KR101493280B1 - small-size wind power generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소형풍력발전장치에 관한 것으로, 구조를 단순화하여 설치가 용이하며, 미세바람에도 기기작동이 가능하도록 함으로써 소형풍력에 적정의 구조를 제시함과 더불어 구조적으로 진동을 제어 및 감쇄시키도록 하고, 전기적인 열화를 감지하여 제어토록 함으로써 기기부하를 방지할 수 있는 소형풍력발전장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a small-sized wind power generator, which simplifies the structure and facilitates the installation and enables operation of the device even in fine winds, thereby providing an appropriate structure for a small wind power and structurally controlling and attenuating vibration The present invention relates to a small-sized wind power generator capable of preventing an apparatus load by detecting and controlling electrical deterioration.
1990년대 이후 기후변화 협약으로 인해 온실가스 감축이 급박한 과제로 등장하면서 풍력발전은 화력이나 원자력 발전에 대응한 대안 중의 하나로 국내의 활용 가능성이 높게 인식되는 계기가 되었고 현재는 매우 빠른 속도로 발전하는 단계에 있다.Since the 1990s, the reduction of greenhouse gases has become an urgent task due to the Convention on Climate Change. As one of the alternatives to cope with thermal and nuclear power generation, wind power generation has become a recognized opportunity for domestic utilization. Step process.
통상적으로 풍력발전장치는 회전축을 통한 기계적인 힘을 이용해 전력을 생산하기 위해 사용되는 장치로서, 로터의 회전축이 놓인 방향에 따라 구분하면 수평축 풍력발전장치(horizontal axis wind turbine)와 수직축 풍력발전장치(vertical axis wind turbine)가 있다. Generally, a wind turbine generator is a device used to generate electric power by using a mechanical force through a rotary shaft. When a rotor axis of the rotor is divided according to the direction in which the rotor shaft is laid, a horizontal axis wind turbine and a vertical axis wind turbine vertical axis wind turbine.
종래의 소형 풍력발전장치는 지면이나 지붕 위에 고정 설치되어 한번 설치하면 이동하기 어렵고, 급격하게 변하는 풍향에 따라 블레이드의 방향을 적절하게 바꿔주기 어렵기 때문에 소형 풍력발전장치로 수직축 풍력 발전장치가 풍향에 관계없이 발전을 수행할 수 있으므로 적절할 수 있다. Conventional small wind power generation equipment is fixed on the ground or roof and it is difficult to move once installed, and it is difficult to change the direction of the blades appropriately according to the rapidly changing direction. Therefore, the vertical wind power generation device It can be appropriate because it can perform development regardless.
그러나 일반적으로 수직축 풍력발전장치의 구성을 보면 발전기와 연결된 회전축에 상,하로 지지대에 의해 블레이드가 연결되도록 하는 구조를 갖고 있는데 회전축에 상,하로 블레이드가 연결되어 불균일한 진동이 발전기 등 타 구성에 그대로 전달이 되어 부하 등에 의한 시스템고장의 원인을 제공하는 문제가 있다. 또한 소형 풍력발전장치는 강풍이나 폭풍으로 인한 과속회전 등에 의해 발생되는 진동에 대해서도 효율적인 대처가 어려워 유지,관리에 비경제적인 문제가 있다. However, in general, the vertical axis wind turbine has a structure in which the blades are connected to the rotary shaft connected to the generator by the upper and lower supports. Up and down blades are connected to the rotary shaft so that uneven vibrations There is a problem in that a cause of a system failure due to a load or the like is provided. In addition, the small-sized wind power generation system has problems in maintenance and management because it is difficult to efficiently cope with vibrations caused by overspeed rotation due to strong winds or storms.
또한 수직축 풍력 발전장치에 의하더라도 풍속이 3∼4 m/sec 이상인 바람이 지속적으로 불어야 발전을 할 수 있으며 일반적으로 저속의 회전력을 이용하기 위해서 반드시 증속기어가 구비되어야 하고 이러한 증속기어와 그 외 나셀 등의 구성에 의해 기기의 대형화가 요구되는 실정이며, 이러한 복잡하고 대형화 된 소형 풍력발전장치는 그 설치 또한 용이하지 않은 문제가 있다.
In addition, even if a vertical axis wind power generator is used, the wind speed of 3 to 4 m / sec or more is required to continuously generate wind. Generally, a speed increasing gear must be provided in order to utilize the low speed rotation power. The size of the apparatus is required to be increased. The complicated and large-sized compact wind turbine generator is not easily installed.
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 미세바람에도 발전이 구현될 수 있으며, 구조의 간소화로 그 설치가 용이하고, 다양한 원인으로 발생하는 진동을 제어 및 감쇄토록 하여 부하를 방지하며, 더불어 전기적 열화도 감지하여 모니터링 할 수 있는 소형 풍력발전장치를 제공하고자 함이다.
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a power generating device capable of generating power even in fine winds, And to provide a small wind power generator capable of monitoring the electrical deterioration and monitoring the load.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소형 풍력발전장치는 타워; 상기 타워의 상단에 형성되는 발전기; 상기 발전기와 상부로 연결되며 하단에 회전판과 상기 회전판에 돌출형성 되는 회전축으로 구성된 회전부; 상기 회전판에 대칭의 경사구배가 형성된 지지대와 상기 지지대에 부착되는 블레이드로 구성된 복수의 로터부; 상기 회전축의 상단과 상기 블레이드를 연결하는 처짐방지대;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a small wind turbine generator comprising: a tower; A generator formed at an upper end of the tower; A rotary part connected to the generator at an upper portion thereof and including a rotary plate at a lower end and a rotary shaft protruding from the rotary plate; A plurality of rotor portions formed of a support having a sloping gradient symmetrical to the rotation plate and a blade attached to the support; And a sag preventing bar connecting the upper end of the rotating shaft and the blade.
하나의 예로 상기 회전축에는 양단부에 반대방향으로 유입홀이 형성되는 항력블레이드가 장착되도록 할 수 있으며, 이에 더하여 상기 항력블레이드는 바람이 유입되는 유입홀에서 바람이 배출되는 배출홀로 좁아드는 형상으로 곡면을 형성하는 한쌍의 곡관이 부착되어 상호 유입홀이 반대방향으로 노출되도록 구성될 수 있다. For example, the rotary shaft may be provided with a drag blade having an inlet hole formed in an opposite direction to both ends of the rotary shaft. In addition, the drag blade may be curved into a discharge hole through which the wind is drawn in the inlet hole through which the wind flows, A pair of forming curves may be attached so that the mutual inlet holes are exposed in opposite directions.
하나의 예로 상기 타워는, 상부타워와 하부타워로 구성되며, 상기 상부타워와 하부타워 사이에는 진동감쇄댐퍼가 게재되되, 상기 진동감쇄댐퍼는, 상,하 플레이트와, 상기 상,하 플레이트 사이에 구성되며 강재플레이트와 고무플레이트가 교번으로 적층 형성되는 탄성층과, 상기 상,하 플레이트와 탄성층을 관통하는 복수의 소성바와, 상기 상,하 플레이트 간에서 상기 탄성층과 유격을 형성하는 제 2소성바와, 상기 상, 하 플레이트의 각 끝단에서 연장되며 상, 하 플레이트 상호 간을 연결하는 곡선형의 연장부와, 상기 연장부에서 상호 대향하는 위치에 형성되는 복수의 통공 및 상기 복수의 통공 중 어느 일 통공에 삽입되는 제 3소성바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In one example, the tower is composed of an upper tower and a lower tower, and a vibration damping damper is disposed between the upper tower and the lower tower. The vibration damping damper includes upper and lower plates, A plurality of firing bars passing through the upper and lower plates and the elastic layer, and a plurality of firing bars passing through the upper and lower plates and between the upper plate and the lower plate, A firing bar, a curved extension portion extending from each end of the upper and lower plates and connecting the upper plate and the lower plate, a plurality of through holes formed at mutually opposite positions in the extending portion, And a third firing bar inserted into one of the through holes.
하나의 예로 상기 발전기에서 생산된 전기를 가공하는 가공부와, 상기 가공부의 적외선 감지를 통해 온도를 검출하는 열화감지부와, 상기 열화감지부를 통해 검출된 온도를 전달받아 상기 가공부를 제어하는 제어부가 더 포함되도록 할 수 있다. As an example, there is provided an electric power generator comprising: a processing unit for processing electric power produced by the generator; a deterioration sensing unit for sensing temperature through infrared sensing of the sensing unit; and a control unit for receiving the detected temperature through the deterioration sensing unit and controlling the processing unit Can be included.
하나의 예로 상기 열화감지부는, 가공부의 적외선을 감지하여 온도를 검출하고, 검출된 온도를 주파수 변조하여 RS-485 방식으로 송신하는 비접촉 IR(infrared) 센서 모듈; 상기 비접촉 IR 센서 모듈에서 주파수 변조된 온도를 쌍가닥 유선 라인을 통해 RS-485 통신 방식으로 수신하고, 수신된 온도를 무선 통신 방식 또는 RS-485 방식으로 송신하며, 상기 수신된 온도를 복조하고 복조된 온도가 허용 온도 범위 내 여부 및 단위 시간당 온도 변화 기울기가 소정 기준치 이내인지 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 허용 온도 범위를 벗어나거나 상기 단위 시간당 온도 변화 기울기보다 큰 경우 차단 신호를 생성하여 이를 상기 제어부로 제공하는 메인컨트롤러; 상기 메인컨트롤러로부터 온도를 수신하여 디스플레이하고, 메뉴 인터페이스를 통해 입력되는 사용자의 명령에 따라 상기 메인컨트롤러를 동작 제어하는 임베디드 LCD 터치 패널(embedded LCD touch panel); 및 상기 메인컨트롤러에서 수신된 온도 및 상기 메인컨트롤러의 차단신호를 상기 제어부로 송신하기 위한 광 파이버 접속부;를 포함하도록 할 수 있다. As an example, the deterioration sensing unit may include a non-contact infrared (IR) sensor module that senses infrared rays of a processed portion, detects a temperature, frequency-modulates the detected temperature, and transmits the sensed temperature by an RS-485 method; Modulated temperature in the non-contact IR sensor module via a twisted wire line in an RS-485 communication manner, transmits the received temperature in a wireless communication method or an RS-485 method, demodulates the received temperature, And determines whether the temperature is within the allowable temperature range and whether the temperature change slope per unit time is within a predetermined reference value. If it is determined that the temperature change is within the allowable temperature range or is greater than the temperature change slope per unit time, A main controller provided with; An embedded LCD touch panel for receiving and displaying temperature from the main controller and controlling operation of the main controller according to a user command input through the menu interface; And an optical fiber connection unit for transmitting the temperature received from the main controller and the shutoff signal of the main controller to the control unit.
하나의 예로 상기 비접촉 IR 센서 모듈은, 상기 가공부의 적외선을 감지할 수 있도록 하기 위해 상기 가공부 내의 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 표적에 대해 레이저 신호를 주사하는 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터와, 상기 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선을 감지하는 IR 센서와, 상기 IR 센서에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하고 생성된 아날로그 신호를 전원 전압에 실어 상기 쌍가닥 유선 라인을 통해 상기 메인컨트롤러로 송신하는 V-F 카운터(voltage-frequency counter)와, 상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터, 상기 IR 센서 및 상기 V-F 카운터로 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하도록 할 수 있다. As an example, the non-contact IR sensor module may include a position correcting red-visible-light laser for scanning a laser signal on a target of a cable connecting portion, a plurality of switches, or a terminal connecting portion in the processing portion so as to detect infrared rays of the processing portion. An IR sensor for detecting infrared rays of the cable connection part, a plurality of switches, or a terminal connection part; an analog sensor for generating an analog signal having a frequency proportional to a temperature according to infrared rays sensed by the IR sensor, A voltage-frequency counter for transmitting the voltage to the main controller through the twin-wire line, and a power supply unit for supplying power to the position correcting red visible ray laser pointer, the IR sensor, and the VF counter .
하나의 예로 상기 비접촉 IR 센서 모듈은, 안티-앨리어싱(anti-aliasing)을 고려한 저대역 필터(LPF)를 이용하여 감지된 적외선의 아날로그 신호를 필터링하고, 필터링된 아날로그 신호를 FIR 필터를 이용하여 디지털 신호로 샘플링하고, 샘플링된 디지털 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 디지털 신호의 크기 및 주파수를 산출하여 온도를 검출하도록 구성될 수 있다.
As an example, the non-contact IR sensor module may be configured to filter infrared analog signals sensed using a low-pass filter (LPF) that considers anti-aliasing and to filter the filtered analog signals using a FIR filter A signal is sampled, and a sampled digital signal is subjected to an FFT (fast Fourier transform) operation to calculate the magnitude and frequency of the digital signal to detect the temperature.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 풍력발전장치는 나셀 등이 필요없이 간단한 구조에 의해 자중을 감소시키고 구조의 간소화로 설치가 용이하여 소형풍력발전에 구조적 장점을 가지고 있고 특히 구조적으로 진동을 감소시킬 수 있도록 하여 각종 부하에 의한 기기고장을 제어할 수 있는 장점이 있다. As described above, the small wind power generator according to the present invention has a structural advantage in small wind power generation due to its simple structure and its simple structure, which simplifies the structure and simplifies the construction, So that it is possible to control the device failure by various loads.
또한 선택적으로 항력블레이드를 장착할 수 있도록 함으로써 미세한 바람에도 풍력발전이 발현될 수 있도록 하는 장점이 있다. In addition, it is possible to selectively mount a drag blade, so that the wind power generation can be manifested even in a fine wind.
또한 전기적 열화를 감지하여 모니터링 함으로써 전기적으로 발생될 수 있는 시스템 부하를 예방할 수 있는 장점이 있다.
In addition, there is an advantage that system load that can be generated electrically can be prevented by detecting and monitoring electrical deterioration.
도 1은 본 발명의 기본 예를 나타내는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 기본 예를 나타내는 측면도이고,
도 3은 본 발명에 있어 항력블레이드가 장착된 예를 나타내는 측면도이고,
도 4는 항력블레이드의 다른 예를 나타내는 작동상태도이고,
도 5는 본 발명의 일 구성인 타워의 실시 예를 나타내는 측면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예를 나타내는 블록도이고,
도 7은 도 6에 도시된 열화감지부의 작동상태를 나타내는 블록도이고,
도 8은 도 7에 도시된 비접촉 IR 센서 모듈의 전달 함수의 네트워크 다이어그램이다. 1 is a perspective view showing a basic example of the present invention,
2 is a side view showing a basic example of the present invention,
3 is a side view showing an example in which a drag blade is mounted in the present invention,
4 is an operational state diagram showing another example of the drag blade,
5 is a side view showing an embodiment of a tower which is an embodiment of the present invention,
6 is a block diagram showing an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a block diagram showing the operating state of the deterioration sensing unit shown in FIG. 6,
8 is a network diagram of the transfer function of the non-contact IR sensor module shown in FIG.
아래에서는 본 발명에 따른 슬러지감량장치의 양호한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a sludge weight loss apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 소형 풍력발전장치(1)는 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 타워(2); 상기 타워(2)의 상단에 형성되는 발전기(3); 상기 발전기(3)와 상부로 연결되며 하단에 회전판(41)과 상기 회전판에 돌출형성 되는 회전축(42)으로 구성된 회전부(4); 상기 회전판(41)에 대칭의 경사구배가 형성된 지지대(51)와 상기 지지대(51)에 부착되는 블레이드(52)로 구성된 복수의 로터부(5); 상기 회전축(42)의 상단과 상기 블레이드(52)를 연결하는 처짐방지대(6);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. A small wind power generator (1) of the present invention comprises a tower (2) as shown in Figs. 1 and 2; A generator (3) formed at the top of the tower (2); A
즉 본 발명의 소형풍력발전장치(1)는 상기 로터부(5)의 바람에 의한 회전력을 상기 발전기(3)로 바로 전달하여 전기를 출력토록 하는 것으로 기존 풍력발전장치에 있어 나셀 등의 구성을 생략하여 간단한 구조로 용이하게 설치가 가능하고 자중을 줄임으로써 소형(10 내지 40KW) 풍력발전에 적합하도록 하는 것이다.That is, the small-size
상기 타워(2)는 지면 등에 상기 회전부(4), 상기 로터부(5) 및 상기 발전기(3) 등을 지지토록 하는 구성으로 도 1 등에서는 트러스구조의 타워(2)를 제시하고 있는 데 그 형상은 다양하게 구성될 수 있으며, 도면에 도시된 바는 없으나 조립형으로 구성하여 현장에서 직접 조립에 의해 형성되도록 할 수 있다. The
상기 발전기(3)는 상기 타워(2)의 상단에 형성되는 구성으로 상기 로터부(5)에서 발생된 운동에너지를 전기에너지로 전환시키도록 하는 구성으로 이는 공지의 구성이므로 그 설명은 생략한다. The
상기 회전부(4)는 상기 로터부(5)의 회전을 상기 발전기(3)로 전달토록 하는 구성으로서 특히 본 발명에서는 상기 회전부(4)를 상기 발전기(3)와 상부로 연결되는 회전판(41)과 상기 회전판에 돌출형성 되는 회전축(42)으로 구성되도록 하였는 바, 이렇게 구성하는 이유는 상기 회전판(41)에 상기 로터부(5)가 연결되도록 하여 로터부(5)의 회전에 의한 진동발생을 제어하도록 하기 위한 것이다. The rotating
즉 종래 수직풍력발전장치에 있어 블레이드를 회전축에 다 포인트로 연결함에 따라 다 포인트에서 전달되는 힘의 차이로 인한 진동이 부과되어 기기부하, 고장 등을 초래할 수 있었던데 반해 본 발명에서는 상기 로터부(5)가 상기 회전판(41)에 저중심으로 일 포인트로 연결되도록 하여 진동을 제어토록 하는 것이다. In other words, in the conventional vertical wind power generator, since the blades are connected to the rotating shaft at multiple points, vibrations due to differences in force transmitted at multiple points may be imposed, resulting in device load, failure, etc. In the present invention, 5 are connected to the
상기 로터부(5)는 상기 회전판(41)에 대칭의 경사구배가 형성된 지지대(51)와 상기 지지대(51)에 부착되는 블레이드(52)로 구성된다. The
상기 블레이드(52)는 양력에 의해 회전력을 발생시키는 구성으로 유선형의 단면형상을 갖고 있다. 상기 블레이드(52)는 지지대(51)에 의해 상기 회전판(41)에 고정이 되는데, 상기 지지대(51)는 도 2에서 보는 바와 같이 한쌍으로 구성되되 상기 회전판(41)에서 상호 유격이 커지는 방향으로 상기 블레이드(52)에 부착되도록 하는 것이다. The
이러한 한쌍의 지지대(51)에 의해 상기 블레이드(52)에 발생되는 힘은 상기 회전부(4)에 있어 하단의 상기 회전판(41)으로 집중이 되도록 하여 진동발생 포인트가 저중심의 회전판(41)으로만 집중되도록 하는 것이다. 즉 한쌍의 지지대(51)에 의해 블레이드(52)가 고정되면서 회전이 되도록 하는 것이고, 블레이드(52)의 회전에 의해 발생되는 힘(진동)이 상기 회전부(4)에 있어 하단의 회전판(41)으로만 집중이 되도록 하여 진동발생을 최대한 제어하도록 하는 것이다. The force generated by the pair of
상기 처짐방지대(6)는 상기 회전축(42)의 상단과 상기 블레이드(52)를 연결하여 상기 로터부(5)가 상기 회전부(4)에서 하단의 회전판(41)을 중심으로 회전하도록 하되 상기 블레이드(52)의 무게에 의해 처짐이 발생되는 것을 상기 처짐방지대(6)에 의해 제어토록 하는 것이다. 즉 회전판(41)을 중심으로 상기 로터부(5)가 회전토록 하는데 상기 회전축(42)을 구성하는 이유중 하나는 회전부(4) 상단에서 상기 로터부(5)의 처짐을 방지토록 하기 위한 것이다. The
또한 본 발명에 있어 상기 회전축(42)을 구성하는 이유중 하나는 상기 회전축(42)에 도 3에서 보는 바와 같이 항력블레이드(7)가 장착되도록 하기 위한 것이다. 즉 지역 등에 따라 선택적으로 상기 회전축(42)에 상기 항력블레이드(7)를 장착할 수 있도록 함으로써 미세바람에도 풍력발전이 발현될 수 있도록 하기 위한 것이다. One of the reasons for constructing the
상기 항력블레이드는 상기 회전축(42)에 장착되되 양단부에 반대방향으로 유입홀(a1,a2)이 형성되도록 하여 도 3에서 보는 바와 같이 바람이 일 유입홀(a1)로 유입되어 항력을 가함으로써 회전력이 발생되도록 하는 것이다. The drag blades are mounted on the
그런데 도 2에 도시된 항력블레이드(7)는 일 유입홀(a1)로 유입되어 항력을 발생시킨 바람이 타 유입홀(a2)로 배출되도록 하는데 타 유입홀(a2)로 배출되는 바람의 힘이 미미하여 미세바람의 항력을 효율적으로 이용하지 못할 수 있는 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 도 4에서 다른 실시 예의 항력블레이드(7a)를 제시하고 있다. However, the
본 실시 예의 항력블레이드(7a)는 바람이 유입되는 유입홀(711)에서 바람이 배출되는 배출홀(712)로 좁아드는 형상으로 곡면을 형성하는 한쌍의 곡관(71)이 부착되어 상호 유입홀(711)이 반대방향으로 노출되도록 구성되는 예를 제시하고 있다. The
도 4에서 보는 바와 같이 바람방향으로 대향하고 있는 일 곡관(71)에 있어 유입홀(711)로 바람(W1)이 유입되면 항력에 의해 도면상 시계방향의 회전력이 발생되며, 일 곡관(71)에서 배출홀(712)로 배출되는 바람(W1)의 경우 유입홀(711)로 유입된 바람(W1)은 곡관(71) 내부에서 유동하는데 배출홀(712) 방향으로 좁아드는 형상에 기해 압력이 높아지면서 속도가 저하되다가 배출홀(712) 외부로 배출되는 바람(W2)은 압력이 저하되면서 속도가 증가하여 강한 추진력이 발생되도록 하는 것이다. As shown in FIG. 4, when the wind W1 flows into the
즉 본 실시 예의 항력블레이드(7a)는 유입홀(711)로 유입되는 바람(W1)의 항력 및 배출홀(712)로 배출되는 바람(W2)의 속도증가에 의한 추진력에 의해 미세바람에도 회전력이 부과될 수 있도록 하는 것이다. In other words, the
도 3 및 도 4에 도시된 항력블레이드(7, 7a)는 상기에서 언급한 바와 같이 상기 회전축(42)에 선택적으로 장착이 되는 것으로 도면에 도시된 바는 없으나 다양한 공지기술에 의해 상기 회전축(42)에 착탈이 가능하도록 구성될 수 있다.As described above, the
한편 본 발명은 강풍 등에 의해 상기 로터부(5)의 회전 등에 의해 발생되는 진동을 상쇄하여 물리적 부하, 고장 등을 제어하는 구성을 제시하고 있는 바, 도 5에서 보는 바와 같이 상기 타워(2)를 구성함에 있어 상부타워(21)와 하부타워(22)로 구성되도록 하며, 상기 상부타워(21)와 하부타워(22) 사이에는 진동감쇄댐퍼(8)가 게재되도록 하는 예를 제시하고 있다. 5, the present invention provides a structure for controlling physical load, failure, and the like by canceling vibration generated by rotation of the
상기 진동감쇄댐퍼(8)는 상,하 플레이트(81,82)와, 상기 상,하 플레이트(81,82) 사이에 구성되며 강재플레이트와 고무플레이트가 교번으로 적층 형성되는 탄성층(83)과, 상기 상,하 플레이트(81,82)와 탄성층(83)을 관통하는 복수의 소성바(84)와, 상기 상,하 플레이트(81,82) 간에서 상기 탄성층(83)과 유격을 형성하는 제 2소성바(86)와, 상기 상, 하 플레이트(81,82)의 각 끝단에서 연장되며 상, 하 플레이트(81,82) 상호 간을 연결하는 곡선형의 연장부(87)와, 상기 연장부(87)에서 상호 대향하는 위치에 형성되는 복수의 통공(871) 및 상기 복수의 통공(871) 중 어느 일 통공(871)에 삽입되는 제 3소성바(872)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The vibration damping damper 8 includes an
상기 상,하부플레이트(81, 82)는 상기 소성바(84)보다는 강성이 있는 재질을 사용하여 진동하중이 크게 작용하여도 변형이 발생되지 않게 하는 것이 바람직하다. It is preferable that the upper and
상기 탄성층(83)은 도면에 도시된 바는 없으나 고무플레이트와 강재플레이트가 교번으로 적층 형성되며, 외곽부는 고무커버(85)로 둘러싼 형상으로 구성된다. 이렇게 상기 고무플레이트와 강재플레이트가 교번으로 적층형성 되도록 하는 것은 상기 탄성층(83)을 고무만으로 구성하는 경우 수직하중에 대해 좌굴이 발생되므로 고무플레이트 사이에 강재플레이트를 게재시킴으로써 수직 하중에 대해서도 안정성을 유지하면서도 진동발생시 고무의 탄성이 유지되도록 하여 어느 정도의 진동 에너지를 흡수하도록 하기 위한 것이다. The
즉 강풍 등에 있어 고무플레이트의 전단 변형을 통해 진동에너지를 흡수하면서 하부구조물로 진동에너지가 전달되는 것을 방지토록 하는 것이다. 이러한 기능을 배가시키는 구성으로 상기 고무커버(85)가 더 제시되는 것이다. In other words, the vibration energy is absorbed through the shear deformation of the rubber plate in the strong wind or the like, and the vibration energy is prevented from being transmitted to the lower structure. The
또한, 상기 탄성층(83)을 관통하도록 복수의 소성바(84)가 구성되는 바, 상기 소성바(84)는 납 등 소성 변형을 형성하는 재질로 구성됨이 타당하다. 이와 같이 구성된 상기 진동감쇄댐퍼(8)는 평상시 로터부(5)의 회전에 의한 상시 진동하중에 대해서는 상기 소성바(84)에 의해서 초기강성으로 저항하고, 상기 진동하중 즉 설계 진동하중 수준의 진동하중에 대해서는 상기 소성바(84)가 항복하여 고무플레이트에 의한 장주기화가 달성되도록 하여 진동 에너지의 유발을 줄이면서 상기 소성바(84)의 비선형거동으로 진동 에너지를 흡수하게 되는 것이다. A plurality of firing
또한 상기 진동감쇄댐퍼(8)에서는 최대진동하중에 대한 보완책으로서 상기 상,하 플레이트(81, 82) 간에는 상기 탄성층(83)과 유격을 형성하는 제 2소성바(86)가 구성되도록 한다. In the vibration damping damper 8, a
상기 제 2소성바(86)는 상,하 플레이트(81, 82) 중 일단은 일 플레이트에 고정이 된 반면, 타단은 타 플레이트에 형성된 장공(도면에 도시된 바 없음)에 삽입되는 구조로 구성되어, 일 플레이트에 횡방향 변위가 발생할 경우 타 플레이트에서는 장공 내에서 슬라이드 되도록 구성된다. 즉 상기 소성바(84)에는 소성변형이 발생하여 진동 에너지의 흡수와 상기 탄성층(83)의 전단변형이 발생된 상태이며, 그 다음으로 변형이 계속적으로 발생되어 상기 제 2소성바(86)가 상기 장공에서 슬라이드 되면서 각각의 제 2소성바(86)가 상기 장공의 끝단에 걸리게 되는 것이다. The
이에 진동하중에 의해 계속적인 변형이 발생되는 경우 상기 제 2소성바(86)에도 소성변형이 발생되어 진동에너지를 흡수하게 되는 것이다. 즉 최대진동하중에서도 소성바(84) 및 제 2소성바(86)의 단계적 소성변형에 기해 안정적인 거동이 가능하게 되는 것이다. If continuous deformation occurs due to the vibration load, plastic deformation occurs in the
또한 상기 진동감쇄댐퍼(8)에는 상기 상, 하 플레이트(81, 82)의 각 끝단에서 연장되며 상, 하 플레이트(81, 82) 상호 간을 연결하는 곡선형의 연장부(87)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 연장부(87)는 탄성변형에 의해 상기 탄성층(83)과 함께 상기 진동에너지의 경우 이를 완화시키도록 함과 동시에 상기 제 2소성바와 더불어 단계적인 소성변형이 이루어지도록 함으로써 보다 안정적인 거동을 도모하기 위한 것이다. The vibration damping damper 8 further includes a
이러한 연장부(87)가 더 구성됨에 의해 본 발명의 장치는 강풍에 의한 진동에너지 뿐만 아니라 지진이 발생되는 경우의 진동에너지의 경우도 이를 감쇄하도록 함으로써 견고한 거동이 가능하도록 하는 것이다. By further configuring the
즉, 상기 연장부(87)의 구성은 진동 에너지가 부여되는 경우 상기 소성바(84)의 소성변형과 탄성층(83)의 전단 변형 및 제 2소성바(86)의 소성변형에 앞서 상,하부플레이트(81, 82)의 횡변위에 따른 최초의 소성변형이 발생되도록 하는 구성으로, 상기 소성바(84)와 제 2소성바(86)에 비해 상대적으로 강성이 약한 소재를 사용함으로써 상기 소성바(84)와 제 2소성바(86)보다 먼저 진동하중에 의한 변형이 발생하도록 한다. That is, the configuration of the extended
뿐만 아니라, 각 연장부(87)에는 상호 대향하는 위치에 일정 간격을 따라 형성되는 복수의 통공(871)을 형성하도록 하고, 상기 복수의 통공(871) 중 어느 일 통공(871) 또는 하나 이상의 통공(871)에는 제 3소성바(872)가 삽입고정 되도록 할 수 있다. 이러한 제 3소성바(872)의 경우 상기 통공(871)의 삽입위치 및 갯수에 따라 상기 연장부(87)의 소성변형 시점을 결정하는 바, 진동감쇄댐퍼(8)의 최소 진동하중의 기준을 정할 수 있기 때문에 장소, 크기 등 다양한 변수에 의해 이를 선택적으로 조절할 수 있게 되는 것이다.A plurality of through
일 예로 설계에 있어 최소 진동하중이 낮을수록 상기 제 3소성바(872)는 상기 연장부(87)의 내측 즉 제 2소성바(86)와 가까운 측에 형성된 통공(871)에 삽입하여 상기 연장부(87)가 약한 지진하중에서도 소성변형이 발생할 수 있도록 하며, 이와 반대로 최소 진동하중이 높을수록 상기 제 3소성바(872)는 상기 연장부(87)의 외측에 형성된 통공(871)으로 삽입되도록 하는 것이다.The
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형풍력발전장치는 상기 로터부(5)의 회전에 의해 전기를 발생시키는 발전기(3)에 더하여 상기 발전기(3)로부터 발생된 전기를 적정용도로 가공하기 위한 가공부(31)가 구성되고, 상기 가공부(31)에서 전기를 가공하는 과정에서 발생될 수 있는 열화를 감지하기 위한 열화감지부(32)가 구성되며, 상기 열화감지부(32)로부터 감지된 열화에 대한 데이터를 수신하여 상기 가공부(31)를 제어토록 하는 제어부(33)가 구성되도록 하는 예를 도 6에서 제시한다. The small wind turbine generator according to an embodiment of the present invention includes a
상기 가공부(31)는 공지의 구성으로 인버터, 정류기, 축전기 등이 내재되고, 당연히 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부가 구성되는 바, 이러한 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부에서 작동중 열화가 발생될 수 있으며, 이러한 열화는 전체 시스템의 고장을 유발할 수 있어 상기 열화감지부(32)는 상기 가공부(31)의 적외선 감지를 통해 온도를 검출하며 이를 상기 제어부(33)로 제공하여 예방적으로 시스템을 차단토록 하는 것이다. As a matter of course, a cable connecting portion, a plurality of switches, or a terminal connecting portion is built in a known configuration, and an inverter, a rectifier, a capacitor, and the like are built in. In this cable connecting portion, The
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열화감지부(32)의 구성을 나타내는 블록도로, 본 실시 예에 상기 열화감지부(32)는 비접촉 IR(infrared) 센서 모듈(321), 메인 컨트롤러(main controller)(322), 임베디드 LCD 터치 패널(embedded LCD touch panel)(323) 및 광 파이버 접속부(324)를 포함하도록 구성될 수 있다.7 is a block diagram illustrating a configuration of a
이러함 열화감지부(32)는 상기 가공부(31)에 연결되는 구성으로, 상기 가공부(31)내의 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부 등의 열화로 인한 화재 등의 위험이 있는 부위에서 발생되는 적외선을 감지하게 되며, 상기 적외선 감지를 통하여 온도를 검출하며 이를 상기 제어부(33)로 제공함으로써 각 구성들의 화재나 열화로 인한 고장을 미연에 방지할 수 있도록 하는 것이다. The
여기서, 상기 열화감지부(32)는 도면에 도시한 바 없으나, 앞서 설명한 바와 같이 가공부(31)에 구비되는 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부에 대한 열화를 감지하기 위한 것으로, 수많은 비접촉 IR 센서 모듈(321)이 구비될 수 있는데 비접촉 IR 센서 모듈(321)의 배선을 4가닥이 아닌 2가닥으로 전원은 물론 온도 센싱값까지 수집하여 이하에서 설명하는 메인 컨트롤러(322)로 전달하도록 구성된다. As described above, the
온도는 주파수 변조하고 이를 전원 전압에 실어 쌍가닥 유선 라인으로 송신함으로써, 배선의 복잡도를 줄이고 그로 인한 노이즈를 줄여 정확한 온도의 송신이 가능해지는 이점이 있다.The temperature is frequency modulated and transmitted to the twin wire lines by putting it on the power supply voltage, which reduces the complexity of the wiring and reduces the noise, which makes it possible to transmit accurate temperature.
또한, 상기 비접촉 IR 센서 모듈(321)이 정확한 대상체의 적외선을 감지할 수 있도록 방향을 정확하게 설정하여 설치하여야 하는데, 그 정확한 대상체 부위를 비접촉 IR 센서 모듈(321)에서 가시광선 레이저를 조사하여 쉽게 확인하여 설치 가능하도록 구성된다.In addition, the non-contact
또한, 시간이 지남에 따라 그 방향이 틀어지게 되는데, 이 역시 관리상 육안으로 충분히 확인 가능하여 다시 방향을 설정할 수 있다. 좀 더 바람직하게는 피사체의 부위에 도면에 도시된 바는 없으나 수광부를 부착하여 레이저를 조사하고, 레이저가 조사되지 않으면 LED 점등이나 경보음 출력을 통해 실시간으로 사용자에게 알려주도록 구성될 수 있다.Also, as the time goes by, the direction is turned off, which can also be confirmed visually by management and can be set again. More preferably, it is not shown in the figure, but it may be configured to irradiate the laser with a light-receiving part attached thereto and notify the user in real time through LED lighting or alarm sound output if the laser is not irradiated.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열화감지부(32)에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the
먼저, 상기 열화감지부(32)의 비접촉 IR 센서 모듈(321)은 위치고정용 적색 가시광선 레이저 포인터(321-1), IR 센서(321-2), V-F 카운터(321-3) 및 전원 공급부(321-4)를 포함하여 구성될 수 있다.The non-contact
상기 비접촉 IR 센서 모듈(321)은 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부와 같이 열화나 화재의 취약 지점에 대한 적외선을 상시 감지하여 그 온도를 검출하도록 구성될 수 있다.The non-contact
그리고 상기 비접촉 IR 센서 모듈(321)은 검출된 온도를 주파수 변조하며 주파수 변조된 온도를 RS-485 방식으로 상기 메인 컨트롤러(322)로 송신하도록 구성될 수 있다.The non-contact
이때, 상기 비접촉 IR 센서 모듈(321)은 전원 전압에 그 온도 신호를 실어 송신하도록 구성될 수 있다. 이에, 기존처럼 전원용 2가닥 라인과 온도 정보에 대한 신호용 2가닥 라인으로 총 4가닥 라인을 구성할 필요없이 2가닥 라인만으로 가능해진다. 이에 따라 별도의 모뎀을 설치하지 않고서도 다수의 센서에 연결된 배선의 복잡성을 줄임으로써, 그에 따른 노이즈를 감소시키는 이점이 발생하게 된다.At this time, the non-contact
한편, 상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터(321-1)는 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부 등의 적외선을 감지할 수 있도록 하기 위해 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부 등의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the position-correcting red visible ray laser pointer 321-1 is used for detecting a cable connecting portion, a plurality of switches, a terminal connecting portion, And can be configured to accurately aim and scan the laser signal.
이에 의해, 관리자는 그 설치 시에 정확한 감지 방향을 조준하게 할 수 있다. This allows the manager to aim at the correct sensing direction at the time of installation.
또한, 차후 시간이 지나 그 방향이나 초점 거리가 틀어지는 것을 쉽게 확인하고 수정할 수도 있다.It is also possible to easily confirm and correct that the direction or focal distance is changed after the time elapses.
상기 IR 센서(321-2)는 상기 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선을 감지하도록 구성되는 것으로, 그 레이저 신호의 방향과 동일한 방향과 초점을 향하도록 구성될 수 있다.The IR sensor 321-2 is configured to detect the infrared rays of the cable connection part, the various switch parts or the terminal connection part, and can be configured to face the same direction and focus as the direction of the laser signal.
상기 V-F 카운터(321-3)는 상기 IR 센서(321-2)에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 즉, 기존과 달리 주파수 변조를 실시한다. 또한, 상기 V-F 카운터(321-3)는 그 아날로그 신호를 상기 전원 공급부(321-4)의 전원 전압에 실어 쌍가닥 유선 라인을 통해 메인 컨트롤러(322)로 송신하도록 구성될 수 있다.The V-F counter 321-3 may be configured to generate an analog signal having a frequency proportional to the temperature of the infrared ray sensed by the IR sensor 321-2. That is, frequency modulation is performed unlike the conventional method. The V-F counter 321-3 may be configured to transmit the analog signal to the
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열화감지부(32)의 온도 검출 알고리즘에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the temperature detection algorithm of the
상기 비접촉 IR 온도 센서 모듈(321)은 먼저 IR 센서(321-2)의 I/F 포트를 통해 더미 데이터(dummy data)를 쓰고 읽어 자기 진단을 하는데 IR 센서(321-2)의 사양에서 보증하는 보정 값을 일정 주기마다 리로드(reload)하여 IR 센서(321-2)의 값을 보정한다. 이때, 주위의 온도는 IR 센서(321-2)로부터 주위 온도를 검출하고 ADC 포트를 통해 온도 값을 읽는다.The non-contact IR
상기 비접촉 IR 온도 센서 모듈(321)은 안티-앨리어싱(anti-aliasing)을 고려한 저대역 필터(LPF)를 이용하여 상기 감지된 적외선의 아날로그 신호를 필터링하고, 필터링된 아날로그 신호를 FIR 필터를 이용하여 디지털 신호로 샘플링하고, 샘플링된 디지털 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 디지털 신호의 크기 및 주파수를 산출하여 온도를 검출하도록 구성될 수 있다.The non-contact IR
여기서, 저대역 필터는 ADC 샘플링한 신호를 왜곡시키지 않으며, 안티-앨리어싱의 효과를 극대화하기 위해 ADC 입력단에 아날로그의 저대역 필터를 부착한다.Here, the low-pass filter does not distort the ADC sampled signal and attaches an analog low-pass filter to the ADC input to maximize the anti-aliasing effect.
한편, FIR 필터는 아날로그의 저대역 필터를 거쳐서 입력된 신호를 디지털의 FIR 필터의 구동 함수를 적용하여 IR 센서(321-2)의 주파수 영역인 1-100 kHz 대역만 통과시키도록 구성된다.On the other hand, the FIR filter is configured to pass only the 1-100 kHz band, which is the frequency range of the IR sensor 321-2, by applying the driving function of the digital FIR filter through the analog low-pass filter.
여기서 FIR 함수는 필터 입력으로 한한 길이의 신호를 입력할 수 없으므로 유한한 길이의 입력 128차까지의 데이터만 입력하여 계산하도록 구성된다. 이로 인한 신호의 불연속을 제거하기 위하여 신호 양끝을 "0"으로 줄어들게 만들어야 하므로 해밍 윈도우잉 함수(Hamming Windowing Function)를 적용하여 FIR 필터를 구현한다.Here, since the FIR function can not input a signal of a limited length as a filter input, it is configured to calculate only input data up to a 128th input having a finite length. In order to eliminate the discontinuity of the signal due to this, both ends of the signal should be reduced to "0 ", so that the FIR filter is implemented by applying a Hamming Windowing Function.
즉, FIR 필터의 함수는 다음의 수학식 1과 같다.That is, the function of the FIR filter is expressed by
여기서, 입력 데이터는 128 비트이므로 M이 128이고, x[n]은 저대역 필터(LPF)를 통해 ADC 포트로 입력되는 임의의 온도 신호이고, y[n]은 FIR 필터를 통과한 10 kHz 대의 온도 신호로 구성될 수 있다.Here, since the input data is 128 bits, M is 128, x [n] is an arbitrary temperature signal input to the ADC port through the low-pass filter (LPF), and y [n] Temperature signal.
여기서, 필터 계수 bk를 구하여 위 수학식 1에 대입하고 함수의 출력을 산출한다.Here, the filter coefficient bk is obtained, substituted into the above equation (1), and the output of the function is calculated.
함수의 출력을 산출하는 프로세스에 대해 잠시 설명한다.The process of calculating the output of the function will be briefly described.
y(n)은 다음 수학식 2와 같이 전개될 수 있다.y (n) can be expanded as shown in Equation (2).
여기서, y(n)은 인덱스 n에서 FIR 필터의 출력 샘플이고, x(n)은 인덱스 n에서의 FIR 필터의 입력 샘플이다.Where y (n) is the output sample of the FIR filter at index n, and x (n) is the input sample of the FIR filter at index n.
전달 함수(transfer function)는 다음 수학식 3과 같이 전개된다.The transfer function is developed as shown in the following equation (3).
도 8을 참조하면, H(0), H(1), H(2), … , H(N)은 필터 계수이고, x(n-1), x(n-2), …, x(n-N)은 필터 상태이고, x(n)은 필터 입력이고, y(n)은 필터 출력이다. 필터 출력을 도출해 내기 위해서는 필터 계수인 H(0)-H(128-1)까지 구해야 한다.Referring to FIG. 8, H (0), H (1), H (2), ... , H (N) is a filter coefficient, and x (n-1), x (n-2), ... , x (n-N) is the filter state, x (n) is the filter input, and y (n) is the filter output. In order to derive the filter output, the filter coefficient H (0) -H (128-1) must be obtained.
한편, 입력 신호의 속성을 알아내 기 위해서는 FFT 연산을 통해 신호의 크기와 주파수를 산출해 낸다.On the other hand, in order to determine the attribute of the input signal, the magnitude and frequency of the signal are calculated through the FFT operation.
이러한 FFT 연산을 수행하는 함수로는 신호를 복원하여 다시 아날로그 신호로 출력하는 시스템이 아니므로 연산 속도의 성능을 향상하기 위해서는 실수 부분(real part)만 연산하도록 하는 실수 FFT 모듈(real FFT module)을 사용한다.In order to improve the performance of the computation speed, a real FFT module (real FFT module) is used to perform only the real part operation. use.
이에 필요한 FFT 함수는 다음 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.The necessary FFT function can be expressed by the following Equation (4).
여기서, k는 0부터 N-1이고, 은 트위들 팩터(twiddle factor)로서 복소수 연산으로 진행되며 이 부분의 N 포인트가 FFT 연산의 정확도를 좌우하는 요소가 된다.Where k is from 0 to N-1, Is a twiddle factor, which is a complex number operation, and N points of this portion are factors that determine the accuracy of the FFT operation.
이 N 포인트가 크면 클수록 연산 결과가 정확해지나 연산 속도가 문제가 될 수 있게 되므로, 이 값을 적절히 선정하도록 구성된다. 여기서는 N을 128 포인트로 정의하여 신호 파형에 해밍 128 윈도우(Hamming 128 Window)를 적용하여 FFT 연산을 수행하도록 구성된다.The larger the N-point, the more accurate the calculation result becomes, but the calculation speed becomes a problem. Therefore, this value is appropriately selected. In this case, N is defined as 128 points, and a Hamming 128 window is applied to a signal waveform to perform an FFT operation.
이에 앞서, FFT 연산을 위한 데이터를 수집하도록 구성된다. FFT 연산에 필요한 데이터로는 FIR 필터 출력 데이터로서 Filter_Out[ADC_cnt] Array Buffer의 값, 해밍 128 윈도우(Hamming 128 Window)값인 해밍 129 어레이(HAMMING 128 Array) 값, FFT 크기 세이브 버퍼 포인터(FFT Magnitude Save Buffer Pointer), FFT 연산용 버퍼 포인터, 버퍼 길이(BUFFER_LENGTH)는 512 워드(word)로 한다. 이 연산의 결과로 도출되는 것은 검출 신호의 피크 크기(Peak Magnitude)와 피크 주파수(Peak Frequency) 등이다.Prior to this, it is configured to collect data for an FFT operation. The data required for the FFT operation includes the value of the Filter_Out [ADC_cnt] Array Buffer as the FIR filter output data, the value of the Hamming 128 Array (Hamming 128 Array), the FFT Magnitude Save Buffer Pointer), a buffer pointer for FFT operation, and a buffer length (BUFFER_LENGTH) of 512 words. The results of this calculation are the peak magnitude and the peak frequency of the detection signal.
상기 전원 공급부(321-4)는 상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터(321-1), IR 센서(321-2) 및 V-F 카운터(321-3)로 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.The power supply unit 321-4 may be configured to supply power to the position-correcting red visible light laser pointer 321-1, the IR sensor 321-2, and the V-F counter 321-3.
한편 상기 메인 컨트롤러(322)는 상술한 비접촉 IR 센서 모듈(321)에서 주파수 변조된 온도 데이터를 쌍가닥 유선 라인을 통해 RS-485 통신 방식으로 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 메인 컨트롤러(322)는 상기 열화감지부(32) 내부에 일체로 구성되는 것이거나 독립적으로 구비되어 상기 비접촉 IR 센서 모듈(321)과 통신할 수 있다.Meanwhile, the
상기 메인 컨트롤러(322)는 그 수신된 온도 데이터를 무선 통신 방식 또는 RS-485 방식으로 외부에 설치된 임베디드 LCD 터치 패널(323)로 송신하도록 구성될 수 있다.The
상기 메인 컨트롤러(322)는 앞서 수신된 온도를 주파수 복조하고, 그 복조된 온도가 미리 정해진 허용 온도 범위 내인지 판단하고, 그 단위 시간당 온도 변화 기울기가 소정 기준치 이내인지 여부도 판단하도록 구성될 수 있다.The
그리고 상기 메인 컨트롤러(322)는 그 판단 결과 허용 온도 범위를 벗어나거나 단위 시간당 온도 변화 기울기보다 큰 경우 차단 신호를 생성하여 상기 제어부(33)로 차단 신호를 전송하도록 하여 상기 제어부(33)가 상기 가공부(31)로 전원이 실시간 차단되도록 하는 제어 신호를 송출함으로써 회로 등의 과열로 인한 화재 발생을 미연에 방지할 수도 있다.The
상기 임베디드 LCD 터치 패널(323)은 상기 메인 컨트롤러(322)로부터 온도 데이터를 수신하여 디스플레이함으로써 관리자가 언제든지 확인 가능하도록 구성될 수 있다. 정확하게 어느 부위가 열화되는지 파악 가능하도록 구성될 수 있다.The embedded
또한, 임베디드 LCD 터치 패널(323)은 메뉴 인터페이스를 통해 입력되는 관리자의 명령에 따라 메인 컨트롤러(322)를 동작 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, the embedded
한편, 상기 광 파이버 접속부(324)는 상기 메인 컨트롤러(322)에서 수신된 온도 및 메인 컨트롤러(322)의 판단 결과에 따른 차단 신호를 외부의 제어부(33)로 송신하도록 구성될 수 있다.The optical
도면에 도시된 바는 없으나 각각의 소형풍력발전장치(1)의 각각의 열화감지부(32)와 연결되도록 제어부(33)가 구성되는 경우 상기 제어부(33)는 각각의 열화감지부(32)로부터 차단 신호는 물론 각각의 가공부(31)의 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부에 대한 온도 정보를 수신하고 이를 저장하게 된다.Although not shown in the drawing, when the
이러한 제어부(33)는 저장된 온도 정보를 전달받고, 저장된 온도로부터 열화 추이를 분석할 수 있을뿐더러 각 구성들에 대한 열화 변화에 따른 이상 유무를 판단하도록 하며, 이와 같은 정보 역시 상기 임베디드 LCD 터치 패널(323) 또는 도면에 도시된 바는 없으나 자체적으로 구비되는 모니터을 통해 시각적으로 디스플레이하여 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 한다. The
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
While the present invention has been described with reference to the particular embodiments and drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and changes may be made.
1 : 소형풍력발전장치 2 : 타워
3 : 발전기 4 : 회전부
5 : 로터부 6 : 처짐방지대
7 : 항력블레이드 8 : 진동감쇄댐퍼1: Small Wind Power Generator 2: Tower
3: generator 4:
5: rotor part 6: anti-sag
7: drag blade 8: vibration damping damper
Claims (8)
상기 타워의 상단에 형성되는 발전기;
상기 발전기와 상부로 연결되며 하단에 회전판과 상기 회전판에 돌출형성 되는 회전축으로 구성된 회전부;
상기 회전판에 대칭의 경사구배가 형성된 지지대와 상기 지지대에 부착되는 블레이드로 구성된 복수의 로터부; 및
상기 회전축의 상단과 상기 블레이드를 연결하는 처짐방지대;를 포함하되,
상기 회전축에는 양단부에 반대방향으로 유입홀이 형성되는 항력블레이드가 장착되며,
상기 항력블레이드는,
바람이 유입되는 유입홀에서 배출홀로 좁아드는 형상으로 곡면을 형성하는 한쌍의 곡관이 부착되어 상호 유입홀이 반대방향으로 노출되도록 구성됨을 특징으로 하는 소형 풍력발전장치.
tower;
A generator formed at an upper end of the tower;
A rotary part connected to the generator at an upper portion thereof and including a rotary plate at a lower end and a rotary shaft protruding from the rotary plate;
A plurality of rotor portions formed of a support having a sloping gradient symmetrical to the rotation plate and a blade attached to the support; And
And a sag preventing bar connecting the upper end of the rotating shaft and the blade,
Wherein the rotary shaft is equipped with a drag blade having an inlet hole formed in an opposite direction to both ends thereof,
The drag blade
Wherein a pair of curved surfaces forming a curved surface are formed so as to be narrowed from the inflow hole into which the wind is introduced to the discharge hole so that the inflow holes are exposed in opposite directions.
상기 타워는,
상부타워와 하부타워로 구성되며, 상기 상부타워와 하부타워 사이에는 진동감쇄댐퍼가 게재되되,
상기 진동감쇄댐퍼는,
상,하 플레이트와, 상기 상,하 플레이트 사이에 구성되며 강재플레이트와 고무플레이트가 교번으로 적층 형성되는 탄성층과, 상기 상,하 플레이트와 탄성층을 관통하는 복수의 소성바와, 상기 상,하 플레이트 간에서 상기 탄성층과 유격을 형성하는 제 2소성바와, 상기 상, 하 플레이트의 각 끝단에서 연장되며 상, 하 플레이트 상호 간을 연결하는 곡선형의 연장부와, 상기 연장부에서 상호 대향하는 위치에 형성되는 복수의 통공 및 상기 복수의 통공 중 어느 일 통공에 삽입되는 제 3소성바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 풍력발전장치.
The method according to claim 1,
The tower,
A vibration damping damper is disposed between the upper tower and the lower tower,
Wherein the vibration damping damper comprises:
An elastic layer formed between the upper plate and the lower plate and formed by alternately stacking a steel plate and a rubber plate; a plurality of firing bars passing through the upper and lower plates and the elastic layer; A second firing bar that forms a clearance with the elastic layer between the plates, a curved extension portion extending from each end of the upper and the lower plates and connecting upper and lower plates, And a third firing bar inserted into any one of the plurality of through holes.
상기 발전기에서 생산된 전기를 가공하는 가공부와, 상기 가공부의 적외선 감지를 통해 온도를 검출하는 열화감지부와, 상기 열화감지부를 통해 검출된 온도를 전달받아 상기 가공부를 제어하는 제어부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 소형 풍력발전장치.
The method according to claim 1,
And a control unit for controlling the processing unit by receiving the detected temperature through the deterioration sensing unit, wherein the control unit controls the temperature of the processing unit, Wherein the wind turbine generator is a wind turbine generator.
상기 열화감지부는,
가공부의 적외선을 감지하여 온도를 검출하고, 검출된 온도를 주파수 변조하여 RS-485 방식으로 송신하는 비접촉 IR(infrared) 센서 모듈;
상기 비접촉 IR 센서 모듈에서 주파수 변조된 온도를 쌍가닥 유선 라인을 통해 RS-485 통신 방식으로 수신하고, 수신된 온도를 무선 통신 방식 또는 RS-485 방식으로 송신하며, 상기 수신된 온도를 복조하고 복조된 온도가 허용 온도 범위 내 여부 및 단위 시간당 온도 변화 기울기가 소정 기준치 이내인지 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 허용 온도 범위를 벗어나거나 상기 단위 시간당 온도 변화 기울기보다 큰 경우 차단 신호를 생성하여 이를 상기 제어부로 제공하는 메인컨트롤러;
상기 메인컨트롤러로부터 온도를 수신하여 디스플레이하고, 메뉴 인터페이스를 통해 입력되는 사용자의 명령에 따라 상기 메인컨트롤러를 동작 제어하는 임베디드 LCD 터치 패널(embedded LCD touch panel); 및
상기 메인컨트롤러에서 수신된 온도 및 상기 메인컨트롤러의 차단신호를 상기 제어부로 송신하기 위한 광 파이버 접속부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 풍력발전장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the deterioration sensing unit comprises:
A non-contact infrared (IR) sensor module for sensing the temperature of the processed part by detecting infrared rays, frequency-modulating the detected temperature, and transmitting the sensed temperature by the RS-485 method;
Modulated temperature in the non-contact IR sensor module via a twisted wire line in an RS-485 communication manner, transmits the received temperature in a wireless communication method or an RS-485 method, demodulates the received temperature, And determines whether the temperature is within the allowable temperature range and whether the temperature change slope per unit time is within a predetermined reference value. If it is determined that the temperature change is within the allowable temperature range or is greater than the temperature change slope per unit time, A main controller provided with;
An embedded LCD touch panel for receiving and displaying temperature from the main controller and controlling operation of the main controller according to a user command input through the menu interface; And
And an optical fiber connection unit for transmitting the temperature received by the main controller and the shutoff signal of the main controller to the control unit.
상기 비접촉 IR 센서 모듈은,
상기 가공부의 적외선을 감지할 수 있도록 하기 위해 상기 가공부 내의 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 표적에 대해 레이저 신호를 주사하는 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터와, 상기 케이블 접속부, 다종의 개폐기 또는 단자 접속부의 적외선을 감지하는 IR 센서와, 상기 IR 센서에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하고 생성된 아날로그 신호를 전원 전압에 실어 상기 쌍가닥 유선 라인을 통해 상기 메인컨트롤러로 송신하는 V-F 카운터(voltage-frequency counter)와, 상기 위치교정용 적색 가시광선 레이저 포인터, 상기 IR 센서 및 상기 V-F 카운터로 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 풍력발전장치.
The method according to claim 6,
The non-contact IR sensor module includes:
A position correcting red visible ray laser pointer for scanning a target of a cable connecting portion, a plurality of switches or terminal connecting portions in the processing portion so as to be able to detect infrared rays of the processing portion; An infrared sensor for sensing an infrared ray of the terminal connection portion, and an analog signal of a frequency proportional to a temperature according to the infrared ray sensed by the IR sensor, and transmitting the generated analog signal to a power source voltage, A voltage-frequency counter for transmitting to the controller; and a power supply for supplying power to the position-correcting red visible light laser pointer, the IR sensor, and the VF counter.
상기 비접촉 IR 센서 모듈은,
안티-앨리어싱(anti-aliasing)을 고려한 저대역 필터(LPF)를 이용하여 감지된 적외선의 아날로그 신호를 필터링하고, 필터링된 아날로그 신호를 FIR 필터를 이용하여 디지털 신호로 샘플링하고, 샘플링된 디지털 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 디지털 신호의 크기 및 주파수를 산출하여 온도를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 풍력발전장치. The method according to claim 6,
The non-contact IR sensor module includes:
A method for filtering an analog signal of an infrared ray detected using an anti-aliasing low-pass filter (LPF), sampling the filtered analog signal using a FIR filter as a digital signal, Wherein the controller is configured to perform FFT (Fast Fourier Transform) operation to calculate the magnitude and frequency of the digital signal to detect the temperature.
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