專利名稱：用于在葉尖上安裝燈標(biāo)的電子模塊和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一方面涉及用于在風(fēng)力機(jī)(wind turbine)葉尖上發(fā)出某些光強(qiáng)度(light intensity)的電子設(shè)備，另一方面涉及用于降低由傳輸系統(tǒng)傳送的、為葉尖(blade tip) 上發(fā)光模塊提供功率所需要的功率的方法。
背景技術(shù)：
在空中交通區(qū)域內(nèi)安裝的風(fēng)力機(jī)的葉尖(blade tip)上需要安裝有燈標(biāo)(light beacon)。當(dāng)它們發(fā)光時(shí)，飛機(jī)可以在視覺上發(fā)現(xiàn)葉片并且避開這些障礙物。為了給葉尖提供功率，使用葉片燈標(biāo)系統(tǒng)，包括通常布置在輪轂(rotor hub) 中的電源；包括沿著葉片長(zhǎng)度縱向延伸的傳導(dǎo)元件的傳輸系統(tǒng)；以及照亮該葉尖的發(fā)光模塊(light emitting module) 0存在有數(shù)種已知照明技術(shù)。能量源可以是電氣源或者光源(比如由激光產(chǎn)生的光發(fā)射)，纜線可以是電傳導(dǎo)元件或者光纖，而且葉尖發(fā)光模塊可以包括燈或LED 二極管。如果光束用作電源，在發(fā)光模塊之前需要包括有光到電壓轉(zhuǎn)換器 (light-to-voltage converter)。該申請(qǐng)已經(jīng)被授權(quán)，在P200800345中呈現(xiàn)了一種照明模塊，包括輪轂中的電源 (根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，激光器)；包含傳輸由發(fā)射器提供的光能的傳導(dǎo)元件的傳輸系統(tǒng)；以及為位于葉尖上的發(fā)光模塊提供功率的光到電壓轉(zhuǎn)換器。光纖用于光能量傳輸系統(tǒng)。然而，在葉尖發(fā)展出的光強(qiáng)度(light intensity)取決于跨越傳輸系統(tǒng)所傳送的功率。由于風(fēng)力機(jī)持續(xù)地變大，從輪轂到葉尖的長(zhǎng)距離使得為葉尖處發(fā)光模塊合適提供功率變得困難。在前述專利中使用的光纖是一種通常用于傳輸數(shù)據(jù)的工具，而且其功率傳輸能力低，當(dāng)和導(dǎo)電體相比較時(shí)更是如此。如果該低傳輸性能與發(fā)射和接收點(diǎn)之間的數(shù)十米距離相結(jié)合，再加上可能包含的沿葉片長(zhǎng)度所布置的中間接頭(intermediate connector)，傳輸功率的光纖性能更低，而且能夠構(gòu)成對(duì)系統(tǒng)進(jìn)步的限制。為了降低用于葉尖發(fā)光模塊的電源花費(fèi)，設(shè)計(jì)和開發(fā)出本發(fā)明的電子模塊方法， 用于向信標(biāo)系統(tǒng)(beacon system)傳輸足夠的光強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是使用位于傳輸系統(tǒng)和發(fā)光模塊之間的電子電路，以降低由傳輸系統(tǒng)(在本特定情形中包括光纖)傳送的功率，為尖端的模塊提供功率。本發(fā)明的另一目的是向每個(gè)葉片提供足夠的照明功率以滿足照明需求，而且確保尖端的模塊只在葉片在頂部位置的120°期間被照明。接著，本發(fā)明的另一目的是，電子模塊能夠存儲(chǔ)當(dāng)葉片不在頂部位置的期間沒(méi)有被尖端的模塊所消耗的功率，而且使用這些能量增加葉片在頂部位置的120°期間發(fā)光模塊的可用功率。最終，本發(fā)明的另一目的是，向單元提供控制電路，使用沿其傳輸功率以及保證該傳感器和開關(guān)之間的通信的光纖，在該控制電路中電流開關(guān)被風(fēng)力機(jī)輪轂中傳感器的信號(hào)所控制(取決于該葉片在頂部或底部的位置)。利用基于電容器、控制開關(guān)和控制端的電子電路實(shí)現(xiàn)這些目的，當(dāng)在底部區(qū)域發(fā)光模塊被關(guān)閉時(shí)，布置在電子模塊的輸入端之間的該電容器被充電，當(dāng)葉片在頂部位置時(shí)被放電和為發(fā)光模塊提供功率。施加到控制端控制開關(guān)狀態(tài)變化的信號(hào)來(lái)自于傳感器。該傳感器可以是位于輪轂中或在葉尖電子電路中的葉片位置傳感器。在第一種情形中，通過(guò)尖端模塊電子電路的控制端用來(lái)改變開光狀態(tài)的閃光或脈沖代碼，功率被提供到系統(tǒng)的光信號(hào)還可以用作設(shè)定信號(hào)。新設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是降低了流經(jīng)葉片燈標(biāo)的傳輸系統(tǒng)所必需的功率，使能利用光纖為尖端模塊遠(yuǎn)程提供功率，而且使用提供更少功率照明等同尖端模塊的電源。


提供下列附圖以揭示電子模塊的組成以及為該模塊提供功率的方法。圖1示出布置在葉片上的已知照明模塊的實(shí)施方式。圖2示出布置在轉(zhuǎn)換器和發(fā)光模塊之間的電子模塊的示意圖。圖3示出完整的風(fēng)力機(jī)，描述布置在葉尖處發(fā)光模塊的操作。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，風(fēng)力機(jī)葉片(1)連接到轉(zhuǎn)子輪轂(2)。轉(zhuǎn)子輪轂(2)是選擇用于布置將照明該葉尖(1)的光束的電源C3)的位置。該光束，優(yōu)選是激光，將經(jīng)過(guò)傳輸系統(tǒng)(4)沿著葉片(1)的長(zhǎng)度到達(dá)光到電壓轉(zhuǎn)換器(5)。這個(gè)轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為給布置在尖處的發(fā)光模塊(6)提供功率的電信號(hào)。盡管光纖作為傳輸工具的低性能，為了發(fā)光模塊(6)具有滿足照明需求的足夠功率，電子模塊(7)布置在轉(zhuǎn)換器( 和發(fā)光模塊(6)之間，如圖2所示。這個(gè)電塊 (7)具有兩個(gè)截然不同的部分電源電路和控制電路。-電源電路從光到電壓轉(zhuǎn)換器(5)的輸出接收電源輸入，而且其輸出接到發(fā)光模塊㈩)。能夠存儲(chǔ)電功率的電容器(8)并聯(lián)連接到前述的電源輸入和輸出。具有使能和失效前述電源電路的控制開關(guān)(9)，從而完成這個(gè)。-控制電路包括光到電壓轉(zhuǎn)換器(5)輸出處的脈沖傳感器(pulsesensor) (11)， 作為轉(zhuǎn)換器輸出中脈沖的結(jié)果，其控制開啟或關(guān)閉該控制開關(guān)(9)。除了兩個(gè)前述電路之外，電子模塊(7)具有其它電子組件(齊納二極管(zener diodes)、電阻器等)，用于調(diào)整發(fā)光模塊(6)輸入處的電壓電平(voltage level)以及調(diào)節(jié)電容器(8)的放電時(shí)間。電子模塊(7)被密封，以防止雷擊。電子模塊(7)的操作方法是由脈沖傳感器(11)的讀數(shù)所控制?；诓贾迷谳嗇?(10)中傳感器所提供的轉(zhuǎn)子位置測(cè)量，確定模塊的關(guān)閉或開啟信號(hào)。這個(gè)傳感器指示電源 (3)發(fā)送一或多個(gè)光脈沖(激光束的閃光信號(hào))，這些光脈沖被傳輸系統(tǒng)(4)傳送，而且在光到電壓轉(zhuǎn)換器(5)的輸出處產(chǎn)生閃光，閃光被脈沖傳感器(11)所檢測(cè)。脈沖檢測(cè)器對(duì)開關(guān)(9)起作用，該開關(guān)在斷開間隔(OFF interval)打開以為電容器⑶充電，而且在接通
4間隔(ON interval)閉合以用存儲(chǔ)在電容器中的能量為發(fā)光模塊(6)提供功率。在這個(gè)過(guò)程中，由于給發(fā)光模塊提供功率而導(dǎo)致的電容器電荷減少，被仍從光到電壓轉(zhuǎn)換器(5)接收的功率部分所補(bǔ)償。 如圖3所示，開關(guān)控制提供了兩個(gè)間隔，接通(ON)和關(guān)閉(OFF)。因此，葉片(1) 尖端處的發(fā)光模塊(6)至少在120°的過(guò)程中被切換到接通，此時(shí)葉片(1)在頂位置(ON間隔)；而且在對(duì)0°的過(guò)程中被切換到關(guān)閉，此時(shí)葉片(1)不在頂位置(OFF間隔)。而且， 在OFF間隔中，未被發(fā)光模塊(6)消耗的功率存儲(chǔ)在電容器中(在圖3中沒(méi)有示出)。
權(quán)利要求
1.用于風(fēng)力機(jī)葉尖信標(biāo)系統(tǒng)的電子模塊，被加入到包括電源(3)、光纖傳輸系統(tǒng)0)、 光到電壓轉(zhuǎn)換器(5)和發(fā)光模塊(6)的照明系統(tǒng)，其特征在于，包括它包括包含至少一個(gè)電容器(8)及開關(guān)(9)的電源電路；控制電路根據(jù)在位置傳感器(10)中產(chǎn)生的信號(hào)控制該開關(guān)(9)；它被布置在該光到電壓轉(zhuǎn)換器(5)的輸出及該發(fā)光模塊(6)的輸入之間；而且它被密封以防止雷擊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1用于安裝在該葉尖的燈標(biāo)的電子模塊，其特征在于，該位置傳感器 (10)在該風(fēng)力機(jī)輪轂中，而且產(chǎn)生經(jīng)由構(gòu)成傳輸系統(tǒng)的光纖被傳送，且在該光到電壓轉(zhuǎn)換器(5)的輸出處被作用于開關(guān)(9)的傳感器(11)檢測(cè)的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2用于安裝在該葉尖的燈標(biāo)的電子模塊，其特征在于，該位置傳感器 (10)的信號(hào)包括由電源(3)發(fā)射的光流中的一系列脈沖。
4.用于在該葉尖處安裝燈標(biāo)的方法，其特征在于，位置傳感器(10)控制開關(guān)(9)，從而發(fā)光模塊(6)在接通間隔被提供功率，而且該電源在斷開間隔被切斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4用于在該葉尖處安裝燈標(biāo)的方法，其特征在于，在斷開間隔，該電容器(8)被充電，而且在接通間隔存儲(chǔ)在電容器(8)中的能量用于為該發(fā)光模塊(6)提供功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4用于在該葉尖處安裝燈標(biāo)的方法，其特征在于，接通間隔對(duì)應(yīng)于任意的葉片(1)都位于頂位置的120°，斷開間隔對(duì)應(yīng)于葉片(1)在底位置的。
全文摘要
用于葉尖上燈標(biāo)的電子模塊(7)被集成入照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括位于輪轂(2)中的電源(3)、沿著葉片(1)長(zhǎng)度延伸的光纖傳輸系統(tǒng)(4)、轉(zhuǎn)換器(5)以及發(fā)光模塊(6)。該電子模塊包括電源電路和控制電路，位于葉尖(1)而且被密封以防止雷擊。該電子模塊(7)的操作方法選擇葉片(1)在對(duì)應(yīng)于頂部旋轉(zhuǎn)區(qū)域120°的接通間隔發(fā)光，而且在對(duì)應(yīng)于底部旋轉(zhuǎn)區(qū)域的斷開間隔被關(guān)閉且接收能量。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102438355SQ201110277650
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者葉年科·桑斯·帕斯夸爾, 安娜·坎德拉·加羅萊拉, 巴勃羅·桑奇斯·古爾佩德, 約恩·阿羅塞納·德拉呂 申請(qǐng)人:歌美颯創(chuàng)新技術(shù)公司