CN103061978A - 桨距调节装置 - Google Patents

桨距调节装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103061978A
CN103061978A CN2012104012901A CN201210401290A CN103061978A CN 103061978 A CN103061978 A CN 103061978A CN 2012104012901 A CN2012104012901 A CN 2012104012901A CN 201210401290 A CN201210401290 A CN 201210401290A CN 103061978 A CN103061978 A CN 103061978A
Authority
CN
China
Prior art keywords
controlling device
piston
pitch controlling
motor
pitch
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.)
Pending
Application number
CN2012104012901A
Other languages
English (en)
Inventor
泽基·艾丹
卡恩·托尔加·比泽尔
英戈·盖尔
克劳斯·奥伯恩德费尔
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN103061978A publication Critical patent/CN103061978A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/48—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant
    • F02C9/56—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant with power transmission control
    • F02C9/58—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant with power transmission control with control of a variable-pitch propeller
    • 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
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/79—Bearing, support or actuation arrangements therefor
    • 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
    • F05B2270/50—Control logic embodiment by
    • F05B2270/506—Control logic embodiment by hydraulic means, e.g. hydraulic valves within a hydraulic circuit
    • 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
    • F05B2270/60—Control system actuates through
    • F05B2270/604—Control system actuates through hydraulic actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/79—Bearing, support or actuation arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/50—Control logic embodiments
    • F05D2270/56—Control logic embodiments by hydraulic means, e.g. hydraulic valves within a hydraulic circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/60—Control system actuates means
    • F05D2270/64—Hydraulic actuators
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于风力发电设备的桨距调节装置（101，102，103，104），该桨距调节装置具有转速能发生变化的电机（2，3，4，5）、定量泵（7，8，9，10）以及活塞（11，12，13）。桨距调节装置（101，102，103，104）能集成在风力发电设备（50）的轮毂（54）中。

Description

桨距调节装置
技术领域
本发明涉及一种桨距调节装置。
背景技术
桨距调节装置在风力发电设备中用来调节风力发电设备的转子叶片的旋转。风力发电设备可以具有一个转子叶片或也可以具有多个转子叶片。通常的数量是三个转子叶片。风力发电设备的吊舱甚至也可在其位置上转动。
在风力发电设备中，例如要根据风速来调节转子叶片的叶片角度（桨距调节）。并且，在例如电网失灵的紧急情况下，还要确保叶片角度被调节至安全的最终位置。此外，还要能够确保其他的任务，例如整个塔筒对准风向（方位角调节）、以及转子运动的制动（转子制动）或塔筒运动的制动（方位角制动）。为求简化，桨距调节装置被理解为这样一种装置，该装置不仅用于转子叶片的桨距调节，而且也用于方位角调节。
可纯电力地实现方位角调节与转子叶片调节。这例如通过电动小齿轮与在吊舱或者说各个转子叶片的底部上的链齿之间的咬合来实现。
此外还设有用于桨距调节与方位角调节以及用于转子制动与方位角制动的液压系统。在此，例如通过液压线性轴实现桨距调节，对于调节所必需的阀门则直接布置在线性轴上。在吊舱中通过可调的液压泵产生所需要的液压，并且通过回转接头将该液压导向轮彀。借助一个电机来驱动可调的液压泵。该方法一方面需要为液压油提供较大的油箱容量，并且另一方面在阀门的控制边缘上耗费了大量能量。由于可调的液压泵也会带来极大的能量损耗。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种更加有效的桨距调节装置。
该目的通过这样一种桨距调节装置得以实现，该桨距调节装置具有转速能发生变化的电机、定量泵以及活塞。其他解决方案由根据权利要求1至8所述的装置中得出。
转速能发生变化的电机驱动定量泵，用于桨距调节的活塞可借助该定量泵通过液压液体驱动。电机例如是同步电机或者异步电机。定量泵不是能调节的泵，因而能够避免在使用能调节的液压泵时所产生的损耗。由此就以简单的方式实现了减少用于桨距调节的液压设备的能耗。通过用至少一个以能发生变化的转速运转的泵（通常是一个供油量固定的泵）来替换通常存在的、以恒定转速运转的可调泵，来实现能耗的减少。以能发生变化的转速运转的泵被称作定量泵，以能发生变化的转速进行的运转则取决于相耦合的电机的能发生变化的转速。这由此得出，即供油量与相耦合的电机的转速相关。
例如在由于转速可能的减小以及由此明显较低的、一个电动机或多个电动机的功率消耗而引起的调节操作更少的循环中，就会实现节能。可进一步使用阀门用于桨距调节。转速能发生变化的泵可被布置在风力发电设备的吊舱的中心。
通过使用可调电机，可通过电机的调节装置来影响液压的体积流量。
在桨距调节装置的一种实施方式中，定量泵直接与活塞耦合。其中，一个定量泵可分别对应于一个活塞。
若定量泵直接与活塞相连接，那么，就不再在定量泵与活塞之间连接任何阀门。因此，通过泵布置，即这种可完全无需使用调节阀门的设计，正好实现了更大的节能潜力。这些布置可以有利于避免例如在调节阀门的控制边缘（Steuerkante）上随着通常为15巴至20巴的压力降所产生的能量损耗。
包括两个泵且对应于各一个线性轴的布置构成了一种可能的方法（一个电动机/泵组合位于活塞一侧上，另一个电动机/泵组合位于环的一侧上）。另外，为紧急回程方案例如或者设置用于驱动的电容缓冲装置（Kondensatorpufferung），或者设置液压蓄压器。
在另一种实施方式中，一个电机分别对应于一个活塞。其中，可在该实施方式中为每个活塞设置一个蓄压器。在此可如此来实现活塞与液压系统的连接，即每个活塞均连接到两个蓄压器上。
由于放弃使用阀门，桨距调节装置的结构可更加紧凑。那么，桨距调节装置就可被集成到风力发电设备的轮彀中。因此，甚至也可不需要为液压而设置回转接头。
可通过电容器来确保对于紧急调节所需的能量，电容器用于支持电机的变流器的中间电路。
然而，也可通过蓄压器来确保、或者至少辅助紧急调节。
所示的一种改进的桨距调节装置的变型使得不仅能够实现更低的能量需求，同时也能通过消耗量被调节的油循环来减小油体积。
附图说明
借助附图示例性地对本发明予以进一步说明。图中示出：
图1为根据现有技术的第一桨距调节装置100；
图2为根据本发明的第一桨距调节装置102；
图3为根据本发明的第二桨距调节装置103；以及
图4为风力发电设备50。
具体实施方式
如图1的图示示出了一种桨距调节装置100，在该桨距调节装置中，能调节的液压泵6可借助不能调节的电机1驱动。液压液体通过分配系统30经过回转接头20被导向阀门17，18和19。通过阀门17，18和19可控制活塞11，12和13。活塞和阀门位于风力发电设备的轮彀中。电机和泵则位于风力发电设备的吊舱中。通过回转接头30实现耦合。为液压液体设置有贮箱21。
如图2的图示示出了一个伺服泵，伺服泵具有可调电机2和定量泵7。因此，与如图1的系统相比，降低了成本，并且提高了能效，因为可放弃使用可调泵（见图1）。桨距调节装置101的其他特点与图1所示的特点相类似。
如图3的图示示出了三个桨距调节装置102，103和104，其中，为风力发电设备的每个转子叶片分别设置一个桨距调节装置。各自的桨距调节装置102，103和104均具有一个可调电机3，4，5以及定量泵8，9和10。泵通过液压系统31至36与各自的活塞11至13相连接。活塞11至13与转子叶片14至16相耦合（在图4中以51，52标出）。具有弹簧28的蓄压器25至27用于能量缓冲，并且与活塞的接口相连接。泵8至10分别与密闭的、用于液压液体的贮箱22至24相连接。
因此在这种设计中，在线性执行机构（活塞）的一侧上使用蓄压器25至27，该蓄压器在活塞移出时容纳了在环的一侧上所挤出的液压机油。若轴现在向另一个方向上运动，则在蓄压器内所存储的能量就用于使轴重新回调。另一个腔体中的油会通过泵重新流回到贮箱22至24，贮箱同样可被用作为蓄压器（低压）。因此，整个布置可被安装到旋转的轮彀中，使得取消了复杂的、用于通常3个桨距轴的液压回转接头，并且仅还需要电的旋转传感器连接装置（Drehgeberverbindung）以便提供驱动技术，旋转传感器连接装置也用在电的桨距调节中。线性轴可设计为对称的（活塞面积相同），或者也可设计为非对称的（在环的一侧上的活塞面积较小）。
如图4的图示示出了风力发电设备50的轮彀54。具有转子叶片51和52的轮彀54可相对于吊舱53转动，吊舱自身又可旋转地安置在塔杆55上。

Claims (8)

1.一种桨距调节装置（101，102，103，104），所述桨距调节装置具有转速能发生变化的电机（2，3，4，5）、定量泵（7，8，9，10）以及活塞（11，12，13）。
2.根据权利要求1所述的桨距调节装置（101，102，103，104），其中，所述电机（2，3，4，5）是能调节的。
3.根据权利要求1或2所述的桨距调节装置（101，102，103，104），其中，所述定量泵（7，8，9，10）直接与所述活塞耦合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的桨距调节装置（101，102，103，104），其中，一个定量泵（8）分别对应于一个活塞（11）。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的桨距调节装置（101，102，103，104），其中，一个电机（3）分别对应于一个活塞（11）。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的桨距调节装置（101，102，103，104），所述桨距调节装置具有蓄压器（25，26，27）。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的桨距调节装置（101，102，103，104），其中，所述活塞（11，12，13）与两个储存装置（22，23，24，25，26，27）相连接。
8.一种风力发电设备（50）的轮毂（54），所述轮毂具有根据权利要求1至7中任一项所述的桨距调节装置（101，102，103，104）。
CN2012104012901A 2011-10-19 2012-10-19 桨距调节装置 Pending CN103061978A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11185789.2 2011-10-19
EP11185789.2A EP2584192A1 (de) 2011-10-19 2011-10-19 Pitchverstelleinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103061978A true CN103061978A (zh) 2013-04-24

Family

ID=44910136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012104012901A Pending CN103061978A (zh) 2011-10-19 2012-10-19 桨距调节装置

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2584192A1 (zh)
CN (1) CN103061978A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107387293A (zh) * 2017-07-26 2017-11-24 华自科技股份有限公司 回转体供油控制系统和新型回转供油变桨式水轮机

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013212937A1 (de) * 2013-07-03 2014-07-10 Voith Patent Gmbh Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Leitschaufeln einer hydraulischen Maschine
DE102014013570A1 (de) * 2014-09-18 2016-03-24 Conveni Gmbh Stellsystem, Windenergieanlage und Verfahren zum Ausrichten und/oder Nachführen eines Maschinenhauses und/oder eines Rotorblattes
NL2019045B1 (en) * 2017-06-09 2018-12-17 Delft Offshore Turbine B V Wind turbine generator with hydraulic pump

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030077183A1 (en) * 2001-10-24 2003-04-24 Snecma Moteurs Electrohydraulic actuator
CN101583793A (zh) * 2006-10-11 2009-11-18 歌美飒创新技术公司 风轮机叶片桨距系统
CN101918709A (zh) * 2007-11-09 2010-12-15 莫戈公司 用于控制风轮机的叶片间距的电液致动器
US20110142596A1 (en) * 2010-06-29 2011-06-16 Jacob Johannes Nies Method for monitoring a component in a hydraulic circuit, monitoring device and fluid turbine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20017994U1 (de) * 2000-10-19 2001-02-08 Steven Joachim Hybrider Pitch-Antrieb für Windkraftanlagen
DE10146968A1 (de) * 2000-12-12 2002-06-13 Bosch Rexroth Ag Windrad
DE20317749U1 (de) * 2003-11-18 2005-03-24 Hawe Hydraulik Gmbh & Co Kg Elektrohydraulische Regenerativ-Steuervorrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030077183A1 (en) * 2001-10-24 2003-04-24 Snecma Moteurs Electrohydraulic actuator
CN101583793A (zh) * 2006-10-11 2009-11-18 歌美飒创新技术公司 风轮机叶片桨距系统
CN101918709A (zh) * 2007-11-09 2010-12-15 莫戈公司 用于控制风轮机的叶片间距的电液致动器
US20110142596A1 (en) * 2010-06-29 2011-06-16 Jacob Johannes Nies Method for monitoring a component in a hydraulic circuit, monitoring device and fluid turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107387293A (zh) * 2017-07-26 2017-11-24 华自科技股份有限公司 回转体供油控制系统和新型回转供油变桨式水轮机
CN107387293B (zh) * 2017-07-26 2019-01-04 华自科技股份有限公司 回转体供油控制系统和新型回转供油变桨式水轮机

Also Published As

Publication number Publication date
EP2584192A1 (de) 2013-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2348825T3 (es) Procedimiento de alimentaciã“n en energia de accionadores asociados a un tren de aterrizaje de aeronave.
CN103004060B (zh) 用于风轮机、潮汐涡轮机或水轮机的高度一体化的能量转换系统
CN102119272B (zh) 工作缸驱动装置
CN102877495B (zh) 一种挖掘机动臂势能回收混合动力系统
US20160061185A1 (en) Hydraulic system
CN103061978A (zh) 桨距调节装置
CN105190025A (zh) 水重力回路发电装置（wglpp）
CN202326031U (zh) 风力或潮汐能源收集转换系统
JP4480051B1 (ja) 圧力負荷装置を有する天秤使用の重力発電装置と連結するハイブリット発電装置。
CN103552457B (zh) 油/电混合动力旋挖钻机传动系统
US9890767B2 (en) Wind energy system with a pitch adjustment system
CN110805521A (zh) 一种新型的储能式液压型风力发电机组调频控制系统及控制方法
CN202451363U (zh) 具有液压式叶片变桨系统的风轮机
CN105464905A (zh) 风气发电装置及风气发电装置多机并联矩阵系统
CN102606411A (zh) 垂直轴多级双叶片双向旋转风力发电装置及发电控制方法
JP5438240B1 (ja) フライホィール発電装置
CN201486765U (zh) 一种风力发电装置
CN202745096U (zh) 一种挖掘机动臂势能回收混合动力系统
CN104204513B (zh) 液压式风力发电装置及其方法
CN208153248U (zh) 一种液压蓄能发电机组
CN204357637U (zh) 风气发电装置及风气发电装置多机并联矩阵系统
CN109667714B (zh) 液体静压变桨系统及其控制方法
CN208715474U (zh) 一种多旋翼无人机
CN210455231U (zh) 一种全电动倾转旋翼无人机
CN203604121U (zh) 一种多层分流式垂直轴风机液压定速发电系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130424