风力发电系统

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种风力发电系统。

背景技术

目前，风力发电系统所采用的发电机组主要包括永磁直驱、半直驱式和双馈式风力发电机组。然而，风速的多变性导致桨叶的转速的波动，进而引起发电机所发出的电能的电压和频率的波动。风力发电系统的电流与电网并网时需要与电网的电压值、频率和相位差保持一致。然而，风速的多变形导致桨叶的转速的不稳定，进而引起发电机所发出的电能的电压和频率的波动。

目前绝大多数的交流发电机组利用并网逆变器来控制电流的频率、幅值、相位，以实现风力发电系统电流的并网，但是，作为关键子系统之一，逆变器的使用明显增加了系统的复杂程度，为设备维护带来一定的困难。同时逆变器也存在一些明显的缺点：(1)并网逆变器工作频率较高，系统的电磁兼容性(EMC)比较难设计，系统功率器件偏多，抗冲击性能较差，系统的整体效率偏低；(2)体积和重量大；(3)全功率变换装置，对电力电子器件的耐压和电流等级的要求很高，成本高；(4)有大量的谐波干扰；(5)开关管采用的IGBT基本进口，且价格昂贵。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种可以直接上网的风力发电系统。

本发明实施例的风力发电系统包括风轮组件、永磁无级变速器、发电机和控制器组件，所述风轮组件用于将风能转换为机械能，所述风轮组件的输出端与所述永磁无级变速器的输入端相连，所述永磁无级变速器的输出端与所述发电机的输入端相连，所述发电机的输出端与电网相连以向所述供电，所述控制器组件与所述永磁无级变速器相连，所述控制组件可调整所述永磁无级变速器的输入电流以使所述永磁无级变速组件的输出转速恒定。

本发明实施例风力发电系统通过应用永磁无级变速技术，实现了传动比连续调节，能够在复杂风况下实现风力发电机恒转速运行以实现风力发电电流频率的稳定输出，电流可以不经过整流、逆变和变频即可直接上网，从而有效解决传统风力发电系统中风况复杂性引起的电流并网的难题。由于取消了整流/逆变/变频设备，还避免了发电机输出电能与上网电能之间的解耦，保持了发电侧的机械惯量有利于维持电网稳定性。

在一些实施例中，所述控制组件包括主控制器、子控制器和数据采集器，所述数据采集器设在所述永磁无级变速器上，所述子控制器与所述永磁无级变速器相连，所述主控制器分别与所述数据采集器和所述子控制器相连，所述数据采集器用于采集所述永磁无级变速器的输入转速、输出转速、输如转矩和输出转矩的数据，并将采集的数据反馈至所述主控制器，所述主控制器可根据所述数据采集器反馈的数据发送控制信号给所述子控制器，所述子控制器可根据所述控制信号调整所述永磁无级变速器的输入电流。

在一些实施例中，所述风轮组件包括风轮本体和增速箱，所述风轮本体与所述增速箱的输入端相连，所述增速箱的输出端与所述永磁无级变速器的输入端相连。

在一些实施例中，所述永磁无级变速器包括：

内磁环、调磁环和外磁环，所述内磁环、所述调磁环和所述外磁环从内向外依次套装且彼此间隔形成气隙，所述内磁环包括内磁环永磁体，所述外磁环包括从内向外依次相连的外磁环内永磁体、外磁环铁芯和外磁环外永磁体；

定子，所述定子包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯包括环形的定子轭部和从所述定子轭部向内延伸且沿所述定子轭部的周向间隔分布的多个定子齿部，所述绕组绕设在所述定子齿部上，所述定子套设在所述外磁环上并与所述外磁环间隔形成气隙，所述外磁环能够被所述定子产生的旋转磁场驱动且转速可调；

输入轴和输出轴，所述内磁环与所述输入轴传动连接，所述调磁环与所述输出轴传动连接。

在一些实施例中，所述内磁环、所述调磁环、所述外磁环、所述定子绕组、所述输入轴和所述输出轴同轴。

在一些实施例中，所述外磁环外永磁体和所述外磁环内永磁体的磁极对数相等。

在一些实施例中，所述永磁无级变速器还包括：

调磁环支撑轴承，所述调磁环支撑轴承套设在所述输入轴上；

内支撑轴承，所述内支撑轴承在所述内磁环的径向上配合在所述输入轴和所述输出轴之间；

第一调磁环法兰和第二调磁环法兰，所述第一调磁环法兰和所述第二调磁环法兰均与所述调磁环相连并在所述内磁环的轴向上分别位于所述内磁环的两侧，所述第一调磁环法兰套设在所述输出轴上并与所述输出轴相连以便所述调磁环与所述输出轴传动连接，所述第二调磁环法兰套设在所述调磁环支撑轴承上以便所述输入轴相对所述第二调磁环法兰可转动。

在一些实施例中，所述永磁无级变速器还包括：第一外磁环支撑轴承和第二外磁环支撑轴承，所述第一外磁环支撑轴承套设在所述输入轴上，所述第二外磁环支撑轴承套设在所述输出轴上；和第一外磁环法兰和第二外磁环法兰，所述第一外磁环法兰和所述第二外磁环法兰均与所述外磁环铁芯相连并在所述内磁环的轴向上分别位于所述调磁环的两侧，所述第一外磁环法兰套设所述第一外磁环支撑轴承上以便所述输入轴相对所述第一外磁环法兰可转动，所述第二外磁环法兰套设在所述第二外磁环支撑轴承上以便所述输出轴相对所述第二外磁环法兰可转动。

在一些实施例中，所述永磁无级变速器还包括：

第一磁屏蔽环和第二磁屏蔽环，所述内磁环永磁体在所述内磁环的轴向上位于所述第一磁屏蔽环与所述第二磁屏蔽环之间以便屏蔽所述内磁环永磁体的端部磁场；和/或

第三磁屏蔽环和第四磁屏蔽环，所述外磁环内永磁体在所述内磁环的轴向上位于所述第三磁屏蔽环与所述第四磁屏蔽环之间以便屏蔽所述外磁环内永磁体的端部磁场；和/或

第五磁屏蔽环和第六磁屏蔽环，所述外磁环外永磁体在所述内磁环的轴向上位于所述第五磁屏蔽环与所述第六磁屏蔽环之间以便屏蔽所述外磁环外永磁体的端部磁场。

在一些实施例中，所述第一磁屏蔽环、所述第二磁屏蔽环、所述第三磁屏蔽环、所述第四磁屏蔽环、所述第五磁屏蔽环和所述第六磁屏蔽环均由多个硅钢片叠置而成，相邻所述硅钢片之间通过非导电粘结剂层彼此粘结和隔离。

附图说明

图1是本发明实施例的风力发电系统的示意图。

图2是本发明实施例的永磁无级变速器的结构示意图。

图3是本发明实施例的永磁无级变速器的截面图。

附图标记：

1、永磁无级变速器；

11、调磁环；

12、内磁环；121、内磁环永磁体；122、内磁环铁芯；123、内磁环筒体；

13、外磁环；131、外磁环内永磁体；132、外磁环铁芯；133、外磁环外永磁体；

141、输入轴；142、输出轴；

151、调磁环支撑轴承；152、内支撑轴承；153、第一外磁环支撑轴承；154、第二外磁环支撑轴承；

161、内磁环法兰；162、第一调磁环法兰；163、第二调磁环法兰；164、第一外磁环法兰；165、第二外磁环法兰；

17、定子；171、定子铁芯；172、绕组；

181、第一磁屏蔽环；182、第二磁屏蔽环；183、第三磁屏蔽环；184、第四磁屏蔽环；185、第五磁屏蔽环；186、第六磁屏蔽环；

19、外壳；

2、风轮本体；3、增速箱；4、发电机；5、主控制器；6、子控制器；7、数据采集器；8、电网。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图描述本发明实施例的风力发电系统。

如图1所示，本发明实施例的风力发电系统包括风轮组件、永磁无级变速器1、发电机4和控制器组件。

其中，风轮组件可在风力作用下转动以将风能转换为机械能，永磁无级变速器1具有速比可调的无级变速功能，可以调整输出转速，发电机4可将机械能转换为电能。

具体地，风轮组件的输出端与永磁无级变速器1的输入端相连，永磁无级变速器1的输出端与发电机4的输入端相连，发电机4的输出端与电网8相连以向供电，控制器组件与永磁无级变速器1相连，控制组件可调整永磁无级变速器1的输入电流以使永磁无级变速组件的输出转速恒定。

本发明实施例的风力发电系统的关键点为采用永磁无级变速器1的变速恒频风力发电系统整体方案，风轮组件转化的机械能通过永磁无级变速器1增速，控制组件可通过数据测量、控制系统等动态调整永磁无级变速的速比，从而保证永磁无级变速机的输出转速和发电机4的输入转速始终恒定，例如，发电机4的转速始终维持在3000rpm，则发电机4的输出的交流电恒定为50Hz,可以直接送入电网8，发电机4还可以给控制器组件供电。

本发明实施例风力发电系统通过应用永磁无级变速技术，实现了传动比连续调节，能够在复杂风况下实现风力发电机4恒转速运行以实现风力发电电流频率的稳定输出，电流可以不经过整流、逆变和变频即可直接上网，从而有效解决传统风力发电系统中风况复杂性引起的电流并网的难题。由于取消了整流/逆变/变频设备，还避免了发电机4输出电能与上网电能之间的解耦，保持了发电侧的机械惯量有利于维持电网8稳定性。此外，永磁无级变速器1与风轮组件和发动机的连接属于柔性连接，有利于减轻环境影响导致的风轮及其他机械结构的振动，提高系统发电稳定性。

在一些实施例中，控制组件包括主控制器5、子控制器6和数据采集器7，数据采集器7包括转速传感器和转矩传感器，转速传感器和转矩传感器可以分别独立设置也可以集成为一体。

数据采集器7设在永磁无级变速器1上，子控制器6与永磁无级变速器1相连，主控制器5分别与数据采集器7和子控制器6相连，数据采集器7用于采集永磁无级变速器1的输入转速(ω)、输出转速(ω*)、输如转矩(T)和输出转矩(T*)的数据，并将采集的数据反馈至主控制器5，主控制器5可根据数据采集器7反馈的数据发送控制信号给子控制器6，子控制器6可根据控制信号调整永磁无级变速器1的输入电流。

风轮组件包括风轮本体2和增速箱3，风轮本体2与增速箱3的输入端相连，增速箱3的输出端与永磁无级变速器1的输入端相连，增速箱3可对风轮本体2进行一次增速。

风轮本体2将捕获的风能转变为机械能，再由增速箱3进行第一次增速，机械能输入永磁无级变速器1进行第二次增速，数据采集器7测量并采集永磁无级变速器1的输入转速、转矩和输出转速、转矩数据，并将数据反馈给主控制器5，主控制器5发送控制信号输出给子控制器6，子控制器6调整永磁无级变速器1的控制电流(ia^、ib^、ic^)保证永磁无级变速器1恒定输出3000rpm的转速。永磁无极变速器输出轴连接发电机4，由于输入转速恒定为3000rpm，因此发电机4输出交流电(ia、ib、ic)恒定为50Hz，实现直接上网。

如图2和图3所示，在一些实施例中，永磁无级变速器1包括内磁环12、调磁环11、外磁环13、定子17、输入轴141和输出轴142。

内磁环12包括内磁环永磁体121、内磁环铁芯122和内磁环筒体123。内磁环永磁体121设在内磁环铁芯122的外周面上，内磁环铁芯122套设在内磁环筒体123上，内磁环筒体123起到了支撑作用。也就是说，内磁环永磁体121、内磁环铁芯122和内磁环筒体123从外向内依次相连，其中内磁环永磁体121与内磁环铁芯122的外周面相连，内磁环筒体123与内磁环铁芯122的内周面相连。

外磁环13包括外磁环内永磁体131、外磁环铁芯132和外磁环外永磁体133。外磁环内永磁体131设在外磁环铁芯132的内周面上，外磁环外永磁体133设在外磁环铁芯132的外周面上，也可以说，外磁环内永磁体131、外磁环铁芯132和外磁环外永磁体133从内向外依次相连。

内磁环12、调磁环11和外磁环13从内向外依次套装且彼此间隔形成气隙。即调磁环11套设在内磁环12上并与内磁环12之间形成气隙，外磁环13套设在调磁环11上并与调磁环11之间形成气隙。

内磁环12与输入轴141传动连接，调磁环11与输出轴142传动连接，即内磁环12作为高速端，调磁环11作为低速端输出扭矩，外磁环13固定或空转。例如，如图1所示，输入轴141的转动带动内磁环12的转动，内磁环12和外磁环13之间形成磁场，设在外磁环13和内磁环12之间的调磁环11在磁场的作用下转动并带动输出轴142的转动，调磁环11可切割外磁环13和内磁环12之间的磁力线从而起到调磁的作用，实现速度和动力的变比功能。

定子17包括定子铁芯171和绕组172，定子铁芯171包括环形的定子轭部和从定子轭部向内延伸且沿定子轭部的周向间隔分布的多个定子齿部，绕组172绕设在定子齿部上，定子17套设在外磁环13上并与外磁环13间隔形成气隙。外磁环13能够被定子17产生的旋转磁场驱动且转速可调。

具体地，外磁环外永磁体133与定子17内周面之间形成气隙，定子17通电产生旋转磁场，外磁环外永磁体133在旋转磁场的作用下趋向于围绕外磁环13的中心轴线旋转，从而表现为整个外磁环13在旋转磁场的带动下围绕外磁环13的中心轴线旋转。通过调节定子17的通电强度，可以调节旋转磁场的磁场强度，从而实现在旋转磁场的作用下转动的外磁环13的转速可调。

永磁无级变速器实现了速比可调，其中外磁环包括外磁环外永磁体，外磁环外永磁体在定子产生的旋转磁场的作用下驱使外磁环转动，转动的外磁环可以作为调速环改变内磁环和调磁环之间的速比，通过对定子产生的旋转磁场的调控可以调控外磁环的转速和旋转方向，因此本发明实施例提供的永磁无级变速器实现了速比可调的无级变速功能。

永磁无级变速器1使用时，通过电动机带动输入轴141转动并带动内磁环12转动，进而内磁环12的转动使得调磁环11切割外磁环13和内磁环12之间的磁力线，进而产生旋转的磁场带动调磁环11转动且该转动通过输出轴142输出，使得电动机输出的动能通过输入轴141传递给输出轴142，从而构成无接触的磁齿轮传动。

下面结合图2和图3详细描述本发明实施例提供的永磁无级变速器1。

如图2和图3所示，永磁无级变速器1包括从内向外同轴套设的内磁环12、调磁环11、外磁环13和定子17，并且，输入轴141和输出轴142均与内磁环12同轴。也就是说，输入轴141、输出轴142、内磁环12、外磁环13、调磁环11的中心轴线均相互重合。

永磁无级变速器1还包括内磁环法兰161，内磁环法兰161套设在输入轴141上且与内磁环筒体123相连以便内磁环12与输入轴141传动连接。在本实施例中，内磁环法兰161包括两个，两个内磁环法兰161分别与内磁环筒体123的左右两端相连，以便将内磁环12稳固地与输入轴141相连。可以理解的是，本发明不限于此，内磁环12还可经过其他方式与输入轴141实现传动连接，这里不作列举。

永磁无级变速器1包括调磁环支撑轴承151和内支撑轴承152，其中调磁环支撑轴承151套设在输入轴141上，用于支撑调磁环11。内支撑轴承152在内磁环12的径向上配合在输入轴141和输出轴142之间，用以保持输入轴141与输出轴142之间同轴，以及使输入轴141和输入轴141之间能相互转动。

具体地，如图2所示，本实施例中，输出轴142的第一端(左端)设有凹槽，输入轴141的第一端(右端)沿内磁环12的轴向伸入凹槽中，内支撑轴承152位于凹槽中并套设在输入轴141的第一端上。可以理解的是，本发明不限于此。例如，在其他实施例中，输入轴141的第一端(右端)设有凹槽，输出轴142的第一端(左端)沿内磁环12的轴向伸入凹槽中，内支撑轴承152位于凹槽中并套设在输出轴142的第一端上。

如图2所示，永磁无级变速器1包括第一调磁环法兰162和第二调磁环法兰163，第一调磁环法兰162和第二调磁环法兰163均与调磁环11相连并在内磁环12的轴向上分别位于内磁环12的两侧。其中，第一调磁环法兰162套设在输出轴142上并与输出轴142相连以便调磁环11与输出轴142传动连接，第二调磁环法兰163套设在调磁环支撑轴承151上以便输入轴141相对第二调磁环法兰163可转动。

也就是说，调磁环11通过第一调磁环法兰162与输出轴142实现传动连接，此外，第一调磁环法兰162对调磁环11还起到支撑作用，如图1所示，第一调磁环法兰162与调磁环11的右端相连，能对调磁环11的右端进行支撑。第二调磁环法兰163支承在了调磁环支撑轴承151上，由于调磁环支撑轴承151套设在输入轴141上，因此第二调磁环法兰163与输入轴141之间可相对转动。并且，如图1所示，第二调磁环法兰163与调磁环11的左端相连，能对调磁环11的左端进行支撑，即第二调磁环法兰163可以在不影响输入轴141和调磁环11各自转动的情况下，实现对调磁环11的支撑。

可以理解的是，由于第一调磁环法兰162和第二调磁环法兰163在内磁环12的轴向上分别位于内磁环12的两侧，即第一调磁环法兰162和第二调磁环法兰163在内磁环12的轴向上具有一定的间隔，因此，调磁环11在内磁环12的轴向上具有了间隔开的两个支撑位点，从而可以保证调磁环11的稳定性，避免调磁环11在运行过程中发生跳动。也可以说，第一调磁环法兰162和第二调磁环法兰163共同实现了对调磁环11的稳定支撑。

如图2所示，两个内磁环法兰161在内磁环12的轴向上均位于第一调磁环法兰162和第二调磁环法兰163之间。

进一步地，永磁无级变速器1包括第一外磁环支撑轴承153和第二外磁环支撑轴承154，以及第一外磁环法兰164和第二外磁环法兰165。第一外磁环支撑轴承153套设在输入轴141上，第二外磁环支撑轴承154套设在输出轴142上。第一外磁环法兰164和第二外磁环法兰165均与外磁环铁芯132相连并在内磁环12的轴向上分别位于调磁环11的两侧，第一外磁环法兰164套设第一外磁环支撑轴承153上以便输入轴141相对第一外磁环法兰164可转动，第二外磁环法兰165套设在第二外磁环支撑轴承154上以便输出轴142相对第二外磁环法兰165可转动。

也就是说，第一外磁环支撑轴承153和第二外磁环支撑轴承154以及第一外磁环法兰164和第二外磁环法兰165的设置，使得在不影响输入轴141、输出轴142和外磁环13各自转动的情况下，实现对外磁环13的稳定支撑。

如图2所示，第一调磁环法兰162和第二调磁环法兰163在内磁环12的轴向上均位于第一外磁环法兰164和第二外磁环法兰165之间。

需要说明的是，本实施例提供的永磁无级变速器1对调磁环支撑轴承151、第一外磁环支撑轴承153和第二外磁环支撑轴承154的尺寸要求都不高，因此上述设计尤其适用于大直径的永磁无级变速器1，可以满足百千瓦级永磁无级变速器1大扭矩、大尺寸的要求。这是由于，若将调磁环11套设在调磁环11上对调磁环11进行支撑，或者将第一外磁环支撑轴承153或第二外磁环支撑轴承154套设在外磁环13上对外磁环13进行支撑，则对调磁环支撑轴承151、第一外磁环支撑轴承153或第二外磁环支撑轴承154的尺寸提出了更高的要求，增加了设备的成本和制作难度。

在上述实施例中，内支撑轴承152、调磁环支撑轴承151、第一外磁环支撑轴承153、第二外磁环支撑轴承154、内磁环法兰161、第一调磁环法兰162、第二调磁环法兰163、第一外磁环法兰164和第二外磁环法兰165的设置保证了永磁无级变速器1的同轴度，同时保证了内磁环12与调磁环11之间以及调磁环11与外磁环13之间的气隙的稳定性，避免内磁环12和调磁环11在转动的时候发生剐蹭，保障了永磁无级变速器1的运行性能和运行稳定性。

可选地，输入轴141和输出轴142上设有台阶结构以便安装轴承。

如图2和图3所示，永磁无级变速器1还包括外壳19，外壳19套设在定子17上。

进一步地，所述外磁环外永磁体133和所述外磁环内永磁体131的磁极对数相等，以使永磁无级变速器1输出最大的扭矩。

本实施例提供的永磁无级变速器1进一步包括第一磁屏蔽环181和第二磁屏蔽环182、第三磁屏蔽环183和第四磁屏蔽环184、第五磁屏蔽环185和第六磁屏蔽环186。

内磁环永磁体121在内磁环12的轴向上位于第一磁屏蔽环181与第二磁屏蔽环182之间以便屏蔽内磁环永磁体121的端部磁场。也就是说，第一磁屏蔽环181和第二磁屏蔽环182在内磁环12的轴向上分别位于内磁环永磁体121的两侧，内磁环永磁体121的端部磁场被第一磁屏蔽环181和第二磁屏蔽环182屏蔽，即内磁环永磁体121的端部泄露的磁场被第一磁屏蔽环181和第二磁屏蔽环182拦截，避免了内磁环永磁体121的端部漏磁影响周围金属构件(例如内磁环法兰1611)，产生涡流损耗，从而降低了周围金属构件的涡流损耗，进一步提高永磁无级变速器1的传动效率。

外磁环内永磁体131在内磁环12的轴向上位于第三磁屏蔽环183与第四磁屏蔽环184之间以便屏蔽外磁环内永磁体131的端部磁场。也就是说，第三磁屏蔽环183和第四磁屏蔽环184在内磁环12的轴向上分别位于外磁环内永磁体131的两侧，外磁环内永磁体131的端部磁场被第三磁屏蔽环183和第四磁屏蔽环184屏蔽，即外磁环内永磁体131的端部泄露的磁场被第三磁屏蔽环183和第四磁屏蔽环184拦截，避免了外磁环内永磁体131的端部漏磁影响周围金属构件(例如第一外磁环法兰164；第二外磁环法兰165)，从而降低了周围金属构件的涡流损耗，提高了整机传动效率。

外磁环外永磁体133在内磁环12的轴向上位于第五磁屏蔽环185与第六磁屏蔽环186之间以便屏蔽外磁环外永磁体133的端部磁场。也就是说，第五磁屏蔽环185和第六磁屏蔽环186在内磁环12的轴向上分别位于外磁环外永磁体133的两侧，外磁环外永磁体133的端部磁场被第五磁屏蔽环185和第六磁屏蔽环186屏蔽，即外磁环外永磁体133的端部泄露的磁场被第五磁屏蔽环185和第六磁屏蔽环186拦截，避免了外磁环外永磁体133的端部漏磁影响周围金属构件，从而降低了周围金属构件的涡流损耗，提高了整机传动效率。

永磁无级变速器通过在外磁环永磁体的端部采用磁屏蔽措施，即采用磁屏蔽环对外磁环永磁体的端部漏磁进行屏蔽，从而降低永磁无级变速器内的涡流损耗，提高了传动效率。永磁无级变速器的整体传动效率可提升至90％以上。

本实施例中的磁屏蔽环(第一磁屏蔽环181、第二磁屏蔽环182、第三磁屏蔽环183、第四磁屏蔽环184、第五磁屏蔽环185或第六磁屏蔽环186)由多个硅钢片631叠置而成，相邻硅钢片631之间通过非导电粘结剂层632彼此粘结和隔离。由此使得永磁无级变速器1在运行时，永磁体端部的漏磁主要集中在磁屏蔽环的硅钢片631中，由于硅钢片631的涡流损耗与大块导体小的多，从而永磁无级变速器1的涡流损耗得到降低、传动效率提高。本发明不限于此，在其他实施例中，磁屏蔽环由多个软磁材料层叠置而成，相邻软磁材料层之间通过非导电粘结剂层彼此粘结和隔离，也可以起到磁屏蔽作用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。