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CN101142404A - 用于制动风力设备的转子的方法和装置 - Google Patents

用于制动风力设备的转子的方法和装置 Download PDF

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CN101142404A CNA2006800088247A CN200680008824A CN101142404A CN 101142404 A CN101142404 A CN 101142404A CN A2006800088247 A CNA2006800088247 A CN A2006800088247A CN 200680008824 A CN200680008824 A CN 200680008824A CN 101142404 A CN101142404 A CN 101142404A
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Abstract

本发明涉及一种用于制动风力设备的转子的方法和装置，该风力设备包括可旋转地支承在转子上的转子叶片(3)、在转子轮毂(2)内的电装置如用于旋转转子叶片(3)的驱动装置(4、5)，其中在驱动装置(4、5)的功率供给失灵的情况下激活转子制动器(11)，其中转子叶片(3)由于转子制动器(11)的制动力矩通过其惯性旋转到帆位置上。

Description

用于制动风力设备的转子的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于调节可旋转地支承在风力设备的转子轮毂上的转子叶片的装置，包括：在转子轮毂内的电装置例如用于旋转转子叶片的驱动装置；与转子叶片连接的闭锁器，该闭锁器在驱动装置的功率供给失灵或者驱动装置失灵的情况下可自动激活，并且该闭锁器在激活的状态下防止转子叶片旋转到运行位置；以及转子制动器和应急电源。
另外本发明涉及一种用于制动风力设备的转子的方法，包括：可旋转地支承在转子上的转子叶片；在转子轮毂内的电装置例如用于旋转转子叶片的驱动装置；和与转子叶片连接的闭锁器，该闭锁器在驱动装置的功率供给失灵或者驱动装置失灵的情况下可自动激活，并且该闭锁器在激活的状态下防止旋转叶片旋转到运行位置上。
背景技术
这种装置由WO 99/23384 A1已知。在该装置中为了制动设备在转子叶片调节装置上设置一个闭锁器，该闭锁器在功率供给失灵时被激活，因此转子叶片仅可能更加地旋转到帆位置(Segelstellung)上并且保持在该帆位置上直到设备静止并且又建立功率供给。虽然该装置在功率供给失灵时保证设备的可靠的制动，但是缺点在于，既使在不利的情况下转子叶片在没有又需要应急供电的驱动装置的情况下应该旋转到帆位置上，对于该装置的可靠的运行，相对较大的箭形(Pfeilung)即在转子叶片的纵轴线与该转子叶片的旋转轴线之间的角度也是必需的。大的箭形造成在正常运行时大的载荷，这要求对于转子叶片采用较大的调节驱动装置。接着导致较高的装配成本和较高的能量消耗并且通过驱动装置的较高的惯性恶化驱动装置的动力性。因此总之在按WO 99/23384 A1的装置中产生的缺点在于：大的箭形产生较高的装配和运行成本，或者电池在用于支持转子叶片通过转子叶片驱动装置回转到帆位置上的轮毂中的必需性。
发明内容
因此本发明的目的在于提出一种按开头所述类型的装置，其中如果没有箭形或者仅有小的箭形并且对于每个转子叶片的每个驱动装置不设置自身的应急电源，转子的制动也可靠地起作用。
该目的用具有权利要求1的特征的装置解决。
另外本发明的目的在于提出一种用于制动风力设备的转子的方法，其中按类似于按本发明的装置的方式没有或者一个小的箭形是必要的并且对于每个转子叶片的每个驱动装置的自身的应急电源也是不必要的。
该目的用一种按权利要求6的特征的方法解决。
本发明采用在风力设备中本身总是存在的转子制动器，但是该制动器根据相应的规定在维护风力设备时仅用作为停车制动器(Festhaltebremse)或者在设备部件失灵时用作为应急制动器，结合用于将转子叶片旋转到帆位置上的闭锁器。在此本发明用于，通过采用转子制动器将旋转力矩作用到转子叶片上，该转子力矩使得所述转子叶片旋转到帆位置上。同时重力和风力作用到转子叶片上，所述风力和重力支持转子叶片旋转到帆位置上。通过所有特征的组合可以导致转子叶片极其快速且可靠地旋转到帆位置上，而大的箭形或者通过具有以电池的形式的因此必需的多余的应急电源的转子叶片驱动装置的支持不是必要的。设置在轮毂内的电装置例如用于旋转转子叶片的驱动装置的供电可以仅通过一个电的旋转连接装置例如集电环在转子轴上进行，其中应急电源在轮毂之外例如在吊舱内或者在风力设备的塔内，例如在短暂的电网中断时可以保证调节驱动装置的连续的供电并且该设备可以总是受调节地停止。但是如果例如在应急电源、集电环、任何一个连接导线或者驱动装置失灵时一个应急中断应该是必要的，那么转子制动器的制动力矩结合转子叶片的惯性保证转子叶片快速且可靠地旋转到帆位置上并且从而保证设备的可靠的中断。
因为在旋转的转子轮毂中多余的应急电源不再是必要的，而是该应急电源可以设置在轮毂之外，该应急电源对于控制设备本来就是必要的，最后也得到较少的设备或者维护成本。
附图说明
参考附图由本发明的实施例的下面的说明给出本发明的其他的特征和优点。
具体实施方式
在图中示意地描述风力设备的吊舱1，一个轮毂2可旋转地支承在该吊舱上。在轮毂2上通过其旋转轴线可旋转地支承示意描述的转子叶片3。为了旋转转子叶片3，每个转子叶片3分别设置一个由电机4和变频器5构成的驱动装置。每个电机4配备一个闭锁器，该闭锁器在激活状态下防止转子叶片3旋转到运行位置上，但允许转子叶片3连续地或者不连续地旋转到帆位置上。在非激活的状态下闭锁器不起作用，即转子叶片3沿所有方向的旋转是可能的。闭锁器例如可以如在WO 99/23384A1中描述的那样构成和工作。但是闭锁器也可以这样设计，使得它仅在帆位置抓住并且阻碍转子叶片3，使得它们又旋转到运行位置上。
每个变频器5通过导线6与电机4连接。变频器5的供电通过连接导线7进行，该连接导线连接到转子轴上的集电环8上。一个例如具有电池或者蓄电池的应急电源10在吊舱侧通过另一连接导线9连接到集电环8上。最后还设置一个转子制动器11，它用于制动并且固定保持转子或者转子轮毂2。
风力设备的所有其余部分可以如由现有技术本身已知的那样构成。
设备的控制装置和在电机4上的闭锁器这样设计，使得在供电中断时，例如通过电机4、集电环8的失灵或者导线6、7、9的断裂或者在变频器5中的故障，这使得包括尽可能快速的转子制动的应急切断设备成为必要，转子制动器11以及在驱动装置4上的闭锁器被激活。因此转子由转子制动器11进行制动并且同时闭锁器防止转子叶片3旋转到运行位置上。通过转子叶片3的惯性和在其旋转轴线之外的质心位置，所述转子叶片通过转子制动器11的制动力矩旋转到帆位置上，其中风力以及重力至少暂时地或者间歇地支持转子叶片3旋转到帆位置上。在此通过转子制动器11的制动力矩使附加的措施不是必要的，如设定驱动装置4、5的应急供电或者转子叶片3的大的箭形，因为通过转子制动器11提供足够高的旋转力矩，用于将转子叶片3快速地旋转到帆位置上。同时通过在吊舱1内的应急电源10可能的是，驱动装置4为了受调节地切断设备在需要时例如在设备与向设备供电的电网之间的电连接受到干扰时提供应急电，只要在设备控制装置、变频器5以及电机4之间存在起作用的电流连接/控制连接。
尽管转子制动器11可以构成为功率较强的制动器，但是该制动器在本发明中也可以仅设计为应急和维护制动器，因为转子制动器11仅必须用在应急情况中，也就是说在上述格部件之一失灵时并且只要转子叶片3结合闭锁器地不是通过转子叶片3的箭形或者处于转子叶片3的旋转轴线外的质心单独地走到帆位置上并且当转子到达过临界的转速时。

Claims (11)

1.用于调节可旋转地支承在风力设备的转子轮毂(2)上的转子叶片(3)的装置，包括：在转子轮毂(2)中的电装置，例如用于旋转转子叶片(3)的驱动装置(4、5)；与转子叶片(3)连接的闭锁器，该闭锁器在驱动装置(4、5)的功率供给失灵或者驱动装置(4、5)失灵的情况下可自动激活，并且该闭锁器在激活的状态下防止转子叶片(3)旋转到运行位置上；以及转子制动器(11)和应急电源(10)；其特征在于：设置在转子轮毂(2)内的电装置(4、5)的应急电源(10)设置在转子轮毂(2)之外。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：转子叶片(3)的质心处于其旋转轴线之外。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：转子叶片(3)的纵轴线相对于转子叶片(3)的旋转轴线倾斜。
4.按权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于：应急电源(10)是一个例如设置在风力设备的吊舱内或者杆上的电池或类似物，该电池或类似物通过一个电的旋转连接装置例如集电环(8)与电装置(4、5)连接。
5.按权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于：闭锁器允许转子叶片(3)连续地或者不连续地旋转到帆位置上。
6.用于制动风力设备的转子的方法，包括：可旋转地支承在转子上的转子叶片(3)；在转子轮毂(2)内的电装置，例如用于旋转转子叶片(3)的驱动装置(4、5)；与转子叶片(3)连接的闭锁器，该闭锁器在驱动装置(4、5)的功率供给失灵或者驱动装置(4、5)失灵的情况下可自动激活，并且该闭锁器在激活的状态下防止转子叶片(3)旋转到运行位置上，其特征在于：在电装置(4、5)的功率供给失灵的情况下激活转子制动器(11)，并且由于转子制动器(11)的制动力矩转子叶片(3)通过其惯性旋转到帆位置上。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于：仅在转子转速超过一个预定的临界的数值时才激活转子制动器(11)。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于：在功率供给失灵时和在转子转速低于预定的临界的数值时在转子制动器(11)不起作用的情况下仅借助于闭锁器通过作用到转子叶片(3)上的风力和/或重力将转子叶片(3)旋转到帆位置上。
9.按权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于：在风力设备至连接的电网的电连接受到干扰时，由设置在轮毂(2)之外的应急电源(10)向驱动装置(4、5)供给电能。
10.按权利要求6至9任一项所述的方法，其特征在于：转子叶片(3)在闭锁器激活时通过一个由于箭形而产生的旋转力矩旋转到帆位置上。
11.按权利要求6至10任一项所述的方法，其特征在于：激活的闭锁器允许转子叶片(3)连续地或者不连续地旋转到帆位置上。
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