專利名稱：風力發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風力發(fā)電裝置，特別涉及風力發(fā)電裝置的機艙內(nèi)的信號線的布線。
背景技術：
風力發(fā)電裝置是很多電氣/電子裝置及機械裝置的集合體，這些裝置協(xié)調(diào)地進行工作，從而實現(xiàn)高效的發(fā)電。例如，在旋翼頭中設置有傾斜角(^7 + )控制系統(tǒng)，在機艙中設置有增速器、發(fā)電機、電力轉(zhuǎn)換裝置、偏轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)(液壓系統(tǒng)、潤滑油潤滑系統(tǒng)等)。而且，這些裝置被控制裝置(典型的控制裝置為設置于機艙內(nèi)的機艙控制盤)控制?？刂蒲b置利用設置于風力發(fā)電裝置的各部分的測定儀器和傳感器來檢測各裝置的狀態(tài)和風力狀況，并根據(jù)檢測到的狀態(tài)和風力狀況，對構(gòu)成風力發(fā)電裝置的電氣/電子裝置及機械裝置進行最佳控制。在使很多電氣/電子裝置及機械裝置協(xié)調(diào)地進行工作的風力發(fā)電裝置中，為了傳遞電氣信號而使用很多信號線。從而需要在風力發(fā)電裝置的各裝置上，連接提供用于對所述各裝置進行控制的控制信號的信號線。而且，需要在各測定儀器/傳感器連接用于將檢測信號傳輸?shù)娇刂蒲b置的信號線。因此，在風力發(fā)電裝置的機艙內(nèi)布置有很多信號線。與此相關聯(lián)地，美國專利申請公開US2008/(^93260A1公開有在風力發(fā)電裝置中用于流過大電流的連接器構(gòu)造。另外，美國專利第536 號公報中公開了風力發(fā)電裝置中的用于傳輸大電力的母線構(gòu)造?，F(xiàn)有技術存在的一個問題是機艙內(nèi)的信號線的布線的困難性。若信號線的數(shù)量增大，則需要花費很長時間進行信號線的布線，而且，產(chǎn)生布線錯誤的情況也增加?；谶@樣的背景，存在如下需求，即提供一種在風力發(fā)電裝置的機艙內(nèi)能夠?qū)芏嘈盘柧€簡單地進行布線的技術。專利文獻1 美國專利申請公開US2008/(^93260A1專利文獻2 美國專利第5365424號

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在風力發(fā)電裝置的機艙內(nèi)對很多信號線簡單地進行布線的技術。在本發(fā)明的第一方面發(fā)明中，風力發(fā)電裝置具備具有多個組件的機艙、搭載于多個組件中的第一組件的控制裝置、搭載于多個組件中的第二組件的第一設備。控制裝置和第一設備利用設備側(cè)連接機構(gòu)和控制裝置側(cè)連接機構(gòu)進行連接，以便能夠與控制裝置進行電氣通信。設備側(cè)連接機構(gòu)包含第一連接要素和包含多條信號線的第一多芯纜線，該第一多芯纜線的一端與控制裝置連接且另一端與第一連接要素連接。設備側(cè)連接機構(gòu)將第一連接要素與第一設備電連接。在一實施方式中，設備側(cè)連接機構(gòu)包含第二連接要素和包含多條信號線的第二多芯纜線，該第二多芯纜線的一端與第二連接要素連接且另一端與第一設備連接。
對該風力發(fā)電裝置而言，存在如下情況，即還具有搭載于多個組件中的不是第一組件的組件的第二設備；控制裝置和第二設備利用第三連接要素、第三多芯纜線、第四連接要素及第四多芯纜線電連接，其中所述第三多芯纜線包含多條信號線，并且該第三多芯纜線的一端與控制裝置連接且另一端與第三連接要素連接，所述第四連接要素與所述第三連接要素連接，所述第四多芯纜線包含多條信號線，并且該第四多芯纜線的一端與第二設備連接且另一端與第四連接要素連接。在該情況下，第三連接要素構(gòu)成為與第二連接要素物理上不能連接；第四連接要素構(gòu)成為與第一連接要素物理上不能連接。設備側(cè)連接機構(gòu)可以包含具有與第一連接要素連接的插座的信號中繼盤；一端與信號中繼盤連接且另一端與第一設備連接的多條信號線。在第一設備包含多個傳感器時，優(yōu)選為，設備側(cè)連接機構(gòu)的多條信號線包含與多個傳感器分別連接的多條接地線，且多條接地線利用信號中繼盤共同接地。另外，在第一多芯纜線的多條信號線包含第一電源線且第一設備包含多個傳感器的情況下，優(yōu)選為，設備側(cè)連接機構(gòu)的多條信號線包含與多個傳感器分別連接的多條第二電源線，多條第二電源線利用信號中繼盤與第一電源線共同地連接。在一實施方式中，第二組件是搭載與風車轉(zhuǎn)子連接的增速器的前部組件，第一組件是搭載與增速器連接的發(fā)電機的后部組件。在該情況下，優(yōu)選為，多個組件還具有包含使機艙沿方位角方向旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的至少一部分的旋轉(zhuǎn)組件，旋轉(zhuǎn)組件搭載于該風力發(fā)電裝置的塔架上，前部組件和后部組件搭載于旋轉(zhuǎn)組件上。根據(jù)本發(fā)明，可以在風力發(fā)電裝置的機艙內(nèi)對很多信號線簡單地進行布線。


圖1是表示本發(fā)明一實施方式的風力發(fā)電裝置的構(gòu)造的側(cè)視圖。圖2是表示一實施方式的機艙內(nèi)部構(gòu)造的立體圖。圖3A是表示一實施方式的機艙內(nèi)部的纜線布線的框圖，圖:3B是表示一實施方式的機艙內(nèi)部的纜線布線的框圖。圖4是詳細表示一實施方式的機艙內(nèi)部的纜線布線的框圖。圖5是表示一實施方式的優(yōu)選信號中繼盤的構(gòu)造的簡圖。圖6A是表示一實施方式的連接器的插口構(gòu)造的圖，圖6B是表示一實施方式的連接器的插頭構(gòu)造的圖，圖6C是表示一實施方式的連接器的插口構(gòu)造的圖，圖6D是表示一實施方式的連接器的插頭構(gòu)造的圖。
具體實施例方式圖1是表示本發(fā)明一實施方式的風力發(fā)電裝置1的構(gòu)造的側(cè)視圖。風力發(fā)電裝置 1具有豎立設置于基座6的塔架2、設置于塔架2上端的機艙3、相對于機艙3能夠旋轉(zhuǎn)地安裝的旋翼頭4、安裝于旋翼頭4的風車翼5。利用旋翼頭4和風車翼5構(gòu)成風車轉(zhuǎn)子。若風車轉(zhuǎn)子根據(jù)風力而旋轉(zhuǎn)，則風力發(fā)電裝置1產(chǎn)生電力并將電力供給至與風力發(fā)電裝置1 連接的電力系統(tǒng)。在本實施方式中，機艙3由三個組件即前部組件7、后部組件8及旋轉(zhuǎn)組件9構(gòu)成。 旋轉(zhuǎn)組件9搭載于塔架2上，前部組件7、后部組件8搭載于旋轉(zhuǎn)組件9上。前部組件7位于與旋翼頭4鄰接的位置，后部組件8位于自旋翼頭4離開的位置。機艙3之所以被分割為多個組件，這是因為這種情況對于容易地將機艙3輸送到風力發(fā)電裝置1的施工現(xiàn)場是有效的。圖2是表示一實施方式的機艙3內(nèi)部構(gòu)造的鳥瞰圖，圖3A、圖是表示機艙3內(nèi)的纜線布線(cable routing)的框圖。在此，圖3A圖示出前部組件7及后部組件8中的纜線布線、圖:3B圖示出旋轉(zhuǎn)組件9中的纜線布線。在前部組件7上搭載有增速器11和增速器輔助設備21。在后部組件8上搭載有發(fā)電機12、升壓變壓器13、電力盤14、機艙控制盤15以及發(fā)電機輔助設備22。在旋轉(zhuǎn)組件 9上設置有筒體10。在旋轉(zhuǎn)組件9的筒體10的外側(cè)，設置有偏轉(zhuǎn)電機23和潤滑系統(tǒng)輔助設備M，在筒體10的內(nèi)側(cè)設置有液壓系統(tǒng)輔助設備25。對以上的各設備簡單進行說明。增速器11使旋翼頭4的旋轉(zhuǎn)增速以使發(fā)電機12 的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。增速器輔助設備21是對增速器21的工作進行輔助的周邊設備，例如，包含向增速器11供給潤滑油的供給系統(tǒng)。發(fā)電機12利用風車轉(zhuǎn)子及增速器11被驅(qū)動而產(chǎn)生電力。發(fā)電機輔助設備22是對發(fā)電機22的工作進行輔助的周邊設備。升壓變壓器13 根據(jù)電力系統(tǒng)的電壓(系統(tǒng)電壓)對發(fā)電機12產(chǎn)生的電力的電壓進行升壓。電力盤14對發(fā)電機12和電力系統(tǒng)之間的電力交換進行監(jiān)測。機艙控制盤15是對設置于機艙的各設備統(tǒng)一進行控制的控制裝置。偏轉(zhuǎn)電機23是使機艙3沿方位角方向進行旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，其構(gòu)成偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一部分。潤滑系統(tǒng)輔助設備M是向主軸承(未圖示)供給潤滑油的潤滑系統(tǒng)的設備，其中所述主軸承對與旋翼頭4連接的主軸(未圖示)進行支承以使其能夠旋轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng)輔助設備25是用于將液壓油供給到對風車翼5的傾斜角進行控制的傾斜角控制機構(gòu)的液壓系統(tǒng)的設備。在機艙3的各設備上，安裝有用于測定各設備的狀態(tài)的傳感器。在本實施方式中， 在發(fā)電機12上安裝有傳感器組沈，在增速器11上安裝有傳感器組27、28。并且，在液壓系統(tǒng)輔助設備25上安裝有傳感器組四，在潤滑系統(tǒng)輔助設備M上安裝有傳感器組30。在本實施方式的風力發(fā)電裝置1中，簡略地如下所述布置信號線。針對搭載于設置有機艙控制盤15的后部組件8的設備及傳感器，安裝于設備及傳感器的多芯纜線，使用插頭直接安裝于在機艙控制盤15設置的端子臺。在多芯纜線中穿過多條信號線。通過將一條多芯纜線與機艙控制盤15連接，從而可以將多條信號線同時與機艙控制盤15連接。另一方面，針對搭載于后部組件8之外的組件的設備及傳感器，除多芯纜線之外， 使用連接器或信號中繼盤對信號線進行布線。具體地說，針對搭載于后部組件8之外的組件的裝置，利用連接器將與裝置連接的多芯纜線和與機艙控制盤15連接的多芯纜線連接， 從而布置所希望數(shù)量的信號線。另一方面，針對搭載于后部組件8之外的組件的傳感器，將傳感器的信號線與設置于各組件的信號中繼盤連接，并利用多芯纜線將該信號中繼盤與機艙控制盤15連接，從而布置所希望數(shù)量的信號線。無論是哪種情況，通過使用多芯纜線，都可以將多條信號線同時與機艙控制盤15連接。以下，對機艙3內(nèi)部的纜線布線進行更具體的說明。參照圖3A，設置于后部組件8的發(fā)電機輔助設備22利用多芯纜線61與機艙控制盤15連接。詳細地說，如圖4所示，多芯纜線61的一端與發(fā)電機輔助設備22連接、另一端與插頭63連接，插頭63與機艙控制盤15的端子臺1 連接。另一方面，再次參照圖3A，設置于發(fā)電機12的傳感器組沈利用多芯纜線62與機艙控制盤15連接。詳細地說，如圖4 所示，多芯纜線62的一端與傳感器組沈連接、另一端與插頭67連接，插頭67與機艙控制盤15的端子臺1 連接。另一方面，參照圖3A，設置于前部組件7的增速器輔助設備21利用多芯纜線31、 32和連接器33與機艙控制盤15連接。詳細地說，在前部組件7中，多芯纜線31與增速器輔助設備21連接，在后部組件8中，多芯纜線32與機艙控制盤15連接，多芯纜線31、32利用連接器33連接。如圖4所示，連接器33具有與多芯纜線31連接的插口 33a和與多芯纜線32連接的插頭33b，通過將插口 33a和插頭3 連接，從而將多芯纜線31、32連接。另外，在本說明書中，連接器的“插頭”和“插口”這樣的用語僅表示對構(gòu)成連接器33的兩部件進行識別的意思。不言而喻，也可以構(gòu)成為插口與多芯纜線31連接，插頭與多芯纜線32 連接。另一方面，安裝于增速器11的傳感器組27、28，利用信號線束44、信號中繼盤41 以及多芯纜線46與機艙控制盤15連接(參照圖3A)。在圖4中概括地圖示出傳感器組27 和機艙控制盤15之間的纜線布置情況。另外，在圖4中，傳感器組27包含有三個傳感器 27a、27b、27c，但傳感器組27的傳感器的數(shù)量并不限于三個。信號中繼盤41設置于前部組件7，其具有插座41a和端子臺41b。另一方面，信號線束44具有分別與傳感器27a、27b、 27c連接的信號線。信號線束44的信號線分別與設置于端子臺41b的端子連接。此外，信號線束44具有分別與傳感器27a、27b、27c連接的接地線44a、44b、44c。接地線44a、44b、 44c與信號中繼盤41的框體連接即共同接地。信號線束44的其他線經(jīng)由端子臺41b與插座41a連接。多芯纜線46的一端與插頭47連接、另一端與插頭65連接。插頭47與插座 41a連接，插頭65與機艙控制盤15的端子臺1 連接，由此，傳感器組27與機艙控制盤15 電連接。在此，插頭47構(gòu)成為將穿過多芯纜線46的信號線中的接地線與信號中繼盤41的框體連接。從而可以將多芯纜線46的接地線接地。雖然在圖4中未圖示，但傳感器組觀也同樣地經(jīng)由多芯纜線46與機艙控制盤15連接。在圖3A中，在將傳感器組28與信號中繼盤41連接的信號線束44插入有中繼箱45，但中繼箱45的存在本質(zhì)上并不重要。在此，如圖5所示，多芯纜線46的電源線(供給電源電壓的線)也可以通過傳感器 27a.27b.27c來共有。具體地說，信號線束44具有與傳感器27a、27b、27c分別連接的電源線44d、44e、44f。另一方面，與多芯纜線46的電源線連接的電源線46a自插座41a引出到端子臺41b，在該電源線46a上共同連接有與傳感器27a、27b、27c分別連接的電源線44d、 44e、44f。根據(jù)如上所述的構(gòu)成，可以減少多芯纜線46所包含的線的數(shù)量。另外，設置于旋轉(zhuǎn)組件9的筒體10內(nèi)側(cè)的液壓系統(tǒng)輔助設備25，利用多芯纜線 34、35和連接器36與機艙控制盤15連接(參照圖3A及圖。在此，多芯纜線34穿過旋轉(zhuǎn)組件9和前部組件7，多芯纜線35設置于后部組件8且與機艙控制盤15連接。多芯纜線 ；34、35利用連接器36連接。同樣地，設置于旋轉(zhuǎn)組件9的筒體10外側(cè)的偏轉(zhuǎn)電機23，利用多芯纜線37、38與機艙控制盤15連接。詳細地說，在旋轉(zhuǎn)組件9中，多芯纜線37與偏轉(zhuǎn)電機23連接；在后部組件8中，多芯纜線38與機艙控制盤15連接；多芯纜線37、38利用連接器39連接。在圖 3B中，連接器39位于旋轉(zhuǎn)組件9的內(nèi)部，但連接器39也可以位于后部組件8。并且，設置于旋轉(zhuǎn)組件9的筒體10內(nèi)側(cè)的傳感器組四，利用信號線束48、信號中繼盤42、多芯纜線49與機艙控制盤15連接。在旋轉(zhuǎn)組件9中，信號線束48與信號中繼盤 42連接。在此，信號線束48中的接地線與信號中繼盤42的框體連接即接地，其他線與信號中繼盤42的插座電連接。在多芯纜線49的一端設置有插頭50，該插頭50與信號中繼盤42的插座連接。多芯纜線49的另一端與機艙控制盤15連接。由此，傳感器組四與機艙控制盤15電連接。同樣地，設置于旋轉(zhuǎn)組件9的筒體10外側(cè)的傳感器組30，利用信號線束51、信號中繼盤43、多芯纜線52與機艙控制盤15連接。在旋轉(zhuǎn)組件9中，信號線束51與信號中繼盤43連接。在此，信號線束51中的接地線與信號中繼盤43的框體連接即接地，其他線與信號中繼盤43的插座電連接。多芯纜線52在一端設置有插頭53，該插頭53與信號中繼盤43的插座連接。多芯纜線52的另一端與機艙控制盤15連接。由此，傳感器組30與機艙控制盤15電連接。利用如上所述的纜線布線的優(yōu)點，在風力發(fā)電裝置1的施工現(xiàn)場，可以大幅減少對信號線進行布線的勞力。即，在制造前部組件7、后部組件8、旋轉(zhuǎn)組件9的工廠，進行以下所列舉的連接之外的連接(1)利用連接器33進行的多芯纜線31、32的連接(2)多芯纜線46的插頭47向信號中繼盤41的連接(3)利用連接器36進行的多芯纜線34、35的連接(4)多芯纜線49的插頭50向信號中繼盤42的連接(5)利用連接器39進行的多芯纜線37、38的連接(6)多芯纜線51的插頭53向信號中繼盤43的連接在該狀態(tài)下，前部組件7、后部組件8及旋轉(zhuǎn)組件9被輸送到風力發(fā)電裝置1的施工現(xiàn)場。將前部組件7、后部組件8及旋轉(zhuǎn)組件9連結(jié)并將機艙3組裝到塔架2上之后，進行上述(1)-(6)的連接。根據(jù)如上所述的順序，在風力發(fā)電裝置1的施工現(xiàn)場，可以簡單地進行纜線布線。纜線布線所需的勞力少，這將有助于防止布線錯誤。在此，為了更有效地防止布線錯誤，優(yōu)選為，連接器33、36、39及插頭47、50、53構(gòu)成為從物理上來防止產(chǎn)生布線錯誤。即， 構(gòu)成為風力發(fā)電裝置1所使用的插頭、插口、插座只有通過正確的組合才能進行物理連接， 若如上所述構(gòu)成，則可以更有效地防止布線錯誤。圖6A-圖6D表示用于防止布線錯誤的連接器33、36的構(gòu)成例。在此，圖6A、圖6B 分別表示連接器33的插口 33a、插頭33b的構(gòu)造，圖6C、圖6D分別表示連接器36的插口 36a、插頭36b的構(gòu)造。如圖6A所示，插口 33a具有插口殼體74和插座插入件75。另一方面，如圖6B所示，插頭3 具有插頭殼體71、插頭插入件72和插腳73。在插頭插入件72 的外周面，設置有多個突起。在插口 33a的插口殼體74和插座插入件75之間，設置有用于接收插頭插入件72的槽76。槽76具有與插頭插入件72的形狀對應的形狀。并且，在插座插入件75上設置有用于接收插腳73的插孔77。在圖6A、圖6B中，附圖標記P1、P2表示為了說明插腳73、插孔77的位置而使用的假想基準面。參照圖6C、圖6D，連接器36的插口 36a、插頭36b具有與連接器33的插口 33a、插頭3 類似的形狀。具體地說，如圖6C所示，插口 36a具有插口殼體84和插座插入件85。 另一方面，如圖6D所示，插頭36b具有插頭殼體81、插頭插入件82和插腳83。在插頭插入件82的外周面，設置有多個突起。在插口 36a的插口殼體84和插座插入件85之間，設置有用于接收插頭插入件82的槽86。槽86具有與插頭插入件82的形狀對應的形狀。并且， 在插座插入件85上設置有用于接收插腳83的插孔88。在圖6C、圖6D中，附圖標記P1, P2 表示為了說明插腳83、插孔87的位置而使用的假想基準面。 在此，設置于插頭插入件72、82外周面的突起相對于基準面Pp P2處于同一位置， 與此相對，以基準面Pp P2為基準時的插腳83、插孔87的位置與插腳73、插孔77的位置不同。根據(jù)如上所述的連接器33、36的構(gòu)造，連接器33、36的插頭和插口只能通過正確組合來連接。對于其他插頭、插口、插座，利用同樣的手法也能夠構(gòu)成為只能通過正確組合來連接。這種情況適合于防止風力發(fā)電裝置1中的布線錯誤。
權利要求
1.一種風力發(fā)電裝置，其特征在于，具備 具有多個組件的機艙、搭載于所述多個組件中的第一組件的控制裝置、 搭載于所述多個組件中的第二組件的第一設備，所述控制裝置和所述第一設備利用設備側(cè)連接機構(gòu)和控制裝置側(cè)連接機構(gòu)進行連接， 以便能夠與所述控制裝置進行電氣通信，所述設備側(cè)連接機構(gòu)包含第一連接要素和包含多條信號線的第一多芯纜線，該第一多芯纜線的一端與所述控制裝置連接且另一端與所述第一連接要素連接， 所述設備側(cè)連接機構(gòu)將所述第一連接要素與所述第一設備電連接。
2.如權利要求1所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述設備側(cè)連接機構(gòu)包含第二連接要素和包含多條信號線的第二多芯纜線，該第二多芯纜線的一端與所述第二連接要素連接且另一端與所述第一設備連接。
3.如權利要求2所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于，還具有搭載于所述多個組件中的不是所述第一組件的組件的第二設備； 所述控制裝置和所述第二設備利用第三連接要素、第三多芯纜線、第四連接要素及第四多芯纜線電連接，其中所述第三多芯纜線包含多條信號線，并且該第三多芯纜線的一端與所述控制裝置連接且另一端與所述第三連接要素連接，所述第四連接要素與所述第三連接要素連接，所述第四多芯纜線包含多條信號線，并且該第四多芯纜線的一端與所述第二設備連接且另一端與所述第四連接要素連接；所述第三連接要素構(gòu)成為與所述第二連接要素物理上不能連接； 所述第四連接要素構(gòu)成為與所述第一連接要素物理上不能連接。
4.如權利要求1所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述設備側(cè)連接機構(gòu)包含具有與所述第一連接要素連接的插座的信號中繼盤；以及一端與所述信號中繼盤連接且另一端與所述第一設備連接的多條信號線。
5.如權利要求4所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述第一設備包含多個傳感器，所述設備側(cè)連接機構(gòu)的所述多條信號線包含與所述多個傳感器分別連接的多條接地線，所述多條接地線利用所述信號中繼盤共同接地。
6.如權利要求4所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述第一多芯纜線的所述多條信號線包含第一電源線， 所述第一設備包含多個傳感器，所述設備側(cè)連接機構(gòu)的所述多條信號線包含與所述多個傳感器分別連接的多條第二電源線，所述多條第二電源線利用所述信號中繼盤與所述第一電源線共同地連接。v
全文摘要
一種風力發(fā)電裝置，具備具有多個組件的機艙、搭載于多個組件中的第一組件的控制裝置、搭載于多個組件中的第二組件的第一設備?？刂蒲b置和第一設備利用設備側(cè)連接機構(gòu)和控制裝置側(cè)連接機構(gòu)進行連接，以便能夠與控制裝置進行電氣通信。設備側(cè)連接機構(gòu)包含第一連接要素和包含多條信號線的第一多芯纜線，該第一多芯纜線的一端與控制裝置連接且另一端與第一連接要素連接。設備側(cè)連接機構(gòu)將第一連接要素與第一設備電連接。
文檔編號F03D7/04GK102272446SQ201080003403
公開日2011年12月7日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權日2010年3月16日
發(fā)明者上野泰弘, 堤義明 申請人:三菱重工業(yè)株式會社