CN101133244B - 具有至少两个部件和一个数据网络的风力设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于产生电能的风力设备，其具有至少两个部件，这些部件分别具有传感器和/或执行单元并包含一个控制单元，每个控制单元与一个数据网络相连接，并且与其他部件的控制单元交换关于部件的工作状况的信号、检测到的传感器值和/或用于其他部件的控制信号。

Description

具有至少两个部件和一个数据网络的风力设备
技术领域
本发明涉及一种用于产生电能的风力设备，它包括至少两个分别具有传感器和执行单元(actuator)并包括一个控制单元的部件。
背景技术
目前已知具有中央自动化系统的风力设备。该自动化系统具有一个中央控制系统，它通过专门的硬件组件，例如SPS和总线连接来控制风力设备。在此，使用了特定的功能和专门适配的软件，它们利用了制造商专门的功能范围。因此不能容易地更换风力设备中的各个装备部件。更替一个部件需要复杂地更替控制系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力设备，在更换该风力设备的各个部件时，在其控制系统中不需要或者只需要进行少的适配。
按照本发明，该目的通过一种具有本发明的特征的风力设备来实现。有利的实施例构成从属权利要求的主题。
根据本发明的风力设备由至少两个分别具有传感器和执行单元的部件组成。每个控制单元与一个用于数据和信号交换的数据网络相连接。每个部件经由与所述部件相关的控制单元与其他部件交换关于该部件工作状况的信号、检测到的传感器值和/或关于其他部件的控制信号。
在根据本发明的风力设备中无须设置中央控制系统。该控制系统基于各个部件。风力设备的基于部件的控制系统的方案是基于以下认识，即：在各部件之间的信号交换足以控制风力设备，并且不需要中央控制系统，但是能够在不损失速度和精度的情况下实现模块化。通过本发明所述的风力设备的结构，各部件分别出现的工作状况根据该部件的特定参数进行控制。然而，部件间的工作状况的通信与特定参数无关地实现。其结果是，来自于不同制造商的部件可以互换，而无须对其他部件的控制程序进行更改
在一个优选实施例中，每个部件仅通过与其相关的控制单元来控制。在该实施例中，在通过一个控制器直接控制与其相关的部件的地方避免了采用控制系统。
最好提供一个传动链单元(drive train unit)和一个电气单元作为该风力设备的部件。这些单元中的每一个都具有一个单独的控制系统，该控制系统与其他控制系统交换数据。在此，部件中的测量值自然也能够彼此交换。
已经知道传动链单元能够被进一步分成独立的单元。传动链单元包括一个制动单元、一个轴单元、一个发电机单元或这些单元的组合。此外，传动链能够配有一个齿轮箱。
电气单元有利地分成一个或多个独立的单元。在此，一个输电网接线单元(grid connection unit)、一个转换器单元、一个变压器单元或这些单元的组合作为各单元已证明是有利的。
在风力设备中，无论是在海上还是在陆地上，另外设有一个塔架单元(tower unit)证明是有利的。该塔架单元由一个加热单元、一个提升单元、一个存取控制单元或这些单元的组合构成。
为了确保各单元之间的通信，已经证明有利的是，使用以太网或者现场总线网络。
具体实施方式
在下文中将参考一个草图更详细地描述本发明所述的风力设备。
唯一的草图示出了风力设备的示意结构。所示的转子叶片10具有一个斜度控制器(pitch control)12，用于调节转子叶片的角度。转子轴14终止于一个齿轮箱16中。齿轮箱的输出轴附加地设有一个制动系统18，并且终止于一个发电机20中。由发电机20产生的电能在一个转换器22中适应于输电网(grid)的要求，并且经由连接器24馈送到输电网系统26。在机柜(nacelle)中附加地设有一个冷却系统28和一个方位角驱动装置30。
其他部件，例如用于监控和诊断运行的部件，能够设置在机柜中。
所有的部件连接到一个以太网30，经由该以太网能够为其他部件接收和传送数据和信号。
在根据本发明的风力设备中，必要的控制系统位于主要部件上，以使整个系统实现自动化。在此，与所有部件供应商的接口被清楚地规定，并且各部件经由所规定的接口彼此通信。这使得部件能够快速和廉价地被更换，而与个别的供应商无关。此外，有利的是信号能够被合并，以监控各部件。

Claims (9)

1.一种用于产生电能的风力设备，具有至少两个部件(12，14，16，18，20，22，24，28，30)，所述至少两个部件中的每一个分别具有传感器和/或执行单元并包含一个控制单元，每个控制单元与一个数据网络(30)相连接，并且，所述数据网络用于使至少两个控制单元相互连接并与其他部件的控制单元交换关于部件的工作状况的信号、检测到的传感器值和/或用于其他部件的控制信号，其中，提供一个传动链单元(12，16，18)和一个电气单元(20，22，24)作为部件。
2.如权利要求1所述的风力设备，其特征在于，一个部件的每个控制单元仅控制该部件。
3.如权利要求1所述的风力设备，其特征在于，传动链单元包括以下的单元中的一个或多个作为独立的单元：制动单元(18)、轴单元(14)、发电机单元(20)。
4.如权利要求3所述的风力设备，其特征在于，传动链附加地包括一个齿轮箱(16)。
5.如权利要求1所述的风力设备，其特征在于，电气单元包括以下的单元中的一个或多个作为独立的单元：输电网接线单元(24)、转换器单元(22)、变压器单元。
6.如权利要求1-5之任一项所述的风力设备，其特征在于，提供一个塔架单元作为一个附加的部件。
7.如权利要求6所述的风力设备，其特征在于，塔架单元具有以下的单元中的一个或多个作为部件：加热装置、提升装置和存取控制装置。
8.如权利要求1-5和7中任一项所述的风力设备，其特征在于，提供一个以太网(30)作为数据网络。
9.如权利要求1-5和7中任一项所述的风力设备，其特征在于，提供一个现场总线网络作为数据网络。
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