DE102008011148A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Bremssystems einer Drehverbindung einer Windenergieanlage - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Bremssystems einer Drehverbindung einer Windenergieanlage Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Bremssystems einer Drehverbindung einer Windenergieanlage, wobei das Bremssystem mehrere an derselben Bremsscheibe angreifende Bremseinheiten aufweist und wobei die Drehverbindung mindestens einen Drehantrieb zum Verfahren der Drehverbindung aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß während des Verfahrens der Drehverbindung zumindest einige der Bremseinheiten einzeln nacheinander angesteuert und anschließend wieder in ihren jeweiligen Betriebszustand vor der Ansteuerung zurückversetzt werden und daß jeweils aus einem nach einer Ansteuerung einer Bremseinheit vorliegenden Wert einer Betriebsgröße des Drehantriebs der Funktionszustand der jeweils angesteuerten Bremseinheit ermittelt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Bremssystems einer Drehverbindung einer Windenergieanlage, wobei das Bremssystem mehrere an derselben Bremsscheibe angreifende Bremseinheiten aufweist, und wobei die Drehverbindung mindestens einen Drehantrieb zum Verfahren der Drehverbindung aufweist.
  • Windenergieanlagen weisen meist mehrere Drehverbindungen auf, beispielsweise eine Azimut-Drehverbindung zum Drehen des Maschinenhauses der Windenergieanlage um die Längsachse des Anlagenturms oder Blattverstelleinrichtungen zum Drehen der Rotorblätter um ihre Längsachse zur Einstellung des Blatteinstellwinkels. Die Drehverbindungen werden dabei üblicherweise von einem oder mehre ren Drehantrieben verfahren. Die Drehantriebe können elektrisch betrieben werden und beispielsweise durch Elektromotoren gebildet sein. Dabei sind üblicherweise Bremssysteme vorgesehen, die die Drehverbindungen abbremsen und in einer vorgegebenen Position arretieren. Die Bremssysteme können aber auch während des Verfahrens der Drehverbindung ein Resthaltemoment ausüben, um die Verfahrbewegung der Drehverbindung zu dämpfen und so zu vergleichmäßigen. Derartige Bremssysteme weisen üblicherweise eine Bremsscheibe auf, an der oftmals mehrere Bremseinheiten, wie Bremszangen, zur Ausübung eines Bremsmoments angreifen. Die Bremseinheiten werden dabei gleichzeitig geschlossen oder gelöst, beispielsweise über eine gemeinsame Hydraulik.
  • In der Praxis besteht das Problem, daß die Bremszangen verschleißen bzw. aufgrund von Defekten ihre Funktion nicht mehr ausreichend erfüllen oder sogar vollständig ausfallen können. Daher ist es bekannt, feste Wartungsintervalle vorzusehen, nach deren Ablauf jeweils eine Kontrolle der Bremsen stattfindet. Dazu wird eine Sichtkontrolle insbesondere der Bremseinheiten des Bremssystems durchgeführt. Eine solche Sichtkontrolle ist jedoch nicht immer ausreichend zuverlässig. Darüber hinaus ist die Durchführung von Sichtkontrollen an schwer zugänglichen Anlagenstandorten, beispielsweise Offshore-Standorten, schwierig. Hinzu kommt, daß Defekte des Bremssystems, die bereits vor Ablauf eines Wartungsintervalls auftreten, erst nach Ablauf des jeweiligen Wartungsintervalls festgestellt werden. Dies kann zu einem noch verhältnismäßig langen Betrieb einer bereits defekten Bremseinheit führen, so daß Folgeschäden nicht ausgeschlossen werden können. So kann es beispielsweise zu einer Zerstörung von Bremseinheiten bzw. der Bremsscheibe und zu einem Komplettausfall des Bremssystems kommen. Es resultieren längere Stillstandszeiten der Windenergieanlage und teure Service- und Reparatureinsätze. Schließlich verschleißen die Bremseinheiten solcher Bremssysteme in unterschiedlicher Weise bzw. Defekte treten an den jeweiligen Bremseinheiten zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf. Eine individuelle Diagnose der Bremseinheiten auch vor Ab lauf eines Wartungsintervalls ist mit den bekannten Diagnoseverfahren aufwendig und daher nicht vorgesehen.
  • Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen Defekte von Bremseinheiten bei Bremssystemen der in Rede stehenden Art und insbesondere auch bei schwer zugänglichen Standorten in einfacher Weise rechtzeitig und zuverlässig erkannt werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung und den Figuren.
  • Für ein Verfahren zur Diagnose eines Bremssystems einer Drehverbindung einer Windenergieanlage, wobei das Bremssystem mehrere an derselben Bremsscheibe angreifende Bremseinheiten aufweist, und wobei die Drehverbindung mindestens einen Drehantrieb zum Verfahren der Drehverbindung aufweist, löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, daß während des Verfahrens der Drehverbindung zumindest einige der Bremseinheiten einzeln nacheinander angesteuert und anschließend wieder in ihren jeweiligen Betriebszustand vor der Ansteuerung zurückversetzt werden und, daß jeweils aus einem nach einer Ansteuerung einer Bremseinheit vorliegenden Wert einer Betriebsgröße des Drehantriebs der Funktionszustand der jeweils angesteuerten Bremseinheit ermittelt wird.
  • Für eine Vorrichtung zur Diagnose eines Bremssystems einer Drehverbindung einer Windenergieanlage, wobei das Bremssystem mehrere an derselben Bremsscheibe angreifende Bremseinheiten aufweist, und wobei die Drehverbindung mindestens einen Drehantrieb zum Verfahren der Drehverbindung aufweist, löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, daß eine Steuereinheit vorgesehen ist, mit der während des Verfahrens der Drehverbindung zumindest einige der Bremseinheiten einzeln nacheinander angesteuert und anschließend wieder in ihren jeweiligen Betriebszustand vor der Ansteuerung zurückversetzt werden können, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, jeweils aus einem nach einer Ansteuerung einer Bremseinheit vorliegenden Wert einer Betriebsgröße des Drehantriebs den Funktionszustand der jeweils angesteuerten Bremseinheit zu ermitteln.
  • Die Bremseinheiten können bei einer entsprechenden Ansteuerung, beispielsweise einem Schließen, ein Bremsmoment auf die Bremsscheibe und damit auf den Drehantrieb ausüben. Eine Ansteuerung einer Bremseinheit bewirkt also eine Änderung einer Betriebsgröße des Drehantriebs. Der Erfindung liegt nun die Idee zugrunde, die Bremseinheiten nacheinander individuell anzusteuern und jeweils die von der angesteuerten Bremseinheit bewirkte Änderung der Betriebsgröße zu beobachten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt also individuell ansteuerbare Bremseinheiten, die der Steuereinheit zugeordnet sein können. Aus der bewirkten Änderung der Betriebsgröße bzw. aus der nach der Ansteuerung jeweils vorliegenden Betriebsgröße kann dann individuell auf den Funktionszustand der jeweils angesteuerten Bremseinheit geschlossen werden. Der Funktionszustand kann ein Verschleißgrad der Bremseinheiten, beispielsweise eine Abnutzung eines Bremsbelags der Bremseinheiten oder ähnliches sein. Der Funktionszustand kann jedoch auch ein Defekt, beispielsweise eine Ablösung eines Bremsbelags von der Bremseinheit oder ein nicht vollständiges Öffnen oder Schließen einer Bremseinheit, wie einer Bremszange, oder ein vollständiger Ausfall einer Bremseinheit sein.
  • Erfindungsgemäß wird in einfacher Weise ein Defekt oder ein unzulässiger Verschleiß einzelner Bremseinheiten rechtzeitig und insbesondere unabhängig von fest definierten Wartungsintervallen erkannt. Dabei ist die Erfindung besonders vorteilhaft bei schwer zugänglichen Anlagenstandorten, beispielsweise Offshore-Standorten, bei denen eine konventionelle Sichtprüfung schlecht möglich ist.
  • Wenn bei der Zustandsdiagnose eine Bremseinheit als defekt erkannt wurde, kann diese beispielsweise dauerhaft als geöffnet angesteuert werden. Dadurch können Folgeschäden für das Bremssystem verhindert werden. Die Anlage kann dann beispielsweise so lange mit einer reduzierten Anzahl von Bremseinheiten betrieben werden, bis eine Mindestanzahl von intakten Bremseinheiten unterschritten ist. Auf diese Weise kann ein Service-Einsatz verzögert werden und so die mit den Service-Einsätzen verbundenen Kosten sowie ihre Koordination optimiert werden.
  • Erfindungsgemäß können insbesondere sämtliche der Bremseinheiten des Bremssystems einzeln nacheinander angesteuert und anschließend wieder in ihren jeweiligen Betriebszustand vor der Ansteuerung zurückversetzt werden.
  • Die Bremseinheiten können beispielsweise hydraulisch oder elektromechanisch betätigt werden. Die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in besonders einfacher Weise die Windenergieanlagensteuereinheit sein, die den Betrieb der Windenergieanlage steuert. Dabei kann die erfindungsgemäße Vorrichtung das Bremssystem und/oder die Drehverbindung der Windenergieanlage umfassen.
  • Die Bremseinheiten können an die Bremsscheibe angreifende Bremszangen sein. Das Ansteuern der Bremseinheiten bzw. Bremszangen kann insbesondere ein Schließen oder Öffnen der Bremseinheiten und das Zurückversetzen in den Betriebszustand vor der Ansteuerung ein (wieder) Öffnen bzw. (wieder) Schließen der Bremseinheiten sein. Ein Schließen kann dabei auch ein teilweises Schließen der Bremseinheiten sein. Die Bremseinheiten weisen in an sich bekannter Weise üblicherweise einen Bremsbelag auf. Der Belag ist dabei so ausgelegt, daß er für einen vorgegebenen Zeitraum bei geschlossener oder zum Teil geschlossener Bremseinheit durchrutschen kann, ohne daß es dadurch zu Schädigungen des Belags kommt. Daher ist mit dem erfindungsgemäßen Diagnoseverfahren keine Schädigung der Bremsanlage verbunden.
  • Die durch das Ansteuern der Bremseinheiten bewirkte Änderung der Betriebsgröße der Drehverbindung kann höher oder niedriger sein als erlaubt. So kann sich die Bremseinheit beispielsweise bei einer Ansteuerung zum Öffnen nicht vollständig öffnen. In diesem Fall ist die Änderung der Betriebsgröße geringer als vorgegeben. Ebenso kann bei einem Schließen einer Bremseinheit die Änderung geringer sein als vorgegeben, wenn beispielsweise eine Bremseinheit aufgrund von Verschleiß nicht mehr das volle Bremsmoment aufbringt. Es ist jedoch auch möglich, daß sich bei einem Schließen einer Bremseinheit die Betriebsgröße stärker ändert als vorgegeben. So befindet sich je nach Ausführung des Bremssystems der Bremsbelag auf einem Belagträger. Ist der Belag abgenutzt oder ist er vom Belagträger abgelöst, kann es zu einem Schleifen des Belagträgers auf der Bremsscheibe kommen. Dies kann ein höheres Bremsmoment hervorrufen, als es bei einer Betätigung einer intakten Bremseinheit der Fall wäre.
  • Gemäß einer besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann die Betriebsgröße ein Antriebsmoment des Drehantriebs der Drehverbindung sein. Durch das von den Bremseinheiten ausgeübte Bremsmoment verändert sich auch das für das Verfahren des Drehantriebs erforderliche Antriebsdrehmoment der Drehantriebe. Dies wird erfindungsgemäß in besonders einfacher Weise für die Diagnose des Bremssystems ausgenutzt. Nach einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann die Drehverbindung eine Azimut-Drehverbindung der Windenergieanlage sein, also eine Drehverbindung zum Drehen des Anlagenmaschinenhauses um die Längsachse des Turms der Anlage.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Betriebsgröße nach einem jeweiligen Ansteuervorgang ermittelt werden und die jeweilige Bremseinheit als defekt erkannt werden, wenn die Betriebsgröße von einem Sollwert der Betriebsgröße um mindestens einen vorgegebenen Wert abweicht. In diesem Fall findet also ein Vergleich der Betriebsgröße mit einem Sollwert statt. Der vorgegebene Wert für die Abweichung der Betriebsgröße von dem Sollwert kann so gewählt werden, daß erst ab einer für den Betrieb der Bremseinheit relevanten Abweichung tatsächlich ein Defekt dieser Bremseinheit diagnostiziert wird. Selbstverständlich kann dieser vorgegebene Wert auch Null sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann eine Änderung der Betriebsgröße von einem Wert vor einer jeweiligen Ansteuerung einer Bremseinheit zu einem Wert nach der jeweiligen Ansteuerung der Bremseinheit ermittelt werden und die Bremseinheit als defekt erkannt werden, wenn die Änderung der Betriebsgröße von einer Solländerung um mindestens einen vorgegebenen Wert abweicht. In diesem Fall wird also die Änderung der Betriebsgröße aufgrund der Ansteuerung der Bremseinheit mit einer Solländerung verglichen. Wiederum kann der vorgegebene Wert für die Abweichung von der Solländerung geeignet gewählt werden und dabei auch beispielsweise Null sein. Auch die ermittelte Änderung der Betriebsgröße kann beispielsweise Null sein, wenn eine Bremseinheit vollständig ausgefallen ist. Bei den genannten Ausgestaltungen wird der Sollwert bzw. die Solländerung beispielsweise aus dem beim Schließen einer ordnungsgemäß funktionierenden Bremseinheit von dieser Bremseinheit erzeugten Bremsmoment bestimmt.
  • Sofern die Betriebsgröße ein Antriebsmoment des Drehantriebs der Drehverbindung ist, kann das Antriebsmoment durch entsprechende Drehmomentsensoren ermittelt werden. Erfolgt allerdings die Ansteuerung des Drehantriebs, beispielsweise eines Elektromotors, mit einem Frequenzumrichter, ist es in besonders einfacher Weise möglich, das Antriebsmoment über die von dem Frequenzumrichter zum Verfahren des Drehantriebs aufzubringende Leistung zu ermitteln.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebsdauer der Bremseinheiten durchgeführt werden. Die vorgegebene Betriebsdauer kann die Betriebsdauer seit der letzten Diagnose, bzw. im Fall der ersten Diagnose, seit der Inbetriebnahme der Bremseinheiten sein. Um Auswirkungen des angreifenden Windes zu minimieren, kann das Verfahren bei Windstille durchgeführt werden. Es ist aber auch möglich, das Verfahren bei einer Windgeschwindigkeit ungleich Null, insbesondere einer geringen an der Windenergieanlage angreifenden Windge schwindigkeit, und bei nicht produzierender Windenergieanlage, also insbesondere bei Fahnenstellung der Rotorblätter und gegebenenfalls im von dem zu speisenden elektrischen Netz abgekoppelten Zustand der Windenergieanlage, durchzuführen. Bei ordnungsgemäß funktionierenden Bremseinheiten erzeugen diese im geschlossenen Zustand ein gleichmäßiges Bremsmoment. Die Windkraft, die auf die Rotorblätter und auf die Gondel der Windanlage wirkt, wird dagegen von den Drehantrieben ein wechselndes Antriebsmoment fordern. Das Antriebsmoment wird sich entsprechend um einen konstanten Wert anheben. Dieser Wert bildet dann den Ausgangspunkt für die Diagnose der Bremseinheiten.
  • Es ist möglich, ein Verfahren der Drehverbindung zu unterbinden, wenn die Anzahl von als defekt erkannten Bremseinheiten eine Grenzanzahl überschreitet. Insbesondere können bei einem Diagnosevorgang als defekt erkannte Bremseinheiten in einem Zähler gezählt und gemerkt werden. Überschreitet die Anzahl der als defekt vorgemerkten Bremseinheiten im Rahmen des durchgeführten Diagnosevorgangs eine vorgegebene Grenzanzahl, ist ein sicherer Betrieb der Drehverbindung und insbesondere des Bremssystems nicht mehr gewährleistet. Ab diesem Zeitpunkt kann also ein Verfahren der Anlage unterbunden werden und/oder eine Produktion der Anlage beendet bzw. unterbunden werden, also beispielsweise die Rotorblätter in Fahnenstellung gedreht werden und ggf. die Einspeisung von elektrischer Energie durch die Anlage in ein elektrisches Netz beendet werden. Natürlich können die in dem Zähler als defekt gemerkten Bremseinheiten auch für einen nachfolgenden Diagnosevorgang gemerkt werden, sofern in dem jeweils durchgeführten Diagnosevorgang die Grenzanzahl defekter Bremseinheiten nicht überschritten wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sein.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, und
  • 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Diagnose eines Bremssystems einer nicht näher dargestellten Drehverbindung einer Windenergieanlage, vorliegend einer Azimut-Drehverbindung, dargestellt. Das Bremssystem weist dabei mehrere an derselben, nicht näher dargestellten Bremsscheibe angreifende Bremseinheiten 12, in dem vorliegenden Beispiel Bremszangen 12, auf. Durch ein Schließen der Bremszangen 12 üben diese auf die Bremsscheibe und damit auf die Azimut-Drehverbindung eine Bremskraft aus. In dem dargestellten Beispiel weist die Azimut-Drehverbindung mehrere nicht näher dargestellte elektrisch betriebene Drehantriebe, insbesondere Elektromotoren, zum Verfahren der Azimut-Drehverbindung auf. Die Drehantriebe werden über Frequenzumrichter angesteuert.
  • Die Vorrichtung weist eine Steuereinheit 14 auf. Weiterhin umfaßt die Vorrichtung ein der Steuereinheit zugeordnetes Hydrauliksystem 16 zur individuellen Ansteuerung der Bremszangen 12. Das Hydrauliksystem 16 umfaßt ein mit Öl gefülltes Rohrsystem 18, eine Hydraulikpumpe 20, einen Druckspeicher 22 sowie einen Tank 24, in dem sich das Hydrauliköl befindet. Über die Hydraulikpumpe 22 wird jeweils der maximale Druck erzeugt. Die Steuereinheit 14 steuert das Hydrauliksystem 16 und insbesondere seine Komponenten über aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellte Steuerleitungen an. In dem dargestellten Beispiel sind die Bremszangen 12 parallel über Rohrsysteme 26 mit dem Hydraulikaggregat verbunden. Das Hydrauliksystem 16 umfaßt dabei ein jeder Bremszange 12 vorgeschaltetes Hydraulikventil 28. In dem dargestellten Beispiel sind die Ventile 28 3/2-Wege-Ventile. Durch eine Ansteuerung dieser Ventile 28 kann die Steuereinheit 14 die Bremszangen 12 einzeln ansteuern, beispielsweise Öffnen oder Schließen, indem der anzusteuernden Bremszange 12 eine gewünschte Menge Hydraulikflüssigkeit zugeführt wird oder nicht. Zur individuellen Ansteuerung der Bremszangen 12 können die Ventile 28 auch Proportionalventile sein. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger Bremszangen vorgesehen sein, als in dem dargestellten Beispiel gezeigt. Ebenso ist es möglich, daß die Bremszangen 12 nicht hydraulisch, sondern elektromechanisch betätigt werden.
  • Mit der Steuereinheit 14 können während des Verfahrens der Azimut-Drehverbindung die Bremszangen 12 einzeln nacheinander angesteuert und anschließend wieder in ihren jeweiligen Betriebszustand vor der Ansteuerung zurückversetzt werden. Beispielsweise können die Bremszangen 12 durch die Steuereinheit 14 über die Ventile 28 nacheinander geschlossen und wieder geöffnet werden. Weiterhin kann die Steuereinheit 14 jeweils aus einem nach einer Ansteuerung einer Bremszange 12 vorliegenden Wert einer Betriebsgröße des Azimut-Drehantriebs, vorliegend aus einem Antriebsmoment des Drehantriebs der Drehverbindung, den Funktionszustand der jeweils angesteuerten Bremszange 12 ermitteln. In dem dargestellten Beispiel wird das Antriebsmoment über die von dem die Antriebe jeweils ansteuernden Frequenzumrichter aufzubringende Leistung ermittelt. Die Steuereinheit 14 kann auch das Verfahren des Drehantriebs für die Durchführung einer Diagnose auslösen.
  • Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens soll beispielhaft anhand des in 2 dargestellten Diagramms erläutert werden. In dem Beispiel wird von der Steuereinheit 14 das Antriebsmoment des bzw. der Drehantriebe nach einem jeweiligen Schließen einer Bremszange 12 ermittelt und mit einem vorgegebenen Sollwert des Antriebsmoments bei einem Schließen einer Bremszange 12 verglichen. Sofern der ermittelte Wert des Antriebsmoments von dem Sollwert stärker als ein vorgegebener Grenzwert abweicht, wird die entsprechende Bremszange 12 von der Steuereinheit 14 als defekt erkannt. Um Folgeschäden zu vermeiden, wird die defekte Bremszange 12 danach ständig geöffnet gehalten.
  • In dem Beispiel befindet sich die Windenergieanlage zum Zeitpunkt des Starts der Diagnose im Produktionsstopp. Das Diagnoseverfahren wird bei Windstille durch geführt. Dazu wird die Azimut-Drehverbindung verfahren und von der Steuereinheit 14 eine Messung des Antriebsmoments des bzw. der Drehantriebe durchgeführt. Zu Beginn des Diagnoseverfahrens werden die Zahl Z der geprüften Bremszangen 12 und die Zahl Y der defekten Bremszangen 12 gleich 1 gesetzt (Z = Y = 1). Anschließend erfolgt eine Abfrage, ob Z gleich der Anzahl A der Bremszangen 12 der Windenergieanlage, erhöht um die Zahl 1, ist (Z = A + 1?). Ist dies der Fall, wird der Testlauf beendet, da bereits sämtliche Bremszangen 12 überprüft wurden. Ist dies nicht der Fall, wird die Z-te Bremszange BZ (Z) geschlossen. Anschließend wird von der Steuereinheit 14 das Drehmoment an den Drehantrieben gemessen. Sofern der anschließende Vergleich mit dem jeweiligen Sollwert des Drehmoments ergibt, daß das Drehmoment richtig ist, wird die Z-te Bremszange BZ (Z) wieder geöffnet und anschließend der Zähler Z um die Zahl 1 erhöht. Anschließend beginnt das Verfahren wieder an dem Knotenpunkt K. Sofern die Messung des Drehmoments an den Drehantrieben jedoch ergibt, daß das Drehmoment falsch ist, also von dem Sollmoment um mehr als den vorgegebenen Grenzwert abweicht, wird die jeweils angesteuerte Bremszange BZ (Z) von der Steuereinrichtung 14 als defekt erkannt und der Zähler Y defekter Bremszangen 12 um die Zahl 1 erhöht. Anschließend findet ein Vergleich des Zählers Y der defekten Bremszangen 12 mit einer vorgegebenen Maximalanzahl X defekter Bremszangen 12 statt. Die Maximalanzahl X ist die Anzahl defekter Bremszangen 12, ab der ein sicherer Betrieb der Windenergieanlage nicht mehr gewährleistet ist. Ist das Ergebnis dieses Vergleichs, daß Y ≥ X ist, wird die Produktion der Windenergieanlage im Weiteren gesperrt und ein Verfahren der Drehverbindung unterbunden. Die Steuereinheit 14 gibt eine entsprechende Meldung aus. Die Steuereinheit 14 meldet dabei auch, daß die Z-te Bremszange BZ (Z) defekt ist. Anschließend wird die Bremszange BZ (Z) wieder geöffnet und der Zähler Z der geprüften Bremszangen 12 um die Zahl 1 erhöht und das Verfahren beginnt wiederum an dem Punkt K für die nächste Bremszange. Sofern der Vergleich der Anzahl Y defekter Bremszangen 12 mit der Maximalanzahl X jedoch ergibt, daß Y < X ist, wird von der Steuereinheit 14 zwar die Meldung ausgegeben, daß die Bremszange BZ (Z) defekt ist. Ein Verfahren des Drehantriebs bzw. eine Produktion der Windenergieanlage wird allerdings nicht unterbunden. Anschließend wird wiederum die Bremszange BZ (Z) geöffnet, der Zähler Z der geprüften Bremszangen 12 um 1 erhöht und das Verfahren für die nächste Bremszange an dem Punkt K fortgesetzt.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in einfacher Weise jederzeit und insbesondere auch bei schwer zugänglichen Anlagenstandorten gewährleistet, daß Defekte oder ein Verschleiß des Bremssystems rechtzeitig erkannt werden, um Folgeschäden für die Anlage sicher zu vermeiden.

Claims (21)

  1. Verfahren zur Diagnose eines Bremssystems einer Drehverbindung einer Windenergieanlage, wobei das Bremssystem mehrere an derselben Bremsscheibe angreifende Bremseinheiten aufweist, und wobei die Drehverbindung mindestens einen Drehantrieb zum Verfahren der Drehverbindung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrens der Drehverbindung zumindest einige der Bremseinheiten (12) einzeln nacheinander angesteuert und anschließend wieder in ihren jeweiligen Betriebszustand vor der Ansteuerung zurückversetzt werden und, daß jeweils aus einem nach einer Ansteuerung einer Bremseinheit (12) vorliegenden Wert einer Betriebsgröße des Drehantriebs der Funktionszustand der jeweils angesteuerten Bremseinheit (12) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinheiten (12) an die Bremsscheibe angreifende Bremszangen (12) sind.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuern der Bremseinheiten (12) ein Schließen oder Öffnen der Bremseinheiten (12) ist und, daß das Zurückversetzen in den Betriebszustand vor der Ansteuerung ein wieder Öffnen bzw. wieder Schließen der Bremseinheiten (12) ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße ein Antriebsmoment des Drehantriebs der Drehverbindung ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung eine Azimut-Drehverbindung der Windenergieanlage ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße nach einem jeweiligen Ansteuervorgang ermittelt wird und die jeweilige Bremseinheit (12) als defekt erkannt wird, wenn die Betriebsgröße von einem Sollwert der Betriebsgröße um mindestens einen vorgegebenen Wert abweicht.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Betriebsgröße von einem Wert vor einer jeweiligen Ansteuerung einer Bremseinheit (12) zu einem Wert nach der jeweiligen Ansteuerung der Bremseinheit (12) ermittelt wird und die jeweilige Bremseinheit (12) als defekt erkannt wird, wenn die Änderung der Betriebsgröße von einer Solländerung um mindestens einen vorgegebenen Wert abweicht.
  8. Verfahren nach Anspruch 4 oder nach Anspruch 4 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmoment über die von einem Frequenzumrichter zum Verfahren des Drehantriebs aufzubringende Leistung ermittelt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebsdauer der Bremseinheiten (12) durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Windstille durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es bei einer Windgeschwindigkeit ungleich Null und bei nicht produzierender Windenergieanlage durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verfahren der Drehverbindung unterbunden wird, wenn die Anzahl von als defekt erkannten Bremseinheiten (12) eine Grenzanzahl überschreitet.
  13. Vorrichtung zur Diagnose eines Bremssystems einer Drehverbindung einer Windenergieanlage, wobei das Bremssystem mehrere an derselben Bremsscheibe angreifende Bremseinheiten aufweist, und wobei die Drehverbindung mindestens einen Drehantrieb zum Verfahren der Drehverbindung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (14) vorgesehen ist, mit der während des Verfahrens der Drehverbindung zumindest einige der Bremseinheiten (12) einzeln nacheinander angesteuert und anschließend wieder in ihren jeweiligen Betriebszustand vor der Ansteuerung zurückversetzt werden können und, daß die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, jeweils aus einem nach einer Ansteuerung einer Bremseinheit (12) vorliegenden Wert einer Betriebsgröße des Drehantriebs den Funktionszustand der jeweils angesteuerten Bremseinheit (12) zu ermitteln.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinheiten (12) an die Bremsscheibe angreifende Bremszangen (12) sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuern der Bremseinheiten (12) ein Schließen oder Öffnen der Bremseinheiten (12) ist und, daß das Zurückversetzen in den Betriebszustand vor der Ansteuerung ein wieder Öffnen bzw. wieder Schließen der Bremseinheiten (12) ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße ein Antriebsmoment des Drehantriebs der Drehverbindung ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung eine Azimut-Drehverbindung der Windenergieanlage ist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, die Betriebsgröße nach einem jeweiligen Ansteuervorgang zu ermitteln und die jeweilige Bremseinheit (12) als defekt zu erkennen, wenn die Betriebsgröße von einem Sollwert der Betriebsgröße um mindestens einen vorgegebenen Wert abweicht.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, eine Änderung der Betriebsgröße von einem Wert vor einer jeweiligen Ansteuerung einer Bremseinheit (12) zu einem Wert nach der jeweiligen Ansteuerung der Bremseinheit (12) zu ermitteln und die jeweilige Bremseinheit (12) als defekt zu erkennen, wenn die Änderung der Betriebsgröße von einer Solländerung um mindestens einen vorgegebenen Wert abweicht.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder nach Anspruch 16 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, das Antriebsmoment über die von einem Frequenzumrichter zum Verfahren des Drehantriebs aufzubringende Leistung zu ermitteln.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, ein Verfahren der Drehverbindung zu unterbinden, wenn die Anzahl von als defekt erkannten Bremseinheiten (12) eine Grenzanzahl überschreitet.
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