并反馈至所述第一通信模块，第一通信模块生成对应的控制信号并传输至所述第二通信模块，并通过所述电刷结构和所述滑环结构向所述无线能量接收端传递调整对应风力发电机桨叶的能量，实现了风力发电机桨叶的实时检测和调整(电刷结构和滑环结构的设计可提供调整所需能量)，有助于提高风
力发电量。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例提供的一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统的模块结构图；
[0025]图2是本专利技术实施例提供的图1所示系统中发射端MCU的电路图；
[0026]图3是本专利技术实施例提供的图1所示系统中接收端MCU的电路图；
[0027]图4是本专利技术实施例提供的图1所示系统中第一脉冲变压器的电路图；
[0028]图5是本专利技术实施例提供的图1所示系统中第二脉冲变压器的电路图；
[0029]图6是本专利技术实施例提供的图1所示系统中加载模块的电路图；
[0030]图7是本专利技术实施例提供的图1所示系统中卸载模块的电路图；
[0031]图8是本专利技术实施例提供的图1所示系统中无线能量发射端的电路图；
[0032]图9是本专利技术实施例提供的图1所示系统中无线能量接收端的电路图；
[0033]图10为本专利技术实施例提供的一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输装置的整体结构示意图；
[0034]图11为本专利技术实施例提供的图10的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统，包括发射端和接收端；所述发射端包括第一通信模块、无线能量发射端和电刷结构，所述接收端包括第二通信模块、无线能量接收端和滑环结构，其特征在于：所述第一通信模块包括顺序连接的发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈；所述第二通信模块包括顺序连接的接收端通信线圈、解调电路、接收端MCU、信号采集电路；所述发射端通信线圈与所述接收端通信线圈电磁耦合；所述无线能量发射端和所述无线能量接收端通过无线能量传输向所述第二通信模块供电，所述第二通信模块检测风力发电机桨叶的相关信息并反馈至所述第一通信模块；所述第一通信模块生成对应的控制信号并传输至所述第二通信模块，并通过所述电刷结构和所述滑环结构向所述无线能量接收端传递调整对应风力发电机桨叶的能量。2.如权利要求1所述的一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统，其特征在于：所述第一通信模块包括顺序连接的发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈，分别用于生成对应的控制信号、对所述控制信号进行调制、对调制后的控制信号进行无线发射；所述第二通信模块包括顺序连接的接收端通信模块、解调电路、接收端MCU，分别用于对所述发射端通信线圈发射的调制后的控制信号进行接收、解调及处理后发送；所述第二通信模块还包括连接所述接收端MCU的信号采集电路，用于通过所述接收端通信线圈和所述发射端通信线圈向所述发射端MCU发送风力发电机桨叶的相关信息。3.如权利要求2所述的一种用于风力发电机桨叶调整的能量信号传输系统，其特征在于：所述调制电路包括连接在所述发射端MCU与所述发射端通信线圈之间的加载模块和第一脉冲变压器，所述解调电路包括连接在所述接收端MCU与所述接收端通信线圈之间的卸载模块和第二脉冲变压器；所述加载模块采用OFDM调制方式对多个通道的控制信号进行调制，每一个载频对应一个通道的控制信号；所述卸载模块采用OFDM解调方式，对多个通道的控制信号进行解调，每一个载频对应一个通道的控制信号。4.如权利要求1～3任一项所述的一种用于风力发电机桨叶调整的能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏茂春，王停，王永刚，周传兴，陈东，
申请(专利权)人：重庆前卫无线电能传输研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：