CN102312779B - 用于控制风力涡轮机的近程传感器的方法 - Google Patents

用于控制风力涡轮机的近程传感器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102312779B
CN102312779B CN201110191458.6A CN201110191458A CN102312779B CN 102312779 B CN102312779 B CN 102312779B CN 201110191458 A CN201110191458 A CN 201110191458A CN 102312779 B CN102312779 B CN 102312779B
Authority
CN
China
Prior art keywords
proximity sensor
rotor shaft
pattern
wind turbine
reference value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110191458.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102312779A (zh
Inventor
D·门克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Renovables Espana SL
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN102312779A publication Critical patent/CN102312779A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102312779B publication Critical patent/CN102312779B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/331—Mechanical loads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05B2270/821—Displacement measuring means, e.g. inductive
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/15—Special adaptation of control arrangements for generators for wind-driven turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及用于控制风力涡轮机的近程传感器的方法。本公开涉及用于控制风力涡轮机的至少一个近程传感器的方法，风力涡轮机包括转子轴、适于测量转子轴的径向位移的至少一个近程传感器；该方法包括：提供至少一个基准值；检测近程传感器的输出，该输出取决于相应的近程传感器得到的实测距离；将近程传感器的检测到的输出与至少一个基准值作比较。另外，本公开涉及一种用于风力涡轮机的控制设备，风力涡轮机包括转子轴；控制设备包括至少一个近程传感器，近程传感器适于取决于相应的近程传感器得到的实测距离来产生输出信号；控制设备进一步包括控制装置，该控制装置适于接收近程传感器的输出信号，控制装置适于使输出信号与至少一个基准值作比较。

Description

用于控制风力涡轮机的近程传感器的方法
技术领域
本公开涉及用于控制风力涡轮机的至少一个近程传感器的方法，风力涡轮机包括转子轴。另外，本公开涉及控制设备。更具体而言，本公开涉及用于风力涡轮机的控制设备，风力涡轮机包括风力转子轴。另外，本公开涉及风力涡轮机。更具体而言涉及包括控制装置的风力涡轮机，其中，控制设备包括适于测量转子轴的径向位移的至少一个近程传感器。
背景技术
风力转子叶片连接到毂上，毂连接到风力转子轴上。典型地，风力转子轴依赖于风而沿该风力转子轴的径向方向弯曲。在一些风力涡轮机中，提供了不对称载荷控制，以便控制和减小在风力涡轮机上的载荷。由于那个缘故，风力涡轮机生产商就安装了近程传感器来测量距风力转子轴的法兰的距离，使得通过距离的变化，可减小风力涡轮机转子的不对称载荷。典型地，近程传感器可具有特殊的工作距离，例如2至10mm。例如，在安装时调节近程传感器位置处于也考虑到涡轮运行的极限中。典型地，对近程传感器的正确运行的控制(例如距输出和/或固定件的距离的关系)是不可行的。例如，在风的层流的情况下，风力涡轮机转子持续地沿风力转子轴的一个径向方向弯曲。因此，近程传感器的实测距离不变。因此，近程传感器的输出不变，使得控制器可推断出近程传感器发生故障或没有恰当地工作。用于不对称载荷控制的有缺陷的传感器可导致缩短的运行(额定功率的70％)或停机时间。
发明内容
考虑到以上内容，提供了一种用于控制风力涡轮机的至少一个近程传感器的方法。风力涡轮机包括转子轴、适于测量转子轴的径向位移的至少一个近程传感器。该方法包括：提供至少一个基准值，检测至少一个近程传感器的输出，该输出取决于由相应的近程传感器测得的实测距离；将近程传感器的检测到的输出与至少一个基准值作比较。
根据另一个实施例，提供了一种用于风力涡轮机的控制设备，风力涡轮机包括风力转子轴。该控制设备包括适于测量转子轴的径向位移的至少一个近程传感器，其中，至少一个近程传感器适于取决于相应的近程传感器得到的实测距离来产生输出信号；其中，该控制设备进一步包括控制装置，该控制装置适于接收至少一个近程传感器的输出信号，其中，控制装置适于将输出信号与至少一个基准值作比较。
根据另一方面，提供了一种包括控制设备的风力涡轮机。该控制设备包括适于测量转子轴的径向位移的至少一个近程传感器，其中，至少一个近程传感器适于取决于相应的近程传感器得到的实测距离来产生输出信号；其中，该控制设备进一步包括控制装置，该控制装置适于接收至少一个近程传感器的输出信号，其中，该控制装置适于将输出信号与至少一个基准值作比较。
根据从属权利要求、说明书和附图，本发明的另外的方面、优点和特征是显而易见的。
附图说明
在申请文件的剩余部分中(包括参照附图)更具体地阐述了对本领域普通技术人员而言完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，其中：
图1显示了风力涡轮机的一个实施例；
图2示意性地显示了风力涡轮机的传动系的一个实施例；
图3示意性地显示了齿轮箱和风力转子轴的一部分的一个实施例；
图4示意性地显示了风力转子轴的沿径向方向的截面；
图5示意性地显示了风力转子轴的另一个实施例的沿径向方向的截面；
图6显示了检测标记的一个实施例的示意图；
图7显示了检测标记的另一个实施例的示意图；
图8显示了检测标记的又一个实施例的示意图；以及
图9显示了用于运行风力涡轮机的方法的流程图。
部件列表：
100风力涡轮机
110塔架
120机舱
130毂
140叶片
150风力转子
160风力转子轴
162风力转子部分
164风力转子法兰
165检测标记
166齿轮箱部分
168齿轮箱法兰
169柱
170齿轮箱
172驱动齿轮
174从动齿轮
180发电机转子轴
190发电机
210旋转编码器
212联接件
220近程传感器
230控制器
240检测标记
250近程传感器
300检测标记
302标记基部
304检测表面
400检测标记
402标记基部
404检测表面
500检测标记
502标记基部
504检测表面
具体实施方式
现在将对各实施例进行详细参照，在各个图中示出了各实施例的一个或多个实例。各个实例以说明的方式提供而不意图作为限制。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于其它实施例或与其它实施例结合起来使用，以产生另外的更多实施例。意图的是本公开包括这种修改和变化。
图1显示了风力涡轮机100。风力涡轮机100包括塔架110，机舱120安装在塔架110上。机舱120可绕着塔架的竖直轴线旋转。用于将旋转能转换成电能的发电机布置在机舱120内。发电机连接到毂130上，毂130可绕着水平轴线旋转。三个转子叶片140连接到毂130上。转子叶片140和毂130共同形成风力涡轮机100的风力转子。风力涡轮机100如下面那样运行。在典型的情形下，机舱120绕着竖直轴线旋转，使得毂130的水平轴线大致平行于风向。由于转子叶片140的空气动力学轮廓的原因，风在风力转子上施加扭矩。因此，风力转子就绕其水平轴线旋转，从而驱动发电机。发电机将机械旋转转换成电流。从而，风的动能就转换成了电能。
图2显示了风力涡轮机的传动系的一个实施例。风力转子150由风力转子轴160连接到齿轮箱170上。在一个典型的实施例中，风力转子轴160也称为低速轴。在齿轮箱170中，风力转子轴160的第一转速转换成第二转速，第二转速通过发电机轴180传递到发电机190的转子。发电机190将发电机轴180的旋转动力转换成电功率，可将电功率馈送到电网中。在可与本文公开的其它实施例结合的另一个实施例中，风力转子轴160可直接连接到发电机190的转子上。从而，风力涡轮机可实现为没有齿轮箱。
典型地，如图3中显示的那样，风力转子轴160包括在风力转子和法兰164之间的风力转子部分162以及齿轮箱部分166，齿轮箱部分166包括法兰168，法兰168连接到风力转子部分162的法兰164上。用螺栓将齿轮箱部分的法兰168和风力转子轴160的风力转子部分162的法兰164固定到彼此上。在另一个实施例中，风力转子部分162可直接连接到发电机转子轴180上。典型地，发电机转子轴180可包括固定到风力转子部分162上的发电机法兰。
图3显示了齿轮箱的一个实施例的示意图。齿轮箱可包括大驱动齿轮172和驱动发电机轴180的小从动齿轮174，大驱动齿轮172设置在风力转子轴160上且与其一起旋转，具体而言与齿轮箱部分166一起旋转。驱动齿轮172和从动齿轮174彼此接合。另外，齿轮箱部分166的柱169沿与风力转子150相反的方向延伸出齿轮箱170。另外，在可与本文公开的其它实施例结合的一个实施例中，旋转编码器210联接到风力转子轴160的柱169上。在一个典型的实施例中，旋转编码器通过联接件212连接到风力转子轴160上。在一个典型的实施例中，旋转编码器将风力转子轴160的角位置转换成模拟码或数字码。因此，旋转编码器可充当角度变换器。在另一个实施例中，可将旋转编码器放置在风力转子轴的另一个位置处。在另一个实施例中，旋转编码器可通过齿轮连接到风力转子轴170上。
在一个典型的实施例中，一个或多个近程传感器220设置成以便测量距风力转子轴160的风力转子部分的法兰164的距离。在其它实施例中，该一个或多个近程传感器220设置成以便测量它们距齿轮箱部分166的法兰168的距离。在一个典型的实施例中，旋转编码器210和近程传感器220连接到控制器230上。在可与本文公开的其它实施例结合的另一个实施例中，一个或多个近程传感器可与风力转子轴160一起旋转，而且距离测量盘或环可在近程传感器附近设置成固定的，使得它们测量距测量盘或环的距离。在一个典型的实施例中，近程传感器用来测量风力转子轴的弯曲度，并且控制器可从实测距离值中推断出在风力转子轴上的沿径向方向的载荷。从而，可测量和/或控制在风力转子轴上的不对称载荷。典型地，取决于测得的或推断出的不对称载荷，风力涡轮机发电机调节其参数，例如叶片桨距，以减小在风力涡轮机的构件上的载荷，例如减小在叶片、风力转子轴和/或塔架上的载荷。典型地具有四个近程传感器就可测量沿x和y方向的载荷，即在风力转子轴的旋转平面或径向平面中的载荷。
在一个典型的实施例中，近程传感器具有约2至10mm的空间工作距离。在一个实施例中，可能必要的是在安装时调节近程传感器位置，使得近程传感器设置在它们的工作距离范围内。典型地，近程传感器是线性变换器。例如，近程传感器的输出信号可取决于其距待测物体(例如风力转子轴的法兰)的距离而线性地改变。在一个典型的实施例中，输出信号可在近程传感器的工作范围(例如1至10mm)中线性地改变。例如，输出信号可为电流信号、电压信号和/或数字信号。典型地，近程传感器是无接触式传感器。例如，在一个实施例中，近程传感器可为感应式传感器。在可与本文公开的其它实施例结合的另一个实施例中，近程传感器可为电容传感器。
图4显示了风力转子轴的、图3的截面A-A的截面图。在一个典型的实施例中，四个近程传感器220以规则的角距离设置在轴的周围，使得各个近程传感器可测量距风力转子部分162的法兰164的距离。另外，检测标记165设置在法兰164上。在另一个实施例中，两个或更多个检测标记165可设置在法兰164上。检测标记(一个或多个)165可在法兰上形成图案(pattern)。在可与本文公开的其它实施例结合的另一个实施例中，在法兰的加工或生产期间，在法兰上产生图案。在一个实施例中，图案可类似于本文公开的一些实施例中的检测标记而形成。
图5显示了另一个实施例的风力转子轴160的截面。典型地，一个或多个检测标记240设置在风力转子轴160上，典型地以规则的间隔设置在周边的周围。近程传感器250设置成以便检测检测标记240的经过，以及依赖于最靠近的可测物体的距离来产生输出值。
典型地，在另一个实施例中，图案可提供于轴中，或在轴的生产期间提供于该轴中，例如在近程传感器所设置在的径向距离或轴向位置处。例如，轴或法兰的生产不准确性可产生图案。在可与本文公开的其它实施例结合的一个实施例中，在法兰或轴上的检测标记和/或图案覆盖了为了控制风力涡轮机的目的而将被测量的相关距离范围或高度范围的很大一部分。例如，如果仅介于2和10mm之间的距离与确定风力转子轴的沿径向方向的载荷有关，则这些距离范围的很大一部分都被图案或被检测标记覆盖。在其它实施例中，为了控制风力涡轮机的目的而将被测量的全部范围都被图案或检测标记覆盖。在另一个实施例中，预先确定的距离差可用于检验近程传感器的机能。
在一个典型的实施例中，检测标记165、240可为在主轴法兰处或在轴本身上、在传感器测量距离所处的位置上的金属条纹。例如，图案和/或检测标记的材料取决于所使用的近程传感器。在可与本文公开的其它实施例结合的一个典型的实施例中，金属条纹可具有具体的预先确定的厚度。例如厚度可为约2mm。在另一个实施例中，厚度可介于1mm和3mm之间。因此，距离差就介于待由近程传感器测量的1mm和3mm之间。
在一个实施例中，当检测标记165、240经过近程传感器时，近程传感器220、250现在测量在近程传感器和检测标记之间的距离。在一个典型的实施例中，检测标记和/或图案可覆盖介于0.5°和5°之间的角范围，典型地约1°或更少。因此，例如近程传感器现在测量距法兰的距离，以及在小的区域内测量距金属条纹的距离，如果使用了这种检测标记的话。在一个实施例中，图案和/或检测标记的角位置、角范围和/或高度轮廓可被控制器得知。
例如，如果使用了金属检测标记，如金属条纹，传感器将在输出中产生峰值。典型地，因为传感器可为线性传感器，峰值必须具有具体值，例如对于2mm来说输出可为约4mA。在一个实施例中，此值可给出关于近程传感器的正确运行的有意义的信息，并且此值可由软件监测。
在另一个实施例中，焊缝可用作检测标记。例如，在一个实施例中，近程传感器或所有的近程传感器可测量焊缝。测得的信号可存储在软件内，并且可用作基准信号，以检查近程传感器的机能。
在一个实施例中，在近程传感器测量距法兰的距离所处的径向距离处的法兰的轮廓可用作用于控制近程传感器的功能的图案。然后，在风力涡轮机的运行期间，将实测值与图案的基准值作比较，并且如果测得的高度变化与高度基准值不对应，则控制装置可推断出近程传感器没有恰当地工作。例如，如果图案或检测标记在具有具体的角距离和/或具体的角值的两个点之间具有2mm的高度差，并且这个值被存储在控制器中，而且在运行期间，近程传感器产生在那个具体的角距离和/或具体的角值处对应的约4mm的信号，控制装置就可推断出近程传感器可能没有工作。典型地，高度差偏移了由于作用于主轴上的载荷而造成的正常值。在可与本文公开的其它实施例结合的一个实施例中，角位置和图案的形式(例如检测标记)作为基准图案存储在控制装置内。
在另一个实施例中，如果传感器超过极限，例如如果距法兰或轴的距离大于10mm(包括检测标记或图案)，则进行测量是可行的。典型地，在这种情况下，可产生警报，使得服务团队可对传感器进行修理。
在可与本文公开的其它实施例结合的另一个实施例中，可对传感器放大转换进行监测。例如，如果提供了基准图案或检测标记的可由近程传感器测量的若干个离散的或连续的高度，则可将该值与存储在控制装置内的基准值作比较。
在另一个实施例中，图案或检测标记所产生的信号可用于速度测量系统，以便确定风力转子轴的转速。例如，可测量例如由于检测标记所引起的所产生的峰值之间的时间，并且其可用作速度基准。
图6显示了检测标记300的一个实施例。在一个典型的实施例中，检测标记是金属的。例如，检测标记300可为焊缝，或者集成到法兰或风力转子轴中的另一种样式。在另一个实施例中，检测标记300可结合到法兰或风力涡轮机的风力转子轴上。检测标记具有检测标记基部302和检测表面304，检测标记可在检测标记基部302处连接到法兰或风力转子轴上。检测表面304在一个实施例中是连续的斜坡，使得可控制近程传感器的放大。在一个实施例中，可选择斜坡的高度，使得它们表示将在风力涡轮机的运行期间测量的值的大体范围。典型地，检测标记的检测表面为存储在控制器中的高度差值的轮廓(即分布)提供检测标记的角位置和/或角范围，使得在运行期间，可将该轮廓与实测值作比较。
图7显示了具有检测标记基部402的检测标记400的另一个实施例，检测标记基部402连接到风力转子轴上的法兰上。另外，与基部相对，检测标记包括检测表面404。检测表面404表示具有多个离散高度值的斜坡。例如，斜坡可表示2、3、4、5、6或更多个高度值。利用这种检测标记，可控制近程传感器的运行，特别是放大。典型地，利用该多个高度值，可检查近程传感器的线性度。
图8显示了检测标记500的另一个实施例，其具有检测标记基部502和沿径向方向与检测标记基部相对的检测表面504。检测标记基部固定到法兰上或者固定到风力涡轮机的风力转子轴上。图8的检测标记包括三个离散高度值，它们不呈斜坡构造。
图9显示了用于运行风力涡轮机-具体而言为用于检测在风力转子轴上的径向载荷的近程传感器的控制装置的方法的流程图。在方框1000中，至少一个近程传感器至转子轴-具体而言为风力转子轴或转子轴的法兰的距离由该至少一个近程传感器测量。在方框1010中，将实测值与存储在控制装置中的基准值作比较。例如，基准值可为或可取决于在近程传感器测量的位置处(具体而言在具体的角位置处和/或达一定的角范围)的图案和/或转子轴或转子轴的法兰的轮廓。在一个典型的实施例中，轮廓可包括检测标记的轮廓。典型地，基准值取决于图案的特性。例如，在一个实施例中，可考虑风力转子轴的实际载荷值或弯曲度(例如作为偏移值)，以进行在实测值和基准值之间的比较。在另一个实施例中，将实测值的阶跃高度与基准值作比较。在一个典型的实施例中，至少一个基准值包括至少一个图案的特性，例如高度差、阶跃高度和/或绝对高度。
在一个实施例中，在框1020中，实测值和基准值的差值可例如通过求和而组合起来，具体而言进一步包括偏移量。在另一个实施例中，以别的方式确定实测值和基准值之间的差或差异。在一个典型的实施例中，例如在框1030中，将组合的差与预先确定的阈值相比较，而且在偏移量超过预先确定的阈值的情况下，控制装置可触发警报或警告消息：近程传感器可能没有恰当地工作(框1040)。
在另一个实施例中，用来确定在风力转子或风力转子轴上的载荷的控制装置可过滤掉检测标记的值或用于确定近程传感器的机能的轮廓，使得对于相应的载荷的计算而言不考虑它们。
典型地，在可与本文公开的其它实施例结合的一个实施例中，显示了用以在涡轮运行的同时监测传感器的方法。例如，该方法可检查传感器是否正确地工作，或者它们是否需要机械调节。
在可与本文公开的其它实施例结合的一个典型的实施例中，提供至少一个图案，使得该至少一个图案适于由至少一个近程传感器测量。典型地，该至少一个图案提供于选自转子轴和转子轴的法兰组成的组中的至少一个上。在一个典型的实施例中，该至少一个图案包括斜坡，具体而言连续的斜坡。在可与本文公开的其它实施例结合的一个实施例中，该至少一个图案包括突起。
在可与本文公开的其它实施例结合的一个典型的实施例中，使输出与转子轴的至少一个预先确定的角位置处-具体而言在提供了图案处的至少一个基准值作比较。典型地，使用该至少一个近程传感器的输出来确定在转子轴上的沿径向方向的载荷。
在可与本文公开的其它实施例结合的一个典型的实施例中，该方法可包括：如果该至少一个基准值和检测到的输出之间的差异超过预先确定的值，则产生报警。
典型地，该至少一个近程传感器是将实测距离线性地转换成输出信号的线性传感器。例如，输出信号是选自由数字信号、电流值和电压值组成的组中的至少一个。
在可与本文公开的其它实施例结合的一个典型的实施例中，控制设备包括至少四个近程传感器。典型地，至少一个近程传感器布置成使得控制装置可从输出信号中推断出在风力转子轴上的载荷，其中，具体而言控制装置适于推断出在风力转子轴上的载荷。典型地，图案包括距近程传感器的至少两个，具体而言三个、四个、五个或更多个不同的距离。例如，图案包括选自由斜坡、离散值和连续值组成的组中的至少一个。典型地，该至少一个基准值包括至少一个图案的至少一个特征。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践所述的主题，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。虽然已经在前述中公开了各种特定的实施例，但是本领域技术人员将认可，权利要求书的精神和范围允许同样有效的修改。特别地，上述实施例的相互不排斥的特征可彼此结合。可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的这种修改和其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这样的其它实例意图处于权利要求书的范围之内。

Claims (12)

1.一种用于控制风力涡轮机(100)的至少一个近程传感器(220，250)的方法，所述风力涡轮机包括转子轴(160)，转子轴具有一个图案，所述图案是突起或斜坡，所述至少一个近程传感器适于测量所述转子轴的径向位移，所述方法包括：
提供至少一个基准值，
检测所述至少一个近程传感器的输出，所述输出取决于相应的近程传感器得到的实测距离；以及
将所述近程传感器的检测到的输出与至少一个基准值作比较，
其中所述突起或斜坡具有变化的高度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述图案适于由所述至少一个近程传感器测量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述图案提供于所述转子轴上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图案提供于所述转子轴的法兰上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
使所述输出与所述转子轴的一个预先确定的角位置处的至少一个基准值作比较。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
使所述输出与所述转子轴的提供了所述图案的角位置处的至少一个基准值作比较。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
使用所述至少一个近程传感器的所述输出来确定在所述转子轴上的沿径向方向的载荷。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括
如果所述至少一个基准值和检测到的输出之间的差异超过预先确定的值，则产生报警。
9.一种用于风力涡轮机(100)的控制设备(165，220，230，240，250)，所述风力涡轮机包括转子轴，转子轴具有一个图案，所述图案是突起或斜坡，其中
所述控制设备包括适于测量所述转子轴(160)的径向位移的至少一个近程传感器(220，250)，其中，所述至少一个近程传感器适于取决于相应的近程传感器测得的实测距离来产生输出信号；其中，所述控制设备进一步包括控制装置，所述控制装置适于接收所述至少一个近程传感器的所述输出信号，其中，所述控制装置适于将所述输出信号与至少一个基准值作比较，
其中所述突起或斜坡具有变化的高度。
10.根据权利要求9所述的控制设备，其特征在于，
所述至少一个近程传感器(220，250)是将实测距离线性地转换成所述输出信号的线性传感器。
11.根据权利要求9或10所述的控制设备，其特征在于，
所述至少一个近程传感器布置成使得所述控制装置可从所述输出信号中推断出在所述转子轴上的载荷，其中具体而言，所述控制装置适于推断出在所述转子轴上的载荷。
12.根据权利要求9所述的控制设备，其特征在于，
图案提供为以便由所述至少一个近程传感器测量，其中具体而言，所述至少一个基准值包括所述图案的至少一个特性。
CN201110191458.6A 2010-06-29 2011-06-29 用于控制风力涡轮机的近程传感器的方法 Active CN102312779B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/826,031 US8222760B2 (en) 2010-06-29 2010-06-29 Method for controlling a proximity sensor of a wind turbine
US12/826031 2010-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102312779A CN102312779A (zh) 2012-01-11
CN102312779B true CN102312779B (zh) 2016-03-09

Family

ID=44142068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110191458.6A Active CN102312779B (zh) 2010-06-29 2011-06-29 用于控制风力涡轮机的近程传感器的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8222760B2 (zh)
EP (1) EP2402717B1 (zh)
CN (1) CN102312779B (zh)
DK (1) DK2402717T3 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8943912B1 (en) * 2010-05-03 2015-02-03 Ken E. Singleton Proximity probe mounting device
US8029233B2 (en) * 2010-08-31 2011-10-04 General Electric Company Wind turbine and method for controlling a wind turbine
DE102012012308B3 (de) * 2012-06-20 2013-02-28 Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg Drehwinkelgeber für eine rotierende Welle
EP2743522A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-18 IMO Holding GmbH Momenten- oder (Groß-)Wälzlager oder Drehverbindung mit Abstandssensor (en)
US9140718B2 (en) * 2013-10-04 2015-09-22 Hamilton Sundstrand Corporation Speed sensor identification
US9970415B2 (en) 2014-06-12 2018-05-15 General Electric Company Method and system for managing loads on a wind turbine
KR101863781B1 (ko) * 2016-09-08 2018-06-01 두산중공업 주식회사 로터 진동 이상 감지 장치 및 방법
DE102017119305A1 (de) * 2017-08-23 2019-02-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Vorrichtung mit einer Gleitlagervorrichtung
WO2019217634A1 (en) 2018-05-09 2019-11-14 Abb Schweiz Ag Valve position control
CN111367260B (zh) * 2020-03-20 2022-06-17 上海电力大学 一种转子不平衡的故障诊断装置及其诊断方法
CN111255638B (zh) * 2020-03-23 2021-01-26 明阳智慧能源集团股份公司 一种风力发电机组的塔筒载荷监测方法
EP4202217A1 (en) * 2021-12-23 2023-06-28 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology S.L. Method of determining a tilt and yaw bending moments at a wind turbine shaft by distance sensors

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4764767A (en) * 1985-08-27 1988-08-16 Kabushiki Kaisha Sg Absolute rotational position detection device
US7004724B2 (en) * 2003-02-03 2006-02-28 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine rotor load control based on shaft radial displacement
CN101435408A (zh) * 2007-11-15 2009-05-20 歌美飒创新技术公司 操作风力涡轮机的方法和系统

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1197236B (de) * 1960-06-04 1965-07-22 Reutlinger & Soehne Dr Anordnung zur beruehrungslosen Messung der axialen Verschiebung einer umlaufenden Welle gegen einen Festpunkt
GB1245954A (en) * 1967-12-07 1971-09-15 Ici Ltd Device for the detection of the rotational motion of a shaft
DE2138612C3 (de) * 1971-08-02 1980-06-19 Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg Schaltungsanordnung zur Messung der Geschwindigkeitsänderung oder sich rasch ändernder Momentanwerte der Geschwindigkeit rotierend oder gradlinig bewegter Körper
US3885420A (en) * 1974-03-06 1975-05-27 Gen Electric Method and apparatus for measuring small variations in the speed of rotating shafts
US4148222A (en) * 1977-12-22 1979-04-10 General Electric Company Apparatus and method for measuring torsional vibration
JPS54143665A (en) * 1978-04-28 1979-11-09 Nippon Denso Co Ltd Rotation information detector of engines
US4347571A (en) * 1978-05-08 1982-08-31 The Bendix Corporation Integrated closed loop engine control
JPS56137222A (en) * 1980-03-31 1981-10-27 Hitachi Ltd Axial vibration monitoring method for rotating machine
US4322976A (en) * 1980-04-04 1982-04-06 Ird Mechanalysis, Inc. Mechanical vibration analyzer
US4317371A (en) * 1980-07-30 1982-03-02 General Electric Company Torsional vibration monitor
US4390327A (en) * 1981-10-26 1983-06-28 Picavet Rudolf P Alternating rotor motor with rotor positioning sensors
JPS6018729A (ja) * 1983-07-11 1985-01-30 Mitsubishi Electric Corp 振動監視装置
US4551715A (en) * 1984-04-30 1985-11-05 Beckman Instruments, Inc. Tachometer and rotor identification apparatus for centrifuges
US4700094A (en) * 1984-12-17 1987-10-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Magnetic suspension system
US4723735A (en) * 1984-12-28 1988-02-09 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Energy storage attitude control and reference system
US4700117A (en) * 1985-05-31 1987-10-13 Beckman Instruments, Inc. Centrifuge overspeed protection and imbalance detection system
US4782452A (en) * 1986-08-25 1988-11-01 General Electric Company Acoustic detection of milling tool touch to a workpiece
GB8706905D0 (en) * 1987-03-24 1987-04-29 Schlumberger Electronics Uk Shaft monitoring system
JPH073360B2 (ja) * 1987-03-27 1995-01-18 株式会社日立製作所 軸ねじり振動監視装置
US5144840A (en) * 1989-06-23 1992-09-08 General Electric Company Vibration detector and method for rotating shaft
US5156822A (en) * 1989-06-23 1992-10-20 General Electric Company Vibration detector and method for a rotating shaft
US5198763A (en) * 1990-02-20 1993-03-30 Nikkiso Co., Ltd. Apparatus for monitoring the axial and radial wear on a bearing of a rotary shaft
US5221250A (en) * 1991-01-07 1993-06-22 Beckman Instruments, Inc. Coding of maximum operating speed on centrifuge rotors and detection thereof
US5474813A (en) * 1992-04-10 1995-12-12 Walker; Dana A. Systems and methods for applying grid lines to a shaft and sensing movement thereof
US5734108A (en) * 1992-04-10 1998-03-31 Walker; Dana A. System for sensing shaft displacement and strain
US5253531A (en) * 1992-04-10 1993-10-19 Walker Dana A System and method for monitoring torsional vibrations and operating parameters of rotating shafts
JP2681725B2 (ja) * 1992-04-15 1997-11-26 株式会社タンケンシールセーコウ メカニカルシールの挙動監視装置
JP2514554B2 (ja) * 1992-12-28 1996-07-10 株式会社久保田製作所 遠心機
US5390545A (en) * 1993-01-11 1995-02-21 Caterpillar Inc. Apparatus for measuring torsional vibrations of rotating machinery
TW227601B (zh) * 1993-01-25 1994-08-01 Gen Electric
US5696444A (en) * 1994-03-04 1997-12-09 Crane Co. Monitoring system for detecting axial and radial movement of a rotating body independent of rotational position
US5469055A (en) * 1994-05-04 1995-11-21 Honeywell Inc. Engine shaft with integrally formed complementary targets
DK58998A (da) 1998-04-30 1999-10-31 Lm Glasfiber As Vindmølle
JPH11352020A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Exedy Corp ダンパー組立体の動的捩り特性の計測装置及びダンパー組立体の動的捩り特性の計測方法
US6396259B1 (en) 1999-02-24 2002-05-28 Nartron Corporation Electronic throttle control position sensor
US7528356B2 (en) * 1999-12-30 2009-05-05 Honeywell International Inc. Method and system for optical distance and angle measurement
US6589151B2 (en) * 2001-04-27 2003-07-08 Hitachi Koki Co., Ltd. Centrifugal separator capable of reading a rotor identification signal under different rotor rotation conditions
US6844541B2 (en) * 2002-02-15 2005-01-18 Methode Electronics, Inc. Rapid high resolution position sensor for auto steering
US6795779B2 (en) * 2002-09-06 2004-09-21 General Electric Company High resolution torque measurement on a rotating shaft
DE50310287D1 (de) * 2002-09-10 2008-09-18 Alstom Technology Ltd Vorrichtung und verfahren zur überwachung und/oder analyse von elektrischen maschinen im betrieb
JP2005538370A (ja) * 2002-09-10 2005-12-15 アルストム テクノロジー リミテッド 電気機械におけるシャフトアセンブリの振動を捕捉する方法および装置
US7160083B2 (en) * 2003-02-03 2007-01-09 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine rotor load control
US7322794B2 (en) 2003-02-03 2008-01-29 General Electric Company Method and apparatus for condition-based monitoring of wind turbine components
DE102004054759B4 (de) * 2004-11-12 2006-08-10 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Kalibrierung eines Wegsensors einer Drehaktuatorvorrichtung zur Ansteuerung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine
US7822560B2 (en) 2004-12-23 2010-10-26 General Electric Company Methods and apparatuses for wind turbine fatigue load measurement and assessment
DE102005030139B4 (de) * 2005-06-28 2007-03-22 Siemens Ag Vorrichtung zur magnetischen Lagerung einer Rotorwelle mit Radialführung und Axialregelung
FR2892516B1 (fr) * 2005-10-21 2008-01-25 Snecma Sa Procede et systeme de detection et de mesure des perturbations en frequence de la vitesse de rotation d'un rotor
US7352075B2 (en) * 2006-03-06 2008-04-01 General Electric Company Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor
US7437264B2 (en) * 2006-06-19 2008-10-14 General Electric Company Methods and apparatus for balancing a rotor
DE102006036157B4 (de) 2006-08-01 2016-09-15 Senvion Gmbh Kalibrierverfahren
EP2074025B1 (en) * 2006-10-11 2012-08-29 Lord Corporation Aircraft with transient-discriminating propeller balancing system
US20080112807A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-15 Ulrich Uphues Methods and apparatus for operating a wind turbine
US8215905B2 (en) * 2007-12-31 2012-07-10 General Electric Corporation Methods and apparatus for error reduction in rotor loading measurements
US8038395B2 (en) * 2008-03-28 2011-10-18 General Electric Company Pulsed torque control of wind turbine pitch systems
DE102008020154B4 (de) 2008-04-22 2011-04-28 Repower Systems Ag Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
CA2829686A1 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 Rbt Lp A method and system for determining an imbalance of a wind turbine rotor
US7791232B2 (en) * 2008-05-02 2010-09-07 Black & Decker Inc. Power tool having an electronically commutated motor and double insulation
JP5105200B2 (ja) * 2008-07-14 2012-12-19 Ｔｄｋ株式会社 角度検出装置、及び角度検出方法
US20100054941A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Till Hoffmann Wind tracking system of a wind turbine
US9404791B2 (en) * 2009-06-06 2016-08-02 Nuovo Pignone S.P.A. Lateral, angular and torsional vibration monitoring of rotordynamic systems
US7945350B2 (en) * 2009-07-07 2011-05-17 General Electric Company Wind turbine acoustic emission control system and method
US7902689B2 (en) * 2009-07-07 2011-03-08 General Electric Company Method and system for noise controlled operation of a wind turbine
US7763989B2 (en) * 2009-07-07 2010-07-27 General Electric Company Method and apparatus for controlling the tip speed of a blade of a wind turbine
US8215907B2 (en) * 2009-09-30 2012-07-10 General Electric Company Method and apparatus for controlling acoustic emissions of a wind turbine
US8029233B2 (en) * 2010-08-31 2011-10-04 General Electric Company Wind turbine and method for controlling a wind turbine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4764767A (en) * 1985-08-27 1988-08-16 Kabushiki Kaisha Sg Absolute rotational position detection device
US7004724B2 (en) * 2003-02-03 2006-02-28 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine rotor load control based on shaft radial displacement
CN101435408A (zh) * 2007-11-15 2009-05-20 歌美飒创新技术公司 操作风力涡轮机的方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
DK2402717T3 (en) 2016-09-19
CN102312779A (zh) 2012-01-11
US20110140422A1 (en) 2011-06-16
US8222760B2 (en) 2012-07-17
EP2402717A1 (en) 2012-01-04
EP2402717B1 (en) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102312779B (zh) 用于控制风力涡轮机的近程传感器的方法
US7322794B2 (en) Method and apparatus for condition-based monitoring of wind turbine components
US9915585B2 (en) Wear-monitoring of a gearbox in a power station
CN1707262B (zh) 转子叶片上冰的检测的方法和设备
CN102032114B (zh) 用于控制风力涡轮的声发射的方法和设备
CN101622447B (zh) 风力发电设备的碰撞警告系统
US8029233B2 (en) Wind turbine and method for controlling a wind turbine
US11236729B2 (en) Support frame and method for determining movements of a wind turbine blade during transport to an installation site
AU2011253963A1 (en) Method and arrangement for detecting a blade pitch angle unbalance of a rotor blade system of a wind turbine
EP2589943B1 (en) Methods and Systems for Detecting Sensor Fault Modes
JP2017525891A (ja) 駆動システムの早期エラー検出方法、早期エラー検出システム、早期エラー検出システムを備える風力発電機、および早期エラー検出システムの使用
JP6783110B2 (ja) 予兆診断装置及びそれを有する発電装置制御システム
US8102067B2 (en) Method for the operation of a wind energy plant having a wind velocity measurement device
CN102032892A (zh) 方位角测量系统及其操作方法
DE102011112627A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung und/oder zum Betrieb wenigstens einer Windenergieanlage sowie entsprechende Anordnung
CN107448362A (zh) 回转支承轴承的状态监测方法、装置及风力发电机组
CN112696317A (zh) 用于基于集体俯仰偏移来控制风力涡轮的系统和方法
EP3237753B1 (en) A method of operating a wind turbine
KR101749454B1 (ko) 풍력 발전기의 노이즈 인식 장치
KR101748526B1 (ko) 풍력 발전기의 노이즈 인식 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240101

Address after: Barcelona, Spain

Patentee after: Ge renewable energy Spain Ltd.

Address before: New York, United States

Patentee before: General Electric Co.

TR01 Transfer of patent right