CN113474550A - 用于保持风力发电机的可动部分的方法 - Google Patents

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Abstract

为了使得风力发电机(1)的调节设备(10)的可动部分能够更可靠地保持在风力发电机处,规定在保持之前,使驱动轴(11‑1、11‑2、11‑3、11‑4)这样相对于彼此张紧,即,通过使至少一个驱动轴(11‑1)相对于其它驱动轴(11‑2、11‑3、11‑4)旋转,并且通过实施对驱动轴(11‑1、11‑2、11‑3、11‑4)的位置控制来借助控制驱动轴(11‑1、11‑2、11‑3、11‑4)而维持在保持开始时所实现的对驱动轴(11‑1、11‑2、11‑3、11‑4)的张紧,其将驱动轴(11‑1、11‑2、11‑3、11‑4)控制到在保持开始时驱动轴(11‑1、11‑2、11‑3、11‑4)的驱动电机(12‑1、12‑2、12‑3、12‑4)的各个初始位置中。

Description

用于保持风力发电机的可动部分的方法
本发明涉及一种借助调节设备来保持风力发电机的可动部分的方法,其中,调节设备包括至少两个驱动轴,每个驱动轴具有驱动马达,至少两个驱动轴与可动部分机械联接,其中,在保持之前,通过使至少一个驱动轴相对于其它驱动轴旋转来使驱动轴相对于彼此张紧,并且借助控制驱动轴来维持在保持开始时实现的对驱动轴的张紧。本发明还涉及具有这种用于保持可动部分的调节设备的风力发电机。
风力发电机通常具有用于风力发电机的不同可动部分的调节设备,例如是转子叶片调节或方位角调节,从而能针对变化的风力条件(风力强度、风向等)调整风力发电机,并且借此主要提高能量输出。这些调节设备常常具有多个较小的、共同作用的驱动马达,而不是单个较大的驱动马达。驱动马达通过传动小齿轮通常作用到共同的链轮齿上,从而调节风力发电机的可动部分。链轮齿在此常常是位置固定地固定,例如在方位角调节时布置在塔处,或在吊舱的轮毂(作为准静止部分)处用于转子叶片调节。驱动马达与传动小齿轮一起布置在可动部分处。但是,这一结构也可以是反过来的。在此情况下,可动部分和位置固定部分通过轴承,滚动轴承或滑动轴承相互连接。在驱动马达与传动小齿轮之间通常也布置有传动机构、常常是行星齿轮,该行星齿轮作为液力变矩器起作用,即,驱动马达的高转速和低转矩在传动小齿轮处的低转速的情况下转化为高转矩。此外,常常尤其是在滚动轴承的情况下,也设有制动装置、通常大多数情况下是液压的调节制动器,从而能对风力发电机的可动部分制动或固定。在滑动轴承的情况下,通常不设有大多数情况下为液压的制动装置。在制动装置中可设有位置固定的制动环,布置在可动部分处的制动块作用到该制动环上。这一布置(结构)也可以是反过来的。附加地或替代地,驱动马达也可配备有保持制动器(停止制动器)。
在风力发电机的调节设备的驱动轴中,即驱动马达(如果必要则有传动小齿轮与链轮齿之间的传动机构和啮合部)存在较大的机械间隙和较大的弹性。例如,在传动小齿轮的齿与链轮齿之间,范围在从0.5mm至1mm的间隙并不少见。附加地,在驱动轴中设有较大的传动比,传动比通常是在1:20000的数量级。因此,为了将驱动马达的转矩传递到链轮齿上,必须首先克服驱动轴中的间隙和弹性。为此,驱动马达的驱动轴的多次转动是必要的。
当不需要调节时,调节设备的可动部分通常通过调节制动器和/或驱动电机的保持制动器和/或通过滑动轴承中起作用的摩擦来保持。由于调节制动器或保持制动器的磨损或也由于滑动轴承中的磨损,可由此实现的、用于保持的制动效果可能会劣化。同样,风载荷可能变大使得可实现的制动效果不足以对可动部分进行保持。在这两种情况下,在有风时,可能会出现可动部分不受控制的、不期望的、与起作用的制动效果相抵抗的旋转。
从WO 2018/091144 A1和EP 2 495 435A1中也已经知道,使用驱动轴来保持调节设备的可动部分,为此在这两种情况下都使用了驱动轴的转速控制器。然而,仅借助这样的转速控制器不能防止在高的风荷载的情况下,可动部分抵抗通过驱动轴的保持的、不期望的额、不受控制的旋转。
因此,本发明的任务在于,提出一种实现对调节设备的可动部分更可靠的保持的方法和风力发电机。
根据本发明,该任务是通过使用位置控制来解决的,从而在保持开始时将驱动轴保持到起始位置中。只要借助驱动轴的控制维持张紧,就可以对可动部分进行保持。因此,驱动轴被主动用来对调节设备的可动部分进行保持。通过该控制,可动部分仅通过驱动轴进行保持,或可能的、现有的制动效果通过驱动轴支持来对可动部分进行保持。通过控制驱动轴来维持张紧,可以补偿由于可能的磨损而导致的现有制动效果的劣化。同样,调节制动器的尺寸也可以确定为更小,因为至少有一部分用于保持的制动效果可以由驱动轴提供。通过位置控制来保持张紧。同时,借此对可动部分的旋转进行补偿,例如当可动部分在保持时由于过大的风载荷而不期望地旋转时进行补偿。
对于保持而言,特别有利的是,在保持之前再次对驱动轴进行再张紧,因为这可以补偿张紧状态的可能的、不期望的变化,这使得能特别良好且可靠地保持。
在下文中将参照图1至图6更详细地阐释本发明,图1至图6示例地、示意性地且非限制地示出本发明有利的设计构造。附图中示出:
图1示出风力发电机的典型的实施形式,
图2示出具有作为风向跟踪的驱动轴的调节设备的一实施形式,
图3示出驱动轴在调节设备处的布置,
图4示出调节设备用于使可动部分旋转的调节,
图5示出对驱动轴的控制的有利的实施形式,以及
图6示出用于保持(停住)可动部分的驱动轴的张紧。
本发明不限制普遍性地、示例性描述用于风力发电机1的吊舱3的方位角调节(风向跟踪(件)7)。自然地,本发明也可在用于风力发电机1的可动部分的其它调节设备中使用,其中设有至少两个驱动轴11,例如用于调节转子叶片4的定位的转子叶片调节件6。
图1示出具有位置固定的塔2的典型的风力发电机1,吊舱3布置在塔2上。在吊舱3处布置有传动系统8,传动系统8通常由转子(毂5,在毂5处布置有转子叶片4)和发电机构成,它们通过轴相互连接,其中,轴自然对应地受支承。常常在传动系统8中、在发电机之前也设有传动装置并且可能也设有制动器。发电机由转子驱动。转子叶片4的定位可通过作为调节设备10的转子叶片调节件6来进行调节。同样地,吊舱3借助作为调节设备10的风向追踪件7布置为能围绕塔2的垂直轴线18旋转。转子叶片4或吊舱3由此是风力发电机1的可动部分,其根据需求进行调节,具体是进行旋转,例如从而根据当前的风改变转子叶片4的定位,或从而使吊舱3跟踪当前的风向。
图2中示出了风力发电机1的可动部分的根据本发明的调节设备10的驱动轴11,调节设备10在该情况下以风向跟踪件7为例。经由轴承17、在此是滚动轴承,吊舱3可旋转地布置在塔2处。吊舱3由此被支承为能围绕塔2的垂直轴线18旋转。此外,可设有调节制动器19,该调节制动器例如具有在塔2处的位置固定的制动环25,并且例如具有在吊舱3处可液压操作的制动钳26,这些制动钳26能与制动环25一起作用以供制动。驱动轴11为了调节与风力发电机1的可动部分机械联接,例如用于使可动部分旋转。轴承17自然也可实施为滑动轴承,并且调节制动器19也可省去。
驱动轴11由驱动马达12组成,该驱动马达驱动可动的联接部分27、在所示实施例中为传动小齿轮14,如图2所示。驱动马达12可以是电动机,例如是异步电动机、例如鼠笼式电动机,或例如是同步电动机,例如永磁体激励式或电磁激励式同步电动机。但是,驱动马达12也可以是液压马达或任何其它合适的马达。在驱动马达12和联接部分27(传动小齿轮14)之间通常还设有驱动传动机构13,例如是行星齿轮。传动小齿轮14共同作用,从而与在塔2处位置固定地布置的联接部分28机械联接,在所示实施例中为具有外啮合齿的链轮齿16。在传动小齿轮14旋转时,吊舱3可因此相对于塔2旋转,例如从而使吊舱3跟踪风向。调节设备10由至少两个这样的驱动轴11构成,其中,每个驱动轴11作用到同一个位置固定的联接部分28(链轮齿16)上。自然地,该布置仅是示例性的,并且也可实施为任何其它的。例如,链轮齿可实施为具有内啮合齿。同样地,链轮齿16可布置在吊舱3处(由此,可以与吊舱一起运动),并且驱动轴11位置固定地布置在塔2处。驱动马达12也可实施为具有电气、气动或液压停止制动器(保持制动器)23。由此,驱动轴11也可独立于或附加于调节制动器19被保持。具体实施形式对于本发明是不太重要的。
替代用于机械联接的传动小齿轮14和链轮齿16,用于传动轴11与风力发电机1的可动部分之间的机械联接的其它可动联接部分27和位置固定的联接部分28也是可能的,例如,分别由驱动马达12驱动的摩擦轮、皮带传动或链传动。
根据本发明,设有用于调节设备11的至少两个驱动轴11、例如是如图3所示的四个驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4(其中为了简化仅示出了驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4)。
如在上文阐释的,在驱动轴11中可插入较大的间隙,特别是在传动小齿轮14与链轮齿16之间的齿隙以及在调节驱动件13中的可能的齿隙,或是在其它机械联接中的间隙,以及出现较大的弹性,例如是由于传动比和抗扭强度。为了能将驱动马达12的旋转(扭)运动传递到风力发电机1的可动部分上,必须首先克服间隙和弹性。例如,所有起作用的传动装置的齿腹先必须沿旋转方向相互紧贴。然后才能由驱动轴11使风力发电机1的可动部分、在此是吊舱3运动。然而,为此可能需要驱动马达12非常多次的旋转。这可能在导致调节设备10的运动和控制方面的显著问题,尤其是因为同时较大的、外部的、动态的风力可能作用为调节设备10的载荷。
为了消除这一问题,可以使用驱动轴11的位置控制。借助驱动轴11的位置控制对驱动马达12的角位置进行调整。驱动轴11的位置控制主要特征在于,设有驱动马达12(或等同地为驱动轴11的其它部分)的位置反馈,该位置反馈在驱动控制单元24(硬件和/或软件)中进行处理,从而调整驱动马达12(或等同地为驱动轴11的其它部分)的角度位置,所述驱动控制单元例如由驱动放大器20(硬件和/或软件)和调节控制单元21(硬件和/或软件)构成。驱动放大器20可在此也集成在驱动马达12中。为了进行位置反馈,在驱动马达12处可设有角度位置传感器15,该角度位置传感器提供作为位置实际值的传感器值M,根据该位置实际值可以推出驱动马达12的旋转角度。这样的角度位置传感器15以不同的实施形式充分已知,例如作为旋转编码器或解角器。驱动放大器20产生对于驱动马达12必需的调节变量,例如用于电驱动马达12的电力供应,例如用于作为驱动马达12的三相电机的三个相电压U、V、W,从而在每个时间点实现所期望的旋转运动。对于其它类型的驱动马达12,自然地也可使用其它调节变量,例如用于液压阀的调整命令或在液压马达的情况下是用于液压泵的调整命令。驱动放大器20也可处理控制信号S以进行位置控制,控制信号S例如由调节控制单元21(硬件和/或软件)提供。驱动控制单元24或调节控制单元21可又由风力发电机1的设备控制装置22进行控制。驱动控制单元24或调节控制单元21当然可在设备控制装置22中执行、例如作为软件执行。调节控制单元21和驱动放大器20可作为共同的硬件执行。同样可能的是,调节控制单元21、驱动放大器20和设备控制装置22作为共同的硬件来执行。同样,多个驱动放大器20在共同的硬件中执行,该硬件受调节控制单元21控制。在一有利的设计构造中,设有调节控制单元21,该调节控制单元控制驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的至少一个驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4、成组的驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4或所有驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4。每个驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的驱动控制单元24-1、24-2、24-3、24-4则例如由同样的调节控制单元21和相应的驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4构成。驱动放大器20或也是调节控制单元21或总体上为驱动控制单元24也可控制驱动马达12的可能现有的停止制动器23。
将根据图4,以具有四个驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的调节设备10为例(如图3所示)阐释调节设备10的根据本发明的方法。
在调节开始时,优选地,关闭驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4的可能现有的保持制动器23,并且关闭可能现有的调节制动器19。在t0时刻,上一级的设备控制装置22将用于调节的指令B给到驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的驱动控制单元24-1、24-2、24-3、24-4,在所描述的实施例中是给到调节控制单元21,调节控制单元21控制至少一个驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4。因此,可能现有(存在)的并且关闭的停止制动器23作为准备性操作被松开。
作为根据本发明的方法的第一步骤,在原本的调节之前、优选地在风力发电机1的可动部分的静止状态中,张紧驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4。为此,至少一根驱动轴11-1相对于其它驱动轴11-2、11-3、11-4旋转。例如,为了张紧,至少一个驱动轴11-1可沿其它驱动轴11-2、11-3、11-4的相反的旋转方向运动。替代地,也可通过所有驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4沿相同的旋转方向旋转来张紧,但是其中,至少一根驱动轴11-1比其它驱动轴11-2、11-3、11-4旋转得更慢,或通过在其它驱动轴11-2、11-3、11-4旋转、优选地但非强制地沿相同旋转方向旋转期间,使至少一根驱动轴11-1停止来张紧。当然,这些张紧的可能性也可组合。在张紧状态中,借助已知的、预先给定的或经配置的转矩使驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4不会进一步旋转,由此克服了间隙和弹性。这一力矩当然通过驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4和/或驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的部件进行限制,从而避免损坏或过载。
张紧可基本上任意地进行,例如借助在驱动控制单元24-1、24-2、24-3、24-4中的驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的转速控制、转矩控制或位置控制。如果对于每个驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4应调整期望的转矩以进行张紧,则优选地使用转矩控制,即,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4调整期望的、例如由调节控制单元21或设备控制装置22之一预先给定的或配置的张紧力矩。在此也可规定,各单独的驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的所有所产生的驱动力矩的总力矩不必是零。也可调整与可动部分的期望的旋转方向相反的剩余力矩,其然后用作制动力矩,从而用作相对于外部作用的风的阻尼。在张紧时,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4旋转直到克服了机械间隙和弹性为止,这也是可以借助转速控制或位置控制实现的。
在图4的示例中示出了驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的转速n1、n2、n3、n4。显然的是,第一驱动轴11-1调整转速n1,该转速与其它驱动轴11-2、11-3、11-4的转速n2、n3、n4相反地定向。在张紧状态中,可借助一定的、预先给定的或经配置的力矩使驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4不进一步旋转,因此四个驱动轴11的转速n1、n2、n3、n4下降到零。
在张紧状态中,大多数时候(在任何情况下都)存在的调节制动器19被松开,这根据实施形式可能持续几秒钟。在此应注意的是,张紧本身也可在松开调节制动器19的情况下执行或在不存在调节制动器19的情况下执行。在t1时刻,例如由设备控制装置22引入原本的调节过程。最迟在该时刻时,优选地是在该时刻之前,例如在张紧过程结束之后,调整为驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的位置控制。进行位置控制从而维持张紧。为此,所有驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4共同在维持张紧的情况下沿相同的旋转方向调节。在此情况下,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的张紧(张力)优选地不要下降、至少不要过强地下降,但可以增加。例如,这发生使得驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4对于彼此的相对位置通过位置控制而保持不变。在调节时,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4基本上调节为沿相同的旋转方向转过相同的旋转角度。因为由于不可避免的调节精度、测量精度、驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4中的与生产有关的偏差等,所以“基本上”因此是各单独的驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4中的旋转角度通常不会精确一致。
为了改进位置控制,也可执行主/从式控制,根据图5阐释该控制。图5示出实施例的四个驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4,分别具有驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4和所属的驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4(传动系统的其它部件、例如传动机构13出于简化目的并未示出)。(一个)驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4被确定为主驱动轴11-2,并且从调节控制单元21获得位置标称值(理论值)Sp。其它驱动轴11-1、11-3、11-4从主驱动轴11-2的驱动放大器20-2获得相应的位置标称值SS。从主驱动轴11-2传到从驱动轴11-1、11-3、11-4处的位置标称值SS优选地为借助主驱动马达12-2的角度位置传感器15获得的角度实际值MM。由此,从驱动轴11-1、11-3、11-4精确地遵循主驱动轴11-2的运动。然而,也可能的是,设有超过一个主驱动轴11-2,其中,为每个主驱动轴11-2分配有一些从驱动轴11-1、11-3、11-4。然后,如所述地进行对每个主驱动轴11-2及其从驱动轴11-1、11-3、11-4的控制。
在另一种设计构造中,位置标称值SP也可从调节控制单元21传递到所有从驱动轴11-1、11-3、11-4处以供调节。
也可设想这样的结合:设有至少一个主驱动轴11-2和至少一个从驱动轴11-1、11-3、11-4,并且其它从驱动轴11-1、11-3、11-4直接获得位置标称值SP
为了实现该控制,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4可相互连接用于数据通信,和/或通过合适的通信总线、例如POWERLINK或CAN而与调节控制单元21相互连接用于数据通信。
从例如呈旋转角度形式的位置标称值SP、SS和作为控制的实际值所获取的传感器值M(或者由此得出的旋转角度)中,在驱动放大器20中根据通常作为软件执行的调节器(例如在PID调节器中)计算出所需要的控制的调节变量,例如是电力供应(电源)U、V、W,该调节变量是被需要的,由此使位置实际值遵循位置标称值。代替电力供应,在驱动放大器20中也可计算其它数值作为调节变量,例如在已知的PWM(脉冲宽度调制,Pulsweitenmodulation)控制的情况下的占空比或脉冲/间隔比,该数值然后在驱动马达12中自行换算为电力供应。在该情况下,控制和功率电子(用于提供电力供应使用)也可分开。这类在驱动件中的位置控制是充分已知的,因此不必再进一步对其详细研究。
为了使所有驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4进行控制位置以对调节设备10进行调节,由调节控制单元21预先给出位置标称值SP,该位置标称值由驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4实现,例如像参照图5阐释的。在此,位置标称值SP自然对应于所需要的值,从而借助调节设备10使风力发电机1的可动部分旋转到期望的最终位置
Figure BDA0003231219970000091
中,例如沿期望的方向旋转10°。
该实现(转化)可再次以各种的方式进行。例如,在主驱动放大器20-2中可构造有速度斜坡,从而实现位置预先给定值,例如如图4所示。为此,主驱动轴11-2可在t1时刻首先以预先给定的或经配置的加速度、例如可能的最大加速度进行加速,直到实现预先给定的或经配置的调节速度nv为止。从驱动轴11-1、11-3、11-4如上所述地跟随该主运动。当然,所有的驱动轴或某些驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4也可从设备控制件21获得位置标称值SP,并且借助相同的速度斜坡实现。替代速度斜坡,当然也可实现每种其它的速度曲线。通过经配置的或预先给定的速度斜坡,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4会准时延迟,从而在速度斜坡的末端处实现期望的最终位置
Figure BDA0003231219970000092
例如是期望的旋转角度。这样的速度斜坡或任意其它的速度曲线是能简单地计算出的。
替代地,调节控制单元21当然同样可实现期望的速度曲线,并且以预先给定的时间步长、例如在毫秒范围内的时间步长向各驱动放大器20预先给定待调整的旋转角度。在此情况下,可再次执行主/从式构造,在该构造中,仅主驱动放大器20-2获得待调整的旋转角度,而从驱动轴11-1、11-3、11-4再次跟随,或者又可能是所有驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4从调节控制单元21获得旋转角度。
然而,也可能的是,调节控制单元21的设备控制件22(或驱动放大器20-1、20-2、20-3、20-4)仅给出用于沿期望的旋转方向调节的指令,并且驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4由此借助确定的速度曲线加速,直到实现调节速度nv为止,并且接着以调节速度nv继续旋转,直到设备控制件22给出停止的指令为止。为了停止,可以又执行或构造对应的速度曲线,例如具有直到停止状态为止的最大延迟的制动。这也可以优选地又以驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的主/从式构造来实现。
如图4中清楚的,驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4的转速n1、n2、n3、n4在借助位置控制进行调节时基本上(在可实现的精度之内)是相同的,因为调节的是基本上相同的旋转角度,从而维持驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的张紧。
在t2时刻,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4被置于停止状态中,由此调节运动结束。
之后,只要存在,驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4的停止制动器23和/或调节设备10的调节制动器19就可关闭。
在本发明的一有利的设计构造中,在本来的调节之前,即在t1时刻之前,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4再一次地重新张紧。在初始的张紧与本来的调节之间,例如在调节制动器19打开期间,可能由于外部作用的风载荷而产生调节设备10的不受控的调节。由此,张紧状态可能以不期望的方式改变,这可能对后续的调节产生负面影响。为了避免该情况,驱动轴11-1可使多个驱动轴或所有驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4再次重新张紧,从而再次产生经定义的张紧状态,例如期望的、起作用的总力矩。在根据图4的实施例中,第一驱动轴11-1再次这样地重新张紧,即通过第一驱动轴11-1的驱动马达12-1再次沿预先给定的旋转方向工作,直到实现期望的张紧状态为止。
本发明的另一优点在于,对风力发电机1的可动部分的停住(保持)仅借助调节设备10的驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4是可能的。由此,特别是在调节设备10的完全打开的调节制动器19的情况下,尽管有风,调节运动仍是可能的。然而,这也可用于保持调节设备10的可动部分,如下文所实施的。
如已经实施的,可动部分可通过调节制动器19来制动和/或通过在作为轴承17的滑动轴承中的摩擦和/或借助在驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4中的保持制动器23来制动。在所有情况下可能发生的是,外部风载荷是较大的,例如在离岸风力发电机遭遇台风的情况下,使得所施加的制动力矩被克服,并且风力发电机1的可动部分由于起作用的风而不受控地旋转。这会由于在调节制动器19或保持制动器23中不能避免的磨损而变得更糟,因为随着渐进的磨损,制动效果可能减弱。为了消除或至少缓和该问题,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4根据本发明也可用于使可动部分停住,例如用于制动支持。
为了保持,由此出发:驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4在保持开始时,在时间点t1时刻如上所述地张紧。为了保持,有利的是,在张紧时优选地均匀地分配驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4,即,例如,相同多的驱动轴11-1、11-2沿一个方向旋转和沿另一个方向旋转,因为风能使可动部分沿两个方向旋转。在如图3所示的四个驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的情况下,优选地使两个驱动轴11-1、11-2沿一个方向旋转从而张紧,而另外两个驱动轴11-3、11-4沿另一方向旋转,如图6所示。同样地,为了使可动部分停住,在张紧时,优选地调整成总力矩为零。
在张紧的驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的情况下,现在为了使可动部分停住,通过控制(调节)来保持驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的经调整的张紧(又在可能的精度内)。这借助位置控制来进行。只要张紧还有效,风力发电机1的可动部分就不会运动。在用于维持张紧的控制中,驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)可因此运动,从而补偿由于风可能产生的对张紧的外部干扰。
如果由于作用的风产生的外力太大,使得张紧被风克服,则这然而会导致可动部分的运动。因此,停住只能确保到某一确定的风载荷为止,该确定的风载荷又取决于经调整的张紧状态。可动部分的这些运动是可接受的,或可通过规则再修正。例如,在驱动控制单元24-1、24-2、24-3、24-4中可设有对可动部分的位置的叠加的规则,借助该规则在保持开始时对可动部分的初始位置进行控制。该规则可如上文对于可动部分的调节所描述的那样执行。
例如,可对于每个驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4预先给定作为位置标称值Sp的标称位置,该标称位置对应于保持开始时的初始位置或张紧之后的位置。为此,可例如对每个驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4预先给定相应的初始位置作为位置标称值Sp。由此,驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4通过位置控制保持在初始位置中,并且可能的、由于风导致的外部干扰由此被调整。如果尽管有工作的驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4,但是可动部分仍然由于作用的风而产生不期望的旋转,则初始位置可通过位置控制重建并且能校正可动部分的旋转。然而,也可对驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的相对于彼此的相对位置进行调整,由此可以进行可动部分的可能的旋转。可动部分的这样的旋转可以由对可动部分的位置的叠加的控制来进行补偿。
对可动部分的保持(停住)也可在关闭的调节制动器19的情况下进行,由此实现对调节制动器19的支持。如果在打开的调节制动器19的情况下或在没有调节制动器19的调节设备10的情况下进行对可动部分的保持,则驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4也可唯一地产生抵抗所作用的风的对可动部分进行保持(制动)的制动效果。
借助位置控制,保持的目的是借助驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4来抵抗起作用的风而固定住调节设备10的可动部分,这直到达一定的风载荷为止都是可能的。
因为驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4通常借助在马达轴上的通风机进行冷却,并且该通风机在停止状态中不旋转或在低转速的情况下仅缓慢旋转,优选地也可监测驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4的温度,从而避免热过载。为了将驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4的热载荷保持为尽可能低,当不需要介入任何控制时,停止制动器23可再次关闭。同样可设想的是,用信号向设备控制装置22和/或调节控制单元21发出关于热过载的警告。在该情况下,可中断对驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的停住(保持)。
为了执行对驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的保持,设备控制装置22可以给驱动控制单元24或驱动控制单元24的调节控制单元21一用于保持的指令。然后,只要驱动轴不是已经处于张紧的状态中,驱动控制单元24就用于驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的张紧。例如,如上文所述地进行张紧。在张紧之后或在获得用于保持(停住)的指令之后,例如,所有驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4的初始位置被储存,并且通过位置控制停住直到驱动马达12-1、12-2、12-3、12-4的经配置的最大转矩为止,该转矩也可达到传动机构13-1、13-2、13-3、13-4的最大力矩和/或最大待传递的转矩。
借助该停住,由于磨损导致失去的、损失的制动效果也可通过驱动轴11-1、11-2、11-3、11-4补偿。附加地,由此也可将风力发电机的制动系统、例如调节制动器19设计得更小并且由此成本更低。

Claims (8)

1.一种对具有调节设备(10)的风力发电机(1)的可动部分进行保持的方法,其中,所述调节设备(10)包括具有相应的驱动马达(12-1、12-2、12-3、12-4)的至少两根驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4),所述驱动轴与所述可动部分机械联接,其特征在于,在保持之前,通过使至少一根所述驱动轴(11-1)相对于其它的所述驱动轴(11-2、11-3、11-4)旋转来使所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)相对于彼此张紧,并且借助对所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)的控制来维持在所述保持开始时所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)所实现的张紧,其特征在于,使用对所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)的位置控制,从而将所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)保持到在保持开始时的初始位置中。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过至少一根所述驱动轴(11-1)沿与其它所述驱动轴(11-2、11-3、11-4)相反的旋转方向旋转来进行张紧。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过使所有驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)沿相同旋转方向旋转来进行张紧,其中,至少一根所述驱动轴(11-1)比其它所述驱动轴(11-2、11-3、11-4)旋转得更慢。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过使至少一根所述驱动轴(11-1)保持同时使其它所述驱动轴(11-2、11-3、11-4)旋转来进行张紧。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,在张紧时,将总力矩从零调整为所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)的各个驱动力矩之和。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)在保持开始之前再次被重新张紧。
7.一种具有调节设备(10)的风力发电机(1),所述调节设备用于保持使所述风力发电机(1)的可动部分,其中,所述调节设备(10)包括具有相应的驱动马达(12-1、12-2、12-3、12-4)的至少两根驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4),所述驱动轴与所述可动部分机械联接,其中设有驱动控制单元(24),所述驱动控制单元使至少一根所述驱动轴(11-1)相对于其它所述驱动轴(11-2、11-3、11-4)旋转以进行张紧,并且在所述驱动控制单元(24)中执行控制,从而维持在保持开始时所调整的张紧,其特征在于,执行所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)的位置控制,所述位置控制将所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)控制到在保持开始时所述驱动轴(11-1、11-2、11-3、11-4)的所述驱动马达(12-1、12-2、12-3、12-4)的相应的各初始位置中。
8.如权利要求7所述的风力发电机,其特征在于,所述调节设备(10)是风向跟踪件(7)或转子叶片调节件(6)。
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