CN102459886A - 用于风力发电机的叶片角度调节驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电机用叶片角度调节驱动器，所述驱动器具有至少一个电力转换器(13)；至少一个电动机(20)，其与所述转换器(13)电连接，并且由或者能够由所述转换器(12)供电；至少一个监测单元(43)，其监测所述转换器(13)的运行，并且借助其识别或者能够识别转换器(13)的运行中的一个或多个误动作，从而据此至少临时地中断或者能够中断转换器(13)的运行；和至少一个能够被启用的附加单元(28)。启用所述附加单元阻止或者能够阻止在应急情况期间，监测单元(43)对转换器的运行的中断。

Description

用于风力发电机的叶片角度调节驱动器

技术领域

本发明涉及用于风力发电机的叶片角度调节驱动器，其包括至少一个电力转换器，与所述转换器电连接并且由或者能够由所述转换器供电的至少一个电动机，以及至少一个监测单元，该至少一个监测单元监测所述转换器的运行并且借助其识别或者能够识别转换器的运行中的一个或多个误动作，从而据此中断或者能够至少临时地中断转换器的运行。本发明还涉及用于控制风力发电机中叶片角度调节驱动器的转换器的方法。

背景技术

DE 202005012040U1公开一种调节转子叶片的电气设备，其具有同时向换流器和中间电路单元供电的具有电压限制的恒流源，从而使用由解耦部件和电池组成的蓄电池或者使用中间电路电容器。恒流源的电流-电压特性曲线由电压限制调节，使得只有当网络中断时，或者当存在电动机的短时间高负载时，中间电路单元才带负载，从而中间电路单元起从转子向风轮机反馈电能的泄放装置(drain)的作用。

DE 102006009127A1示出了一种风轮机，它包括具有转子叶片的转子，转子叶片的俯仰角可由俯仰角调节装置改变；伺服电动机，其与俯仰角电路连接，并且与为了调节目的而设置的应急电路连接，从而在正常运行期间，转子叶片由俯仰角电路操纵，而在应急运行期间，转子叶片由应急电路操纵，应急电路包括电能储存器、开关装置、至伺服电动机的连接线路和保护装置。保护装置包括功率通量检测器模块，其被配置成判定电力是否流入或流出伺服电动机，还包括放电模块，其被配置成当电力流出伺服电动机时，限制应急电路中的电压和/或电流。

在风力发电机中，具有转换器的驱动器被用作控制转子叶片位置的俯仰驱动系统。在这方面，该驱动系统可基于直流电流而构成，由直流转换器和直流电动机(串绕机器，并绕机器或双绕组机器)组成，或者可基于交流电流构成，由频率转换器(具有或不具有矢量定向控制)和三相机器(异步机器或同步机器)组成。为了桥接电压波动或者瞬时压降，就具有直流中间电路的直换向转换器来说，用二极管在中间电路上连接电池或电容。因此，对于这些情形来说，可从电池获得所需的能量。

为了不超过转换器的最大容许电流，监测持续的电流。特别配置转换器的容许电流限制，因为动态峰值电流被允许规定的一段时间，之后，被降低到小于峰值电流的标称电流。

结合到转换器中的是确保转换器的可运行性的不同监测功能。常规的监测功能用于，例如监测电动机的实际速度值，关于过载(输出短路、接地故障)检查转换器的输出晶体管，关于电源断相(在可被设定的时间之后的错误消息)检查向转换器供电的电源，监测转换器的中间电路电压(中间电路电压过高，过低或者具有附加比较阈值)，监测电子器件供电，关于过载检查制动电阻，监测冷却体温度，关于过速检查速度，关于开路输出(open output)检查转换器，监测在转换器中运行的CPU程序，监测通信(仅当通信用于控制的目的时：串行接口，CAN总线，选项模块)，监测电动机温度和电动机过载，以及在直流系统中另外用于监测励磁电流。这些监测过程可被修改，也可部分启用和/或停用。

当使用直流驱动器时，对于朝着安全位置(例如，转子叶片的顺桨桨距)方向的应急运行，通过切换触点，将电动机直接连接到电池。因此，对于交流电来说，为了确保朝着安全位置方向必需的应急运行，需要转换器。这种原理类似地越来越多地用于直流驱动器，因为切换的必要性由此不再适用。

在转换器中，在特定的时间段提供动态峰值电流(取决于实际值和偏压)，在没有任何偏压的情况下，该时间段有效。电流随后被降低到设定的连续电流(标称电流)。所述值和持续时间是按照固定的方式预先确定的。此外，利用所谓的Ixt计算来监测电流。

在存在对应的偏压和持续电流要求的情况下，可能发生转换器只允许标称电流的情况。取决于载荷力矩，这意味着一直到驱动器的停止为止，达不到所涉及的电动机的要求速度值，这会导致转子叶片的位置不对称的危险。

如果转换器内的监测功能之一检测到错误，将导致转换器的禁用，从而引起通过转子叶片位置的高级监测，启动应急运行。然而，对于这种应急运行来说，可运行的转换器是必需的，以便在初始进行出错重置。在应急运行期间，监测过程继续运行，以致会再次出现驱动器的停止，从而引起转子叶片的位置不对称的危险。

发明内容

本发明的目的是开发一种在开始时提及的那种叶片角度调节驱动器，以在应急运行期间，转子叶片能够尽可能快地到达其安全位置。

根据本发明，上述目的是利用根据权利要求1所述的叶片角度调节驱动器，和根据权利要求9所述的方法实现的。在从属权利要求中提供了本发明的优选改进。

根据本发明的用于风力发电机的叶片角度调节驱动器包括至少一个电力转换器；至少一个电动机，其与所述转换器电连接，并且由或者能够由所述转换器供电；至少一个监测单元，其监测所述转换器的运行，并且借助其识别或者能够识别转换器的运行中的一个或多个误动作，从而据此临时地或者至少临时地中断或者能够中断转换器的运行；和至少一个可启用的附加单元，所述附加单元的启用阻止或者能够阻止在应急运行期间，监测单元对转换器的运行的中断。

甚至当监测单元诊短出错误时，附加单元的启用也允许转换器的无中断运行。从而，在应急运行期间，能够相对较快地到达安全位置。在附加单元的启用状态下，所述至少一个监测单元优选继续工作，不过不再能够导致转换器的运行的中断。

术语“应急运行”应被理解成使与电动机连接的转子叶片绕其转子叶片轴线旋转到安全位置的含义。优选地，风只对在安全位置的转子叶片施加较小的作用力。例如，在安全位置的转子叶片的俯仰角为0，从而安全位置也被称为顺桨桨距。在应急运行期间，转子发电站的转子的所有叶片最好被设定在相应的安全位置。所述附加单元在应急运行期间被启用，或者能够在应急运行期间或者伴随着应急运行被启用。

优选设置监测转换器的运行的多个监测单元，借助所述监测单元，识别转换器的运行中的一个或多个误动作，并据此临时地或者至少临时地中断或者能够中断转换器的运行。监测单元优选监测电动机的速度，转换器的输出晶体管的过载，向转换器供电的电源的故障，转换器的中间电路的中间电路电压，向电子器件的供电，制动电阻的过载，设置在转换器的冷却体的温度，电动机的过速，转换器的开路输出，在转换器中运行的程序，转换器和一个或多个其它单元(例如，风轮机控制装置)之间的通信，电动机的温度和/或电动机的过载。在直流系统中，还可监测励磁电流。这些监测过程可分别由监测单元中的一个进行。从而，监测单元能够监测受或者能够受叶片角度调节驱动器或转换器影响，和/或影响或者能够影响叶片角度调节驱动器或转换器的量值和/或信号。

优选用所述监测单元或者每个监测单元来监测表征叶片角度调节驱动器或者转换器的运行的信号。在这方面，最好向每个信号赋予有效值或者有效值范围，以致当信号之一偏离相应的有效值或者在相应的有效值范围之外时，总是存在错误。当附加单元未被启用并且当检测到错误时，负责监测缺陷信号的监测单元将启动或者能够启动转换器的运行的中断。不过，由于附加单元的启用，当存在应急运行时，这种中断被避免或者能够被避免。特别地，由于附加单元的启用，在应急运行期间，监测单元对转换器的运行的中断被避免或者能够被避免。

优选地，电流监测单元监测由转换器发送给电动机的输出电流，并据此判定转换器的负载。此外，在转换器的过载状态下，至少一个限流单元优选将最大可能输出电流降低至标称电流，所述标称电流小于作为非过载状态下的最大可能输出电流，其是转换器提供或者能够提供的峰值电流。优选只有当附加单元未被启用时，限流单元才把输出电流降低到标称电流。具体地，附加单元的启用能够避免限流单元将输出电流降低到标称电流。通过启用附加单元，在应急运行期间，优选持续提供作为最大可能输出电流的峰值电流，并且这与启用时，转换器的负载无关。从而能够基本上避免电动机的速度降低和停止，以致快速的应急运行成为可能。根据本发明的配置，电流监测单元是所述一个监测单元或者所述多个监测单元中的一个。电流监测单元优选在转换器之内。

具体地，峰值电流大于标称电流。峰值电流优选为标称电流的1.5倍或者/最高至2倍。

速度监测单元优选监测表示电动机的速度的实际速度值，设置速度传感器，以检测所述实际速度值。优选在考虑实际速度值的时候，借助至少一个速度控制器控制电动机的速度。实际速度值从而构成表征叶片角度调节驱动器的运行的信号，如果失去所述信号，即，归因于损坏的速度传感器，那么速度监测单元最好启动转换器的运行的中断。从而，实际速度值的失去是错误之一。最好只有当附加单元未被启用时，速度监测单元才中断转换器的运行。从而具体地，附加单元的启用能够防止速度监测单元将转换器的运行中断。此外，当附加单元处于启用状态时，当失去实际速度值时，速度控制器最好被转变成控制运行模式(开环运行)，从而在应急运行期间，控制或者能够控制电动机的速度。最好利用速度监测单元，实现到开环运行的转变。根据本发明的一种配置，速度监测单元是所述一个监测单元或者所述多个监测单元中的一个。速度监测单元优选在转换器内。

至少一个转子叶片优选连接至，具体地机械连接至电动机，从而由或者能够由电动机驱动该转子叶片绕转子叶片轴线旋转。当进行应急运行时，电动机使转子叶片绕转子叶片轴旋转到安全位置。

根据本发明的一种改进，接口监测单元监测转换器的接口，所述接口将转换器电连接至优选地置于转换器之外的控制装置。如果在转换器和控制装置之间没有连接和/或如果存在有缺陷的连接，那么优选启动转换器的运行的中断。因此，转换器与控制装置之间没有连接和/或存在连接缺陷是错误之一。优选只有当附加单元未被启用时，接口监测单元才中断转换器的运行。从而，附加单元的启用能够阻止接口监测单元中断转换器的运行。当附加单元被启用时，并且如果在转换器和控制装置之间没有连接和/或如果存在有缺陷的连接，那么转换器被启动，以执行应急运行，以致转子叶片被或者能够被旋转到安全位置。为此，接口监测单元最好能够生成应急运行启动信号，并把该信号提供给转换器的应急运行启动输入，转换器依据该信号，即，响应应急运行启动信号，进行或者能够进行应急运行，把转子叶片旋转到或者能够把转子叶片旋转到安全位置。转换器的运行的中断最好不被启动。根据本发明的一种结构，接口监测单元是所述一个监测单元或者所述多个监测单元之一。接口监测单元优选在转换器之内，不过也可配置在转换器之外。在后一情况下，接口监测单元优选结合到控制装置中。具体地，可从外部启动转换器的应急运行启动输入，以实现应急运行。例如，转换器的应急运行启动输入可用控制装置控制。当附加装置被启用，并且如果在转换器和控制装置之间的连接中存在错误，那么转换器的应急运行启动输入最好由或者能够由接口监测单元控制，以执行应急运行。

由于在转换器和控制装置之间传送测试信号，因此能够进行转换器和控制装置之间的连接的监测。如果失去该信号，那么认为所述连接有缺陷。当接口监测单元位于转换器内时，测试信号可由控制装置生成，例如，并通过接口提供给转换器，其中的接口监测单元监测输入的测试信号。例如，所述控制装置是风力发电机的控制装置。

转换器优选具有其中连接电容器的中间电路。中间电路优选连接在转换器的两个电力转换器之间，具体地说，连接在转换器的整流器和直流斩波器或换流器之间，其中所述整流器形成或者具有转换器的输入，直流斩波器或换流器形成或具有转换器的输出。如果电动机是交流电动机，那么优选在输出侧使用换流器。然而，如果电动机是直流电动机，那么优选在输出侧使用直流斩波器。具体地，中间电路是直流中间电路。

中间电路电压监测单元最好监测转换器的中间电路电压。如果中间电路电压在容许范围之外，那么最好启动转换器的运行的中断。因此，在容许范围之外的中间电路电压是错误之一。优选只有当附加单元未被启用时，中间电路电压监测单元才中断转换器的运行。从而特别地，附加单元的启用能够防止中间电路电压监测单元中断转换器的运行。此外，当附加单元被启用时，在应急运行期间，中间电路电压最好由调压器控制，从而被保持在容许限度内。优选地，这还应用在电动机的基于发电机的运行期间，例如当电动机旋转过快时。根据本发明的一种结构，中间电路电压监测单元是所述一个监测单元或多个监测单元中的一个。中间电路电压监测单元优选在转换器之内。

转换器优选包括数字计算机。按照本发明的一种结构，每个单元，具体地说每个监测单元和/或所述至少一个附加单元完全或部分由所述数字计算机或者一个数字计算机形成。可选地或者除此之外，一个或多个单元的模拟结构也是可能的。

本发明还涉及一种风力发电机，它包含上面安装有由风或者能够由风驱动的转子的支架，使得转子能够围绕转子轴线旋转，并且转子包含转子轮毂和多个转子叶片，所述多个转子叶片都安装在转子轮毂上，使得它们能够围绕转子叶片轴旋转，所述风力发电机还包含叶片角度调节系统，对于每个转子叶片，所述叶片角度调节系统具有一个根据本发明的叶片角度调节驱动器，借助所述驱动器，能够使相应转子叶片围绕其转子叶片轴旋转。在这方面，优选使每个转子叶片连接到，具体地机械连接到相应叶片角度调节驱动器的电动机。可根据这方面说明的所有结构，改进每个叶片角度调节驱动器。

优选设置至少两个或者至少三个转子叶片。具体地，设置三个转子叶片。每个转子叶片轴线相对于转子轴横向或者倾斜延伸。

本发明还涉及一种控制风力发电机中叶片角度调节驱动器的转换器的方法，其中与转换器电连接的至少一个电动机由转换器供电，监测转换器的运行的误动作，如果发生误动作，那么临时或者至少临时地中断转换器的运行，转换器的附加功能的启用可在应急运行期间，阻止因误动作的发生而中断转换器的运行。只有当不存在所述启用时，才在发生误动作的情况下，中断转换器的运行。

优选在启动期间，也监测转换器的运行的误动作。然而，在这种情况下，误动作不会导致转换器的运行的中断。不过，最好记录发生的误动作。

优选利用本发明的叶片角度调节驱动器实施根据本发明的方法，从而能够按照在这方面说明的所有结构，改进所述方法。

优选监测由转换器提供给电动机的输出电流，并据此判定转换器的负载。具体地，如果转换器过载，那么最大可能输出电流被降低到标称电流，标称电流小于在非过载状态下，转换器提供的作为最大可能输出电流的峰值电流。优选只有当不存在所述启用时，输出电流才被降低到标称电流。具体地，所述启用阻止输出电流降到标称电流。所述启用优选在应急运行期间，不断提供峰值电流，作为最大可能输出电流，并且这与启用时，转换器的负载无关。

提供峰值电流，作为最大可能输出电流的特征不一定意味事实上峰值电流也作为输出电流流动。不过，这也是可能的。

根据本发明的一种改进，监测表示电动机的速度的实际速度值，并在考虑实际速度值的时候，控制电动机的速度。不过，如果失去实际速度值，那么控制不再成为可能，从而启动转换器运行中的中断。因此，实际速度值的失去是错误之一。优选仅当不存在所述启用时，才中断转换器的运行。具体地，所述启用防止转换器的运行的中断，因为当失去实际速度值时，电动机的速度受到控制。这优选发生在应急运行期间。

电动机优选将转子叶片围绕转子叶片轴线旋转。在应急运行的情况下，使转子叶片围绕转子叶片轴线旋转到安全位置。

根据本发明的一种配置，监测转换器和控制装置之间的电连接。如果在转换器和控制装置之间没有连接和/或如果存在缺陷连接，那么启动转换器运行的中断。因此，转换器和控制装置之间没有连接和/或如果连接存在缺陷是错误。优选仅当不存在所述启用时，才中断转换器的运行。特别地，所述启用阻止转换器的运行的中断。如果在转换器和连接装置之间没有连接和/或存在有缺陷的连接，那么所述启用启动转换器，以执行应急运行，从而将转子叶片旋转至安全位置。因此，生成应急运行启动信号，并提供给转换器的应急运行启动输入。据此，即，响应应急运行启动信号，进行应急运行，从而将转子叶片旋转到安全位置。

转换器优选具有在应急操作期间，其电压受到监测的中间电路。如果中间电路电压在容许范围之外，那么启动转换器的运行的中断。因此，在容许范围之外的中间电路电压是错误。优选仅当不存在所述启用时，才中断转换器的运行。具体地，所述启用阻止转换器的运行的中断。所述启用优选在应急运行期间控制中间电路电压，从而使之保持在容许范围内。中间电路优选是直流中间电路，并连接在转换器的输入侧的整流器和输出侧的直流斩波器或换流器之间。中间电路优选包括中间电路电容器。

可启用附加功能。也可停用附加功能。根据本发明的一种配置，附加功能由附加单元提供和/或实现，所述附加单元被实现成例如电子电路和/或程序(软件)。最好利用优选从在转换器之内和/或之外的控制装置(例如，风轮机控制装置)提供给附加单元的启动信号发生所述启用。附加单元可用所述启动信号启用，从而可变成启用状态。附加单元优选在转换器之内，并且完全或部分由数字计算机形成。

因此，根据本发明，附加功能(附加单元)被结合到转换器中，当启用时，所述附加功能(附加单元)能够实现应急运行，并且转换器的内部监测功能都不能够中断它。另外，输出电流的电流限制优选被设定为峰值电流的值，而无时间限制，从而电动机能够施加峰值力矩。根据一种改进，如果失去实际速度值，那么通过自动地内部改变成开环运行，防止通常由实际速度值的失去引起的驱动器停止。根据本发明的一种结构，在转换器的控制期间，利用总线接口监测接口，从而当不存在连接时，生成消息，以便外部启动应急运行。

在应急运行期间，优选还控制中间电路电压，以致即使当发生电动机的基于发电机的运行时，也观察到容许极限，而不存在停止驱动器的断路，否则会导致转换器的破坏。

在应急情况下启动可启用的附加功能，从而能够避免对风力发电机的任何危险。由于附加功能(附加单元)的启用会损坏转换器，因此最好记录附加功能的启用，这可在转换器内的记录表中进行，从而能够再追溯附加功能的启用。

启用状态下的峰值电流的持续提供还意味电动机能够施加足够的转矩来克服可能的惯性，而无论转换器的偏压。从而，能够防止驱动器的停止。此外，如果归因于电动机的峰值电流的提供，能够施加比现有阻滞的初始起动转矩大的转矩，那么能够再次起动已被禁用的驱动器。

误动作情况下转换器运行的中断的抑制，和附加功能的结合，例如转换成开环运行，以及中间电路电压的控制，意味能够在可用性极大的情况下使用基于本发明的驱动器，如果发生的误动作仍然使转换器能够起作用的话。

附图说明

下面参考附图，基于优选实施例对本发明进行说明，其中：

图1是风力发电机的示意图；

图2示出叶片角度调节驱动器的示意方框图；

图3示出电流监测系统的示意方框图；

图4示出速度监测系统的示意方框图；

图5是风轮机的转子的示意平面图；

图6示出负载信号的示意曲线；

图7示出电动机电流的示意曲线；

图8是转子叶片的示意侧视图；和

图9是多个单元的示意图。

具体实施方式

图1是风力发电机1的示意图，风力发电机1包括竖立在基座2上的塔架3，发电室4被安置在塔架3的远离基座2的一端。发电室4具有支架(支撑物)5，转子6可旋转地安装在支架5上，所述转子6包括转子轮毂7和连接到所述转子轮毂7的多个转子叶片8，9和10(另外参见图5)。转子6与发电机11机械连接，发电机11被设置在发电室4中，并固定到支架5上。

设置在转子6中的是具有根据本发明实施例的包含转换器13的叶片角度调节驱动器14的叶片角度调节系统12，借助所述驱动器14，可使转子叶片8、9和10相对于转子轮毂7(参见图5)，围绕它们各自的纵向轴线(转子叶片轴线)15、16和17旋转。一个叶片角度调节驱动器14优选与一个转子叶片关联。风18的作用力使转子6围绕转子轴线19旋转。

图5是转子6的示意平面图，从而示出了三个转子叶片8、9和10。

图2示出了转子叶片调节系统12的叶片角度调节驱动器14中的一个的示意方框图，这里，配置成直流电动机的电动机20与连接到电源21从而由电源21供电的转换器13中的一个电连接。此外，转换器13连接至控制转换器13的控制装置22。转换器13包含整流器23，具有电容器24的中间电路，和直流斩波器25。电动机20与转子叶片8机械连接，该转子叶片8能够由电动机20驱动而围绕转子叶片轴线15旋转。

从图3可看出，转换器13包含电流监测单元26，电流监测单元26借助电流表27检测电动机电流(输出电流)IM，并按照电动机电流IM，生成表征转换器13的负载的负载信号UB，借助于附加单元28的互连，所述负载信号被或者可被提供给限流单元29。只要负载信号UB低于阈值US，限流单元29就把电动机电流IM限制为峰值电流IS。如果负载信号UB达到或超过阈值US，限流单元29将电动机电流IM降低到标称电流IN，该标称电流IN小于峰值电流IS。标称电流IN优选为峰值电流IS的一半。

在图3中，仅示出了附加单元28的一部分，附加单元28包含能够利用开关信号30切换的开关S1。开关S1由例如晶体管或继电器形成。在图示的与附加单元28的启用状态对应的状态下，切换到限流单元29的不是负载信号UB，而是信号U0，其表征转换器13的无载状态，从而未达到或超过阈值US。然而，开关信号30可将开关S1切换到第二位置，在所述第二位置，限流单元29被供给负载信号UB，这是在附加单元28的停用状态下的情况。在附加单元28的启用状态下，对限流单元29来说，决不会出现转换器13的过载状态，因此持续提供峰值电流IS，作为输出电流IM。

图4示出速度监测系统的示意方框图，速度监测系统包括控制电动机20的速度n的速度控制器31，所述速度由速度传感器33检测，并作为实际速度值n_实际被提供给速度控制器31。此外，设定值发生器42将设定的速度值n_设定提供给速度控制器31。如果不能获得实际速度值n_实际，那么可切换到速度控制器31的受控运行，为此，速度控制器31包括速度控制单元34和能够由开关信号35启动的开关S2。开关S2由例如晶体管或继电器形成。另外示意示出了构成实际控制器的速度调节单元32。在开关S2的图示位置，速度控制器31被切换成在没有实际速度值的情况下可能的受控运行。然而，通过借助开关信号35，切换开关S2，电动机20被切换成在没有实际速度值的情况下不可能的受控运行。

在图3和4中，仅仅示意性地示出了单元26、28和31，单元26、28和31是利用结合到转换器13中的数字计算机36数字实现的。这相应地适用于调压器37，在附加单元28的启用状态下，借助调压器37，能够控制中间电路电压UZ，从而能够将中间电路电压UZ保持在预定限度内。此外，监测转换器13的接口38，控制装置22通过接口38连接到转换器13。如果经接口38在控制装置22和转换器13之间存在有缺陷的连接，那么借助转换器13的应急运行启动输入39而启动应急运行，因为用计算机36或控制装置22实现的接口监测单元43生成适当的应急运行启动信号，并将所述信号提供至应急运行启动输入39。

在应急运行期间，优选持续启用附加单元28，而不管应急运行是通过例如接口38或者通过输入39而外部启动的，还是由单元中的一个或者由数字计算机36内部启动的。

在图6中，示意绘出了负载信号UB随着时间t的曲线，其中U0表征在时间t 0，转换器13的无载状态。在这种情况下，作为电动机电流IM，最大可能峰值电流IS持久流动，以致负载信号UB稳定增大。在时间t1，开关S1被闭合，负载信号UB被重置为无载状态U0。从而峰值电流IS继续流动，在绘出电动机电流IM随着时间t的曲线的图7中，可看出这一点。在开关时间t 1，电压UB具有表征转换器13的加载状态的值U1。值U1介于无载状态的值U0和表征转换器13的过载状态的值US之间。图6示出表征转换器13的过载状态的阈值电压US。

下面，将假定在时间t1，开关S1未被闭合，以致在峰值电流IS继续流动的情况下，在时间t2，电压UB达到阈值US(图6中以虚线表示)，这导致输出电流IM立即降到小于峰值电流IS的标称电流IN(图7中用虚线表示)。限流单元29将电动机电流IM降低到标称电流IN。

图8是转子叶片8的示意横截面视图，其中α表示转子叶片8相对于空气(风)的流动方向40的俯仰角。通过围绕转子叶片轴线15旋转转子叶片8，能够把转子叶片8设定在不同的位置，虚线视图41示出设定在安全位置的转子叶片8。

图9示意性地示出多个监测单元26、43、46、47和在启用状态下，阻止监测单元中断转换器13的运行的附加单元28。还示出了中断启动单元44，中断启动单元44的启动会导致转换器13的中断。为启动中断启动单元44而设置的监测单元的输出连接到逻辑单元45的输入，逻辑单元45实现其输入的逻辑“或”运算，并提供该逻辑运算的结果作为输出信号。连接在逻辑单元45的输出和中断启动单元44之间的是逻辑单元48，逻辑单元45的输出连接到逻辑单元48的一个输入，附加单元28连接到逻辑单元48的另一个输入。逻辑单元48实现其两个输入的逻辑“与”运算，并将该逻辑运算的结果作为输出信号传给中断启动单元44。在启用状态下，附加单元28不断向逻辑单元48发送逻辑低电平，以致阻止中断启动单元44的启动，而不管监测单元的输出信号。这种情况下，逻辑单元48即不断向中断启动单元44发送逻辑低电平，该中断启动单元44的启动要求逻辑高电平。

然而，在停用状态下，附加单元28不断向逻辑单元48发送逻辑高电平，以致任意监测单元能够启动中断启动单元44，因为一个或多个监测单元将逻辑高电平作为输出信号，提供给逻辑单元45，逻辑单元45随后向逻辑单元48提供高电平。从而，逻辑单元48向中断启动单元44提供逻辑高电平，从而启动中断启动单元44，导致转换器13的中断。附加单元28可通过启动信号49启用和停用。

图9示意性地示出速度监测单元46和中间电路电压监测单元47。速度监测单元46监测电动机20的实际速度值n_实际，如果失去该速度值，那么在附加单元28被停用的情况下，启动转换器13的运行中的中断。此外，中间电路电压监测单元47监测中间电路电压UZ，如果中间电路电压在容许范围之外，并且如果附加单元28被停用，那么起动转换器13的运行中的中断。

参考图9说明的附加单元28的运行模式及其与其它单元的协作只是一个例子，也可以不同的方式来实现。附加单元28及其与其它单元的协议优选完全或部分用计算机36以数字方式实现。其它单元也优选完全或部分用计算机36以数字方式实现。

附图标记的列表

1    风力发电机

2    基座

3    塔架

4    发电室

5    支撑物/支架

6    转子

7    转子轮毂

8    转子叶片

9    转子叶片

10   转子叶片

11   发电机

12   叶片角度调节系统

13   转换器

14   叶片角度调节驱动器

15   转子叶片轴线

16   转子叶片轴线

17   转子叶片轴线

18   风

19   转子轴线

20   电动机

21   电网，最好是交流电网

22   控制装置

23   整流器

24   中间电路电容器

25   直流斩波器

26   电流监测单元

27   电流表

28   附加单元

29   限流单元

30   开关信号

31    速度控制器

32    速度调节单元

33    速度传感器

34    速度控制单元

35    开关信号

36    数字计算机

37    调压器

38    接口

39    转换器的外部输入

40    流动方向

41    转子叶片的安全位置

42    设定值发生器

43    接口监测单元

44    中断启动单元

45    逻辑单元，或门

46    速度监测单元

47    中间电路电压监测单元

48    逻辑单元，与门

49    启用信号

IM    电动机电流

UB    负载信号

US    阈值

U0    表征无载状态的信号

U1    开关时的负载信号的值

UZ    中间电路电压

S1    开关

S2    开关

IS    峰值电流

IN    标称电流

n     电动机的速度

n_actual 实际速度

n_set    设定速度

t0      开始时间

t1      开关时间

t2      过载的时间

α      俯仰角

Claims (15)

1.用于风力发电机的叶片角度调节驱动器，包括

至少一个电力转换器(13)，

至少一个电动机(20)，其与所述转换器(13)电连接，并且由或者能够由所述转换器(12)供电，

至少一个监测单元，其监测所述转换器(13)的运行，并且借助所述监测单元识别或者能够识别所述转换器(13)的运行中的一个或多个误动作，从而据此中断或者能够至少临时地中断所述转换器(13)的运行，

其特征在于还包括

至少一个可启动的附加单元(28)，所述附加单元的启动阻止或者能够阻止在应急运行期间，所述监测单元对所述转换器的运行的中断。

2.根据权利要求1所述的叶片角度调节驱动器，其特征在于

通过电流监测单元(26)，监测或者能够监测所述转换器(13)提供给所述电动机(20)的输出电流(IM)，并且据此确定或者能够确定所述转换器(13)的负载，

通过至少一个限流单元(29)，在所述转换器(13)的过载状态下，最大可能输出电流(IM)被或者能够被降低至标称值(IN)，所述标称值(IN)小于峰值(IS)，该峰值(IS)是在非过载状态下转换器(13)提供或者能够提供的最大可能输出电流(IM)，

通过所述附加单元(28)的启动，与在所述启动时的所述转换器(13)的负载无关，在应急运行期间，持久地提供或者能够持久地提供所述峰值电流(IS)，以作为所述最大可能输出电流(IM)。

3.根据权利要求1或2所述的叶片角度调节驱动器，其特征在于

通过速度检测单元(46)，监测或者能够监测表示所述电动机(20)的速度的实际速度值(n_实际)，

通过至少一个速度控制器(31)，在考虑所述实际速度值(n_实际)的时候，控制或者能够控制所述电动机(20)的速度(n)，

通过所述附加单元(28)的启动，当失去所述实际速度值(n_实际)时，速度控制器(31)被或者能够被转变成运行控制模式，以致在应急运行期间，控制或者能够控制所述电动机(20)的速度(n)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的叶片角度调节驱动器，其特征在于

与所述电动机(20)连接的至少一个转子叶片(8)由或者能够由所述电动机(20)驱动而绕转子叶片轴线(15)旋转。

5.根据权利要求4所述的叶片角度调节驱动器，其特征在于当进行应急运行时，所述转子叶片(8)绕所述转子叶片轴线(15)被或者能够被旋转至安全位置。

6.根据权利要求5所述的叶片角度调节驱动器，其特征在于

通过接口监测单元(43)，监测或者能够监测所述转换器(13)的接口(38)，通过所述接口(38)，可将所述转换器(13)电连接至控制装置(22)，

当在所述转换器(13)与所述控制装置(22)之间存在缺陷连接时，所述转换器(13)被或者能够被启动，以进行应急运行，从而将或者能够将所述转子叶片(8)旋转至安全位置。

7.根据权利要求5或6所述的叶片角度调节驱动器，其特征在于

所述转换器(13)包括中间电路，该中间电路连接在整流器(23)与直流斩波器或换流器(25)之间，并且存在中间电路电压(UZ)，

由于所述附加单元(28)的启动，在应急运行时，控制或者能够控制所述转换器(13)的中间电路电压(UZ)。

8.根据前述任意权利要求中任一项所述的叶片角度调节驱动器，其特征在于

所述单元完全或部分由数字计算机(36)形成。

9.一种用于控制风力发电机中叶片角度调节驱动器的转换器的方法，其中

与所述转换器(13)电连接的至少一个电动机(20)由所述转换器(13)供电，

监测所述转换器(13)的运行的误动作，如果发生误动作，那么至少临时地中断转换器(13)的运行，

其特征在于

通过所述转换器(13)的附加功能的启用，在应急运行期间，阻止因误动作的发生而中断所述转换器(13)的运行。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于

监测由所述转换器(13)提供给所述电动机(20)的输出电流(IM)，并据此确定所述转换器(13)的负载，

在所述转换器(13)的过载状态下，将最大可能输出电流(IM)降低至标称值(IN)，所述标称值(IN)小于峰值(IS)，该峰值(IS)是在非过载状态下所述转换器(13)提供的作为所述最大可能输出电流(IM)，

通过所述启动，与在所述启动时的所述转换器(13)的负载无关，在应急运行期间，持久地提供所述峰值电流(IS)，作为所述最大可能输出电流(IM)。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于

监测表示所述电动机(20)的速度(n)的实际速度值(n_实际)，在考虑所述实际速度值(n_实际)时，控制所述电动机(20)的速度(n)，

作为启动的结果，当失去所述实际速度值(n_实际)时，控制所述电动机(20)的速度(n)。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于所述电动机(20)使所述转子叶片(8)绕转子叶片轴线(15)旋转。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于在应急运行期间，所述转子叶片(8)被旋转至安全位置。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于

监测在所述转换器(13)与控制装置(22)之间的电连接(36)，

作为所述启动的结果，当在所述转换器(13)与所述控制装置(22)之间存在有缺陷连接(36)时，启动所述转换器(13)，以进行应急运行，从而将所述转子叶片(8)旋转至安全位置。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于作为所述启动的结果，在应急运行时，控制所述转换器(13)的中间电路电压(UZ)。

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