1 |
1
서로 다른 방향으로 배치되는 3쌍의 초음파 송수신기를 포함하고, 회전축을 중심으로 회전하는 회전체에 설치되어 상기 회전축을 중심으로 상기 회전체와 함께 회전하는 초음파 센서부;상기 초음파 센서부가 감지하는 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 출력하는 신호 처리부; 및상기 회전체의 회전각(φ)을 이용하여 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 고정 좌표계(X, Y, Z) 상의 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하여 출력하는 좌표 변환부를 포함하고,상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)은 상기 초음파 센서부의 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs) 상에서 정의되고,상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축은 상기 회전축과 동일한 방향이고, 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축, Y축 및 Z축은 서로 수직한 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
2 |
2
서로 다른 방향으로 배치되는 3쌍의 초음파 송수신기를 포함하고, 회전축을 중심으로 회전하는 회전체에 설치되어 상기 회전축을 중심으로 상기 회전체와 함께 회전하는 초음파 센서부;상기 초음파 센서부가 감지하는 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 출력하는 신호 처리부; 및상기 회전체의 회전각(φ)을 이용하여 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 고정 좌표계(X, Y, Z) 상의 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하여 출력하는 좌표 변환부; 및상기 회전체와 함께 회전하는 중력 센서를 이용하여 상기 회전체의 회전각(φ)을 감지하고 상기 회전각(φ)을 상기 좌표 변환부에 출력하는 회전각 감지부를 포함하는 3차원 초음파 풍속계
|
3 |
3
제1 항에 있어서,상기 좌표 변환부는 상기 회전체를 포함하는 외부 장치로부터 상기 회전체의 회전각(φ)에 관한 정보를 실시간으로 수신하는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
4 |
4
삭제
|
5 |
5
제1 항에 있어서,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Xs축이 상기 회전축 상에 배치되도록 상기 초음파 센서부가 상기 회전축 상에 정렬된 경우,상기 좌표 변환부는 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws) 및 상기 회전각(φ)을 기초로 U = UsV = Vs cos(φ) - Ws sin(φ)W = Vs sin(φ) + Ws cos(φ)와 같이 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)을 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
6 |
6
제1 항에 있어서,상기 좌표 변환부는,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs) 상의 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 회전 좌표계(X', Y', Z') 상의 3차원 회전 풍속(U', V', W')로 변환하는 제1 좌표 변환부; 및상기 회전 좌표계(X', Y', Z') 상의 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W')을 상기 고정 좌표계(X, Y, Z) 상의 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하여 출력하는 제2 좌표 변환부를 포함하고,상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 X'축은 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축과 평행하고, 상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 Y'축과 Z'축은 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 Y축과 Z축으로부터 각각 상기 회전각(φ)만큼 회전된 축들인 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
7 |
7
제6 항에 있어서,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Xs축이 상기 회전축으로부터 이격 거리(R)만큼 이격각(δ)으로 이격하도록 상기 초음파 센서부가 상기 회전체 상에 설치되고, 상기 회전체가 상기 회전축을 중심으로 각속도(ω)로 회전하는 경우,상기 제1 좌표 변환부는 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws) 및 상기 이격각(δ)을 기초로 U' = UsV' = Vs - Rω sin(δ)W' = Ws + Rω cos(δ)와 같이 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W')을 산출하고,상기 이격각(δ)은 상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Ys축을 기준으로 Zs축을 향하는 각도로 정의되는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
8 |
8
제7 항에 있어서,상기 제1 좌표 변환부는 상기 회전체의 회전각(φ)을 기초로 상기 각속도(ω)를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
9 |
9
제7 항에 있어서,상기 이격 거리(R)는 무풍 상태에서 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)의 크기를 상기 각속도(ω)로 나눔으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
10 |
10
제7 항에 있어서,상기 이격각(δ)은 무풍 상태에서 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 기초로 tan-1(-Vs/Ws)와 같이 산출되는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
11 |
11
제7 항에 있어서,상기 제2 좌표 변환부는 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W') 및 상기 회전각(φ)을 기초로 U = U'V = V' cos(φ) - W' sin(φ)W = V' sin(φ) + W' cos(φ)와 같이 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)을 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
12 |
12
제1 항에 있어서,상기 좌표 변환부는,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs) 상의 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'') 상의 3차원 오프셋 풍속(U'', V'', W'')로 변환하는 제1 좌표 변환부;상기 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'') 상의 상기 3차원 오프셋 풍속(U'', V'', W'')을 회전 좌표계(X', Y', Z') 상의 3차원 회전 풍속(U', V', W')로 변환하는 제2 좌표 변환부; 및상기 회전 좌표계(X', Y', Z') 상의 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W')을 상기 고정 좌표계(X, Y, Z) 상의 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하여 출력하는 제3 좌표 변환부를 포함하고,상기 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'')의 X''축은 상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 X'축으로부터 이격 거리(R)만큼 이격각(δ)으로 이격한 축이고, 상기 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'')의 Y''축 및 Z''축은 각각 상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 Y'축과 Z'축과 평행한 축들이며,상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 X'축은 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축과 평행하고, 상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 Y'축과 Z'축은 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 Y축과 Z축으로부터 각각 상기 회전각(φ)만큼 회전된 축들인 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
13 |
13
제12 항에 있어서,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)가 상기 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'')의 제1 축(X''축)을 기준으로 제1 오프셋 각도(θx)만큼 회전한 좌표계의 제2 축을 기준으로 제2 오프셋 각도(θy)만큼 회전한 좌표계의 제3 축을 기준으로 제3 오프셋 각도(θz)만큼 회전한 좌표계와 동일하도록 상기 초음파 센서부가 상기 회전체 상에 설치되고, 상기 회전체가 상기 회전축을 중심으로 각속도(ω)로 회전하는 경우,상기 제1 좌표 변환부는 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws) 및 상기 제1 내지 제3 오프셋 각도(θx, θy, θz)를 기초로 와 같이 상기 3차원 오프셋 풍속(U'', V'', W'')을 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
14 |
14
제13 항에 있어서,제1 내지 제3 오프셋 각도(θx, θy, θz)는 무풍 상태에서 측정된 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws), 이격 거리(R), 각속도(ω), 및 이격각(δ)를 기초로에 따라 산출되고,상기 이격각(δ)은 상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Ys축을 기준으로 Zs축을 향하는 각도로 정의되는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
15 |
15
제12 항에 있어서,상기 제2 좌표 변환부는 상기 3차원 오프셋 풍속(U'', V'', W'') 및 상기 이격각(δ)을 기초로 U' = U''V' = V'' - Rω sin(δ)W' = W'' + Rω cos(δ)와 같이 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W')을 산출하고,상기 제3 좌표 변환부는 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W') 및 상기 회전각(φ)을 기초로 U = U'V = V' cos(φ) - W' sin(φ)W = V' sin(φ) + W' cos(φ)와 같이 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)을 산출하며,상기 이격각(δ)은 상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Ys축을 기준으로 Zs축을 향하는 각도로 정의되는 것을 특징으로 하는 3차원 초음파 풍속계
|
16 |
16
회전축을 중심으로 회전하는 회전체에 설치되어 상기 회전축을 중심으로 상기 회전체와 함께 회전하는 3차원 초음파 풍속계가 감지하는 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs) 상의 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 수신하는 단계;상기 회전체의 회전각(φ)을 수신하는 단계; 및상기 회전각(φ)을 이용하여, 상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs) 상의 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 고정 좌표계(X, Y, Z) 상의 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하는 단계를 포함하고,상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축은 상기 회전축과 동일한 방향이고, 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축, Y축 및 Z축은 서로 수직한 것을 특징으로 하는 3차원 풍속 측정 방법
|
17 |
17
삭제
|
18 |
18
제16 항에 있어서,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Xs축이 상기 회전축 상에 위치하는 경우,상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하는 단계에서,상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)는 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws) 및 상기 회전각(φ)을 기초로 U = UsV = Vs cos(φ) - Ws sin(φ)W = Vs sin(φ) + Ws cos(φ)와 같이 산출되는 것을 특징으로 하는 3차원 풍속 측정 방법
|
19 |
19
제16 항에 있어서,상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하는 단계는,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs) 상의 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 회전 좌표계(X', Y', Z') 상의 3차원 회전 풍속(U', V', W')로 변환하는 단계; 및상기 회전 좌표계(X', Y', Z') 상의 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W')을 상기 고정 좌표계(X, Y, Z) 상의 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하는 단계를 포함하고,상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 X'축은 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축과 평행하고, 상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 Y'축과 Z'축은 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 Y축과 Z축으로부터 각각 상기 회전각(φ)만큼 회전된 축들인 것을 특징으로 하는 3차원 풍속 측정 방법
|
20 |
20
제19 항에 있어서,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Xs축이 상기 회전축으로부터 이격 거리(R)만큼 이격각(δ)으로 이격하고, 상기 회전체가 상기 회전축을 중심으로 각속도(ω)로 회전하는 경우,상기 3차원 회전 풍속(U', V', W')은 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws) 및 상기 이격각(δ)을 기초로 U'=UsV'=Vs - Rω sin(δ)W'=Ws + Rω cos(δ)와 같이 산출되고,상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)는 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W') 및 상기 회전각(φ)을 기초로 U=U'V=V' cos(φ) - W' sin(φ)W=V' sin(φ) + W' cos(φ)와 같이 산출되고, 상기 이격각(δ)은 상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Ys축을 기준으로 Zs축을 향하는 각도로 정의되는 것을 특징으로 하는 3차원 풍속 측정 방법
|
21 |
21
제16 항에 있어서,상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하는 단계는,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs) 상의 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'') 상의 3차원 오프셋 풍속(U'', V'', W'')로 변환하는 단계;상기 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'') 상의 상기 3차원 오프셋 풍속(U'', V'', W'')을 회전 좌표계(X', Y', Z') 상의 3차원 회전 풍속(U', V', W')로 변환하는 단계; 및상기 회전 좌표계(X', Y', Z') 상의 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W')을 상기 고정 좌표계(X, Y, Z) 상의 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하는 단계를 포함하고,상기 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'')의 X''축은 상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 X'축으로부터 이격 거리(R)만큼 이격각(δ)으로 이격한 축이고, 상기 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'')의 Y''축 및 Z''축은 각각 상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 Y'축과 Z'축과 평행한 축들이며,상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 X'축은 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축과 평행하고, 상기 회전 좌표계(X', Y', Z')의 Y'축과 Z'축은 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 Y축과 Z축을 각각 상기 회전각(φ)만큼 회전시킨 축들인 것을 특징으로 하는 3차원 풍속 측정 방법
|
22 |
22
제21 항에 있어서,상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)가 상기 오프셋 좌표계(X'', Y'', Z'')의 제1 축(X''축)을 기준으로 제1 오프셋 각도(θx)만큼 회전한 좌표계의 제2 축을 기준으로 제2 오프셋 각도(θy)만큼 회전한 좌표계의 제3 축을 기준으로 제3 오프셋 각도(θz)만큼 회전한 좌표계와 동일하고, 상기 회전체가 상기 회전축을 중심으로 각속도(ω)로 회전하는 경우,상기 3차원 오프셋 풍속(U'', V'', W'')는 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws) 및 상기 제1 내지 제3 오프셋 각도(θx, θy, θz)를 기초로 와 같이 산출되고,상기 3차원 회전 풍속(U', V', W')은 상기 3차원 오프셋 풍속(U'', V'', W'') 및 상기 이격각(δ)을 기초로 U' = U''V' = V'' - Rω sin(δ)W' = W'' + Rω cos(δ)와 같이 산출되고,3차원 고정 풍속(U, V, W)은 상기 3차원 회전 풍속(U', V', W') 및 상기 회전각(φ)을 기초로 U = U'V = V' cos(φ) - W' sin(φ)W = V' sin(φ) + W' cos(φ)와 같이 산출되고, 상기 이격각(δ)은 상기 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs)의 Ys축을 기준으로 Zs축을 향하는 각도로 정의되는 것을 특징으로 하는 3차원 풍속 측정 방법
|
23 |
23
회전축을 따라 회전하는 허브;상기 허브에 설치되어 풍력에 의해 상기 허브를 회전시키는 회전 블레이드들;상기 허브의 회전에 의해 전기를 생성하는 나셀;고정 좌표계(X, Y, Z) 상의 3차원 고정 풍속(U, V, W)을 출력하는 3차원 초음파 풍속계; 및상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)을 이용하여 상기 회전 블레이드들의 피치각과 상기 회전축의 요각 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함하며,상기 3차원 초음파 풍속계는,서로 다른 방향으로 배치되는 3쌍의 초음파 송수신기를 포함하고, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 상기 허브의 노즈콘에 설치되어 상기 회전축을 중심으로 상기 허브와 함께 회전하는 초음파 센서부;상기 초음파 센서부가 감지하는 감지 좌표계(Xs, Vs, Ws) 상의 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 출력하는 신호 처리부; 및상기 허브의 회전각(φ)을 이용하여 상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)을 상기 3차원 고정 풍속(U, V, W)으로 변환하여 출력하는 좌표 변환부를 포함하고,상기 3차원 감지 풍속(Us, Vs, Ws)은 상기 초음파 센서부의 감지 좌표계(Xs, Ys, Zs) 상에서 정의되며,상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축은 상기 회전축과 동일한 방향이고, 상기 고정 좌표계(X, Y, Z)의 X축, Y축 및 Z축은 서로 수직한 것을 특징으로 하는 풍력 터빈
|