DE102011005448A1 - Rotor blade adjustment arrangement and method with contactless electrical power supply and associated wind turbine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung gibt eine Rotorblattverstellanordnung mit mit elektrischer Energie betriebenen Verstelleinheiten (33) und ein zugehöriges Verfahren zum Verstellen des Anstellwinkels von Rotorblättern (32) einer Windenergieanlage an. Die Anordnung umfasst eine Energieversorgungseinheit (10) mit
– mindestens einer feststehenden ersten Einheit (1), die elektrische Energie abgibt und
– mindestens einer mit den Rotorblättern (32) mitdrehenden zweiten Einheit (2), die die von der ersten Einheit (1) abgegebene elektrische Energie aufnimmt, wobei die erste und die zweite Einheit (1, 2) zueinander beabstandet sind.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die Energieübertragung störungsfrei erfolgt, weil Verschmutzungen durch Öl, Salz und Insekten sowie Feuchtigkeit die berührungslose Energieübertragung nicht stören.The invention provides a rotor blade adjustment arrangement with adjustment units (33) operated with electrical energy and an associated method for adjusting the angle of attack of rotor blades (32) of a wind energy plant. The arrangement comprises a power supply unit (10) with
- At least one fixed first unit (1), which emits electrical energy and
- At least one with the rotor blades (32) co-rotating second unit (2), which receives the output from the first unit (1) electrical energy, wherein the first and the second unit (1, 2) are spaced from each other.
The invention has the advantage that the energy transfer takes place without interference, because contamination by oil, salt and insects and moisture do not interfere with the non-contact energy transfer.
Description
Die Erfindung betrifft eine Rotorblattverstellanordnung mit Verstelleinheiten, die mit elektrischer Energie betriebenen werden, zum Verstellen des Anstellwinkels von Rotorblättern einer Windenergieanlage. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Energieversorgung einer Rotorblattverstellanordnung zum Verstellen des Anstellwinkels von Rotorblättern einer Windenergieanlage sowie eine Windenergieanlage mit einer Rotorblattverstellanordnung.The invention relates to a Rotorblattverstellanordnung with adjusting units, which are operated with electrical energy, for adjusting the angle of attack of rotor blades of a wind turbine. The invention further relates to a method for supplying energy to a rotor blade adjustment arrangement for adjusting the angle of attack of rotor blades of a wind turbine as well as to a wind turbine with a rotor blade adjustment arrangement.
Eine Windenergieanlage wandelt die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie um und speist sie in ein Stromnetz ein. Dabei wirkt die Bewegungsenergie der Windströmung auf die Rotorblätter eines Rotors der Windenergieanlage und versetzt den Rotor in eine Drehbewegung. Der Rotor gibt seine Rotationsenergie an einen Generator weiter, der die kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt.A wind turbine transforms the kinetic energy of the wind into electrical energy and feeds it into a power grid. The kinetic energy of the wind flow acts on the rotor blades of a rotor of the wind turbine and causes the rotor to rotate. The rotor passes its rotational energy to a generator, which converts the kinetic energy into electrical energy.
Die
Windenergieanlagen sind in der Regle extremen klimatischen Bedingungen und vielfältigen Umwelteinflüssen, wie z. B. einer Verschmutzung, ausgesetzt. Darunter leidet auch die elektrische Energieübertragung in die Nabe.Wind turbines are usually in extreme climatic conditions and diverse environmental conditions, such. As a pollution exposed. Among them also suffers the electrical energy transmission in the hub.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Rotorblattverstellvorrichtung und ein dazugehöriges Verfahren mit einer verbesserten Energieversorgung anzugeben, die widerstandsfähiger gegenüber Umwelteinflüssen ist.It is an object of the invention to provide a Rotorblattverstellvorrichtung and an associated method with an improved power supply, which is more resistant to environmental influences.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit der Rotorblattverstellanordnung und dem Verfahren der unabhängigen Patentansprüche gelöst.According to the invention, the stated object is achieved with the rotor blade adjustment arrangement and the method of the independent patent claims.
Die Erfindung beansprucht eine Rotorblattverstellanordnung mit Verstelleinheiten, die mit elektrischer Energie versorgt werden, zum Verstellen des Anstellwinkels von Rotorblättern einer Windenergieanlage. Die Anordnung umfasst eine Energieversorgungseinheit mit mindestens einer feststehenden ersten Einheit, die elektrische Energie abgibt, und mit mindestens einer mit den Rotorblättern mitdrehenden zweiten Einheit, die die von der ersten Einheit abgegebene elektrische Energie aufnimmt. Die erste und die zweite Einheit sind zueinander beabstandet. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die Energieübertragung störungsfrei erfolgt, weil Verschmutzungen durch Öl, Salz und Insekten sowie Feuchtigkeit keinen störenden Einfluss haben. Die kostspieligen Wartungsarbeiten einer kontaktbehafteten Energieübertragung können bei der berührungslosen Energieübertragung entfallen.The invention claims a Rotorblattverstellanordnung with adjustment units, which are supplied with electrical energy, for adjusting the angle of attack of rotor blades of a wind turbine. The arrangement comprises a power supply unit with at least one fixed first unit which emits electrical energy, and with at least one second unit rotating with the rotor blades, which receives the electrical energy emitted by the first unit. The first and second units are spaced apart. The invention has the advantage that the energy transfer takes place without interference, because contamination by oil, salt and insects and moisture have no disturbing influence. The costly maintenance of a contact-type energy transfer can be omitted in the contactless energy transfer.
In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Energieübertragung von der ersten Einheit auf die zweite Einheit durch elektromagnetische Induktion.In one development of the invention, the energy is transferred from the first unit to the second unit by electromagnetic induction.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Anordnung einen kreisringförmigen ersten Trägerring der ersten Einheit und einen kreisringförmigen zweiten Trägerring der zweiten Einheit. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht.In a further embodiment, the arrangement comprises an annular first carrier ring of the first unit and an annular second carrier ring of the second unit. This simplifies manufacture.
Des Weiteren kann die Anordnung ein im ersten Trägerring kreisförmig angeordnetes erstes Leitermodul, das die elektrische Energie abgibt, und ein im zweiten Trägerring kreisförmig angeordnetes zweites Leitermodul, das die elektrische Energie aufnimmt, umfassen.Furthermore, the arrangement may comprise a first conductor module arranged in a circular manner in the first carrier ring, which emits the electrical energy, and a second conductor module arranged in a circular manner in the second carrier ring, which receives the electrical energy.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das erste Leitermodul mehrere kreisförmig angeordnete zueinander beabstandete erste Ferrite und das zweite Leitermodul mehrere kreisförmig angeordnete zueinander beabstandete zweite Ferrite.In a further embodiment, the first conductor module comprises a plurality of first ferrites spaced apart from one another in a circle and the second conductor module comprises a plurality of second ferrites spaced apart from one another and arranged in a circle.
Bevorzugt sind oberhalb der ersten Ferrite stromzuführende erste Litzen und oberhalb der zweiten Ferrite stromabführende zweiten Litzen angeordnet.Preference is given to supplying current-carrying first strands above the first ferrites, and current-carrying second strands above the second ferrites.
Des Weiteren umfasst die Anordnung eine Vergussmasse, die das erste Leitermodul in dem ersten Trägerring und das zweite Leitermodul in dem zweiten Trägerring fixiert.Furthermore, the arrangement comprises a potting compound which fixes the first conductor module in the first carrier ring and the second conductor module in the second carrier ring.
In einer Weiterbildung umfasst die Anordnung eine Versiegelung der Oberflächen der ersten und zweiten Einheit, die die erste und zweite Einheit vor Korrosion schützt.In a further development, the arrangement comprises a sealing of the surfaces of the first and second unit, which protects the first and second unit from corrosion.
Die Erfindung beansprucht auch eine Windenergieanlage mit einem an einer Gondel drehbar gelagerten Rotor, der eine Rotornabe aufweist, an der die Rotorblätter verstellbar befestigt sind, wobei die Anstellwinkel der Rotorblätter mit der erfindungsgemäßen Rotorblattverstellanordnung verstellbar sind. Die Windenergieanlage umfasst des Weiteren eine mit der Rotornabe durch eine Drehwelle in Wirkverbindung stehende Getriebeeinheit der Gondel, wobei die erste Einheit starr mit der Getriebeeinheit verbunden ist.The invention also claims a wind energy plant with a rotatably mounted on a nacelle rotor, which has a rotor hub, on which the rotor blades are adjustably mounted, wherein the pitch angle of the rotor blades are adjustable with the Rotorblattverstellanordnung invention. The wind turbine further comprises one with the rotor hub through a rotating shaft in Actively connected gear unit of the nacelle, wherein the first unit is rigidly connected to the gear unit.
In einer Weiterbildung ist die zweite Einheit mit der Drehwelle derart verbunden, dass eine Rotation der Rotornabe eine Rotation der zweiten Einheit bewirkt.In a development, the second unit is connected to the rotary shaft such that a rotation of the rotor hub causes a rotation of the second unit.
Die Erfindung beansprucht auch ein Verfahren zur Übertragung von elektrischer Energie für eine Rotorblattverstellung einer Windenergieanlage, wobei die elektrische Energie von einer feststehenden kreisringförmigen ersten Einheit an eine mit den Rotorblättern mitdrehenden kreisringförmigen zweiten Einheit übertragen wird, wobei die erste und die zweite Einheit zueinander beabstandet sind.The invention also claims a method for transmitting electrical energy for a rotor blade adjustment of a wind turbine, wherein the electrical energy is transmitted from a fixed annular first unit to an annular second unit rotating with the rotor blades, the first and second units being spaced apart from each other.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Energie durch elektromagnetische Induktion übertragen.In another embodiment, the energy is transmitted by electromagnetic induction.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following explanations of several embodiments with reference to schematic drawings.
Es zeigen:Show it:
Zum Verstellen wird elektrische Energie mit einer Spitzenleistung von etwa 100 kW und einer Durchschnittsleitung von 12 kW bis 30 kW benötigt. Die elektrische Energie muss den sich mit den Rotorblättern
Die beiden Einheiten
Die ersten und zweiten Einheiten
Auf die Ferrite
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erste Einheitfirst unit
- 1111
- erster Trägerringfirst carrier ring
- 1212
- erstes Leitermodulfirst conductor module
- 121121
- Erster FerritFirst ferrite
- 122122
- erste Litzefirst strand
- 123123
- KunststoffträgerPlastic carrier
- 124124
- Vergussmassepotting compound
- 22
- zweite Einheitsecond unit
- 2121
- zweiter Trägerringsecond carrier ring
- 2222
- zweites Leitermodulsecond conductor module
- 221221
- zweiter Ferritsecond ferrite
- 222222
- zweite Litzesecond strand
- 33
- Rotorrotor
- 3131
- Rotornaberotor hub
- 3232
- Rotorblattrotor blade
- 3333
- Verstelleinheitadjustment
- 44
- Gondelgondola
- 55
- Getriebeeinheitgear unit
- 66
- Bremsebrake
- 77
- Generatorgenerator
- 88th
- Drehwellerotary shaft
- 99
- Stromkabelpower cable
- 1010
- EnergieversorgungseinheitPower supply unit
- 1313
- Stromverteilerpower distribution
- 1414
- erster Wechselrichterfirst inverter
- 1515
- Gleichrichterrectifier
- 1616
- zweiter Wechselrichtersecond inverter
- 1717
- Turmtower
- 1818
- StromnetzanschlussPower outlet
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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