Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Sache betrifft allgemein Windkraftanlagen und insbesondere die Rotorflügelauslenkung. Mehr im Einzelnen bezieht sich die Sache auf ein System und ein Verfahren zum Feststellen und Beherrschen der Rotorflügelauslenkung während des Betriebs einer Windkraftanlage.The present case relates generally to wind turbines and more particularly to rotor blade deflection. More specifically, the matter relates to a system and method for detecting and controlling rotor blade deflection during operation of a wind turbine.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Windkraft wird als eine der reinsten und umweltverträglichsten gegenwärtig zur Verfügung stehenden Energiequellen betrachtet, und Windkraftanlagen haben in diesem Zusammenhang zunehmende Aufmerksamkeit gefunden. Eine moderne Windkraftanlage beinhaltet typischerweise einen Mast, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel und eine oder mehrere Rotorflügel. Die Rotorflügel entziehen dem Wind unter Verwendung bekannter Tragflächenprinzipien kinetische Energie und übermitteln diese kinetische Energie über Drehbewegungsenergie zum Antrieb einer die Rotorflügel an ein Getriebe ankuppelnden Welle oder, falls kein Getriebe eingesetzt ist, unmittelbar zu dem Generator. Der Generator wandelt die mechanische Energie dann in elektrische Energie um, die einem Versorgungsnetz zugeführt werden kann.Wind power is considered to be one of the purest and most environmentally sound sources of energy currently available, and wind turbines have received increasing attention in this regard. A modern wind turbine typically includes a mast, a generator, a transmission, a nacelle and one or more rotor blades. The rotor blades draw kinetic energy from the wind using known airfoil principles and transmit this kinetic energy via rotational energy to drive a shaft coupling the rotor blades to a transmission or, if no transmission is used, directly to the generator. The generator then converts the mechanical energy into electrical energy that can be supplied to a utility grid.
Um sicherzustellen, dass die Windkraft eine brauchbare Energiequelle bleibt, wurden Anstrengungen unternommen, die Energieabgabe durch entsprechende Modifizierung der Größe und des Leistungsvermögens von Windkraftanlagen zu erhöhen. Eine solche Weiterentwicklung besteht in der Vergrößerung der Länge der Rotorschaufeln. Die Größe der Auslenkung einer Rotorschaufel ist aber ganz allgemein eine Funktion der Schaufellänge zusammen mit der Windgeschwindigkeit, den Betriebszuständen der Anlage und der Flügelsteifigkeit. So sind längere Rotorschaufeln typischerweise erhöhten Auslenkungskräften und -belastungen ausgesetzt, insbesondere wenn eine Windkraftanlage unter Bedingungen hoher Windgeschwindigkeit arbeitet. Diese erhöhte Belastung ruft nicht nur Ermüdungserscheinungen an den Rotorflügeln und anderen Komponenten der Windkraftanlage hervor, sondern sie kann auch die Gefahr erhöhen, dass die Rotorschaufeln auf den Mast auftreffen. Ein solches Auftreffen auf dem Mast kann einen Rotorflügel und den Mast beträchtlich beschädigen und in gewissen Fällen sogar die gesamte Windkraftanlage außer Betrieb setzen. Demgemäß kann ein Auftreffen auf den Mast zu beträchtlicher Auszeitm, zur Reparatur oder zum Austausch beschädigter Komponenten führen.To ensure that wind power remains a viable source of energy, efforts have been made to increase energy output by appropriately modifying the size and performance of wind turbines. Such a development consists in increasing the length of the rotor blades. The size of the deflection of a rotor blade is, however, quite generally a function of the blade length along with the wind speed, the operating conditions of the system and the wing stiffness. Thus, longer rotor blades are typically exposed to increased deflection forces and loads, especially when a wind turbine is operating under high wind speed conditions. Not only does this increased stress cause fatigue on the rotor blades and other components of the wind turbine, but it can also increase the risk of the rotor blades impacting the mast. Such an impact on the mast can significantly damage a rotor blade and the mast and in some cases even disable the entire wind turbine. Accordingly, impacting the mast can result in significant time out, repair or replacement of damaged components.
Demgemäß besteht ein Bedürfnis nach einem System und ein Verfahren zum Feststellen und Beherrschen der Rotorflügelauslenkung.Accordingly, there is a need for a system and method for detecting and controlling rotor blade deflection.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Aspekte und Vorteile der Erfindung sind teilweise in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt oder können sich aus der Beschreibung ergeben oder aber durch Ausführung der Erfindung in Erfahrung gebracht werden.Aspects and advantages of the invention will be set forth in part in the description which follows, or may be learned from the description, or may be learned through practice of the invention.
Unter einem Aspekt beinhaltet der vorliegende Gegenstand ein System zur Feststellung der Auslenkung eines an die Nabe eines Windkraftanlagenrotors angekuppelten Rotorflügels. Im Allgemeinen beinhaltet das System ein Seil, das sich wenigstens teilweise im Wesentlichen angrenzend an eine Spitze des Rotorflügels erstreckt. Das Seil kann ein erstes Ende aufweisen, das an dem Rotorflügel oder der Nabe befestigt ist und ein zweites Ende, das an eine Spannvorrichtung angekuppelt ist. Das Seil kann auch an wenigstens einer Innenwand des Rotorflügels zwischen seinem ersten und seinem zweiten Ende derart befestigt sein, dass das Seil bei einer Flügelauslenkung relativ zu dem Rotorflügel verlagert wird. Die Spannvorrichtung kann auch an dem Rotorflügel oder der Nabe befestigt und dazu eingerichtet sein eine vorbestimmte Spannung in dem Seil aufrecht zu erhalten. Zusätzlich kann ein Sensor an dem Seil und/oder der Spannvorrichtung angekoppelt und dazu eingerichtet sein, die Verlagerung des Seils zu messen.In one aspect, the present subject matter includes a system for determining the deflection of a rotor blade coupled to the hub of a wind turbine rotor. In general, the system includes a cable that extends at least partially substantially adjacent a tip of the rotor blade. The cable may have a first end attached to the rotor blade or hub and a second end coupled to a tensioning device. The cable may also be attached to at least one inner wall of the rotor blade between its first and second ends such that the cable is displaced relative to the rotor blade at a vane deflection. The tensioner may also be attached to the rotor blade or hub and configured to maintain a predetermined tension in the rope. In addition, a sensor may be coupled to the cable and / or the tensioning device and configured to measure the displacement of the cable.
Unter einem anderen Aspekt beinhaltet der vorliegende Gegenstand ein Verfahren zum Feststellen und Beherrschen der Auslenkung eines Rotorflügels einer Windkraftanlage. Das Verfahren kann im Allgemeinen beinhalten, das Messen der Verlagerung wenigstens eines beweglich an einer Innenwand des Rotorflügels befestigten Seils bei einer Rotorflügelauslenkung, das Analysieren der Verlagerungsmessung um einen Betriebsparameter des Rotorflügels zu bestimmen und einen Korrekturvorgang auszuführen, wenn der Betriebsparameter des Rotorflügels einen vorbestimmten Bezugspunkt überschreitet.In another aspect, the present subject matter includes a method for detecting and controlling the deflection of a wind turbine rotor blade. The method may generally include determining the displacement of at least one cable movably attached to an inner wall of the rotor blade at a rotor blade deflection, analyzing the displacement measurement to determine an operating parameter of the rotor blade, and performing a correction operation when the operating parameter of the rotor blade exceeds a predetermined reference point ,
Das Verständnis dieser und anderer Merkmale, Aspekte und Vorteil der vorliegenden Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung und die beigefügten Patentansprüche erleichtert. Die beigefügte Zeichnung, die in diese Beschreibung eingefügt ist und einen Teil derselben bildet, veranschaulicht Ausführungsformen der Erfindung und dient zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.The understanding of these and other features, aspects and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description and the appended claims. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing
Eine sich an den Fachmann richtende vollständige und ausführliche Darlegung der vorliegenden Erfindung einschließlich deren bester Ausführungsart ist in der Beschreibung dargelegt, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht, in denen:A complete and detailed description of the present invention, including the best mode thereof, directed to a person skilled in the art is set forth in the description, which refers to the attached figures, in which:
1 eine perspektivische Ansicht einer Windkraftanlage veranschaulicht; 1 a perspective view of a wind turbine illustrates;
2 eine perspektivische Ansicht eines Rotorflügels veranschaulicht; 2 a perspective view of a rotor blade illustrated;
3 eine Umrissschnittdarstellung eines Rotorflügels veranschaulicht, der eine in ihm eingebaute Ausführungsform eines Systems zum Feststellen der Auslenkung eines Rotorflügels gemäß Aspekten des vorliegenden Gegenstandes aufweist, wobei der Rotorflügel speziell in einem neutralen oder nicht ausgelenkten Zustand veranschaulicht ist; 3 Figure 11 illustrates an outline sectional view of a rotor blade having an embodiment of a system for detecting the deflection of a rotor blade incorporated therein in accordance with aspects of the present subject matter, the rotor blade being specifically illustrated in a neutral or undeflected condition;
4 eine Umrissschnittdarstellung eines Rotorflügels einschließlich der in 3 dargestellten Ausführungsform veranschaulicht, wobei der Rotorflügel speziell in einem ausgelenkten Zustand veranschaulicht ist. 4 an outline sectional view of a rotor blade including in 3 illustrated embodiment, wherein the rotor blade is illustrated specifically in a deflected state.
5 eine Umrissschnittdarstellung eines Rotorflügels mit einer in ihm angeordneten anderen Ausführungsform eines Systems zur Feststellung der Auslenkung eines Rotorflügels gemäß Aspekten vorliegenden Gegenstandes veranschaulicht, wobei der Rotorflügel speziell in einem ausgelenkten Zustand veranschaulicht ist; 5 an outline sectional view of a rotor blade with an arranged therein another embodiment of a system for determining the deflection of a rotor blade according to aspects of present subject matter illustrated, wherein the rotor blade is illustrated specifically in a deflected state;
6 eine Umrissschnittdarstellung eines Rotorflügels mit einer in ihm angeordneten weiteren Ausführungsform eines Systems zur Feststellung der Auslenkung eines Rotorflügels gemäß Aspekten des vorliegenden Gegenstandes veranschaulicht, wobei der Rotorflügel speziell in einem ausgelenkten Zustand veranschaulicht ist; 6 an outline sectional view of a rotor blade with a arranged therein another embodiment of a system for determining the deflection of a rotor blade according to aspects of the present invention illustrated, wherein the rotor blade is illustrated specifically in a deflected state;
7 eine Schnittdarstellung eines Rotorflügels veranschaulicht, der eine Anzahl an ihm befestigter Seile gemäß Aspekten des vorliegenden Gegenstandes beinhaltet, und 7 FIG. 4 illustrates a sectional view of a rotor blade including a number of ropes attached thereto in accordance with aspects of the present subject matter; and FIG
8 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Feststellen und Beherrschen der Auslenkung eines Rotorflügels gemäß Aspekten des vorliegenden Gegenstandes veranschaulicht. 8th FIG. 3 illustrates a flowchart of one embodiment of a method for detecting and controlling the deflection of a rotor blade in accordance with aspects of the present subject matter.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Es wird nun im Einzelnen auf Ausführungsformen der Erfindung eingegangen, von denen eine oder mehrere Beispiele in der Zeichnung veranschaulicht sind. Jedes Ausführungsbeispiel dient nur zur Erläuterung der Erfindung und nicht zur Beschränkung der Erfindung. Für den Fachmann versteht sich, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können ohne den Rahmen oder Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind auch bei einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine weitere Ausführungsform zu erhalten. Die vorliegende Erfindung soll demgemäß solche Abwandlungen und Änderungen und deren Äquivalente mit umfassen, die im Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche liegen.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the invention will now be described in detail, one or more examples of which are illustrated in the drawings. Each embodiment is only to illustrate the invention and not for the purpose of limiting the invention. It will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. For example, features that are illustrated or described as part of one embodiment may also be used in another embodiment to obtain a further embodiment. Accordingly, the present invention is intended to cover such modifications and changes and equivalents thereof, which are within the scope of the appended claims.
Bezugnehmend auf die Zeichnung veranschaulicht 1 eine perspektivische Darstellung einer Windkraftanlage 10. Wie dargestellt, ist die Windkraftanlage 10 eine Windkraftanlage mit horizontaler Achse. Es versteht sich aber, dass die Windkraftanlage 10 auch eine Windkraftanlage mit vertikaler Achse sein könnte. Bei der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Windkraftanlage 10 einen Mast 12, der sich von einer Grundfläche 14 aus erstreckt, eine auf dem Mast 12 angeordnete Gondel 16 und einen Rotor 18, der an die Gondel 16 angekuppelt ist. Der Rotor 18 weist eine drehbare Nabe 20 und wenigstens einen Rotorflügel 22 auf, der an die Nabe 20 angekuppelt ist und sich von dieser nach außen erstreckt Wie dargestellt, weist der Rotor 18, drei Rotorflügel 22 auf. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Rotor 18 aber auch mehr oder weniger als drei Rotorflügel 23 aufweisen. Außerdem ist bei der dargestellten Ausführungsform der Mast 12 eine Stahlrohrkonstruktion, die zwischen der Grundfläche 14 und der Gondel 16 einen (nicht dargestellten) Hohlraum begrenzt. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Mast 12 jede beliebige Art Mast sein, der irgendeine zweckentsprechende Höhe aufweist.Referring to the drawings 1 a perspective view of a wind turbine 10 , As shown, is the wind turbine 10 a wind turbine with horizontal axis. It is understood, however, that the wind turbine 10 could also be a wind turbine with a vertical axis. In the illustrated embodiment, the wind turbine includes 10 a mast 12 that is different from a base 14 out, one on the mast 12 arranged gondola 16 and a rotor 18 who went to the gondola 16 is coupled. The rotor 18 has a rotatable hub 20 and at least one rotor blade 22 up, to the hub 20 is coupled and extends outwardly therefrom As shown, the rotor points 18 , three rotor blades 22 on. In an alternative embodiment, the rotor 18 but also more or less than three rotor blades 23 exhibit. In addition, in the illustrated embodiment, the mast 12 a tubular steel construction, between the base 14 and the gondola 16 a cavity (not shown) limited. In an alternative embodiment, the mast 12 be any type of mast having any suitable height.
Die Rotorflügel 22 können im Allgemeinen jede zweckdienliche Länge aufweisen, die die Windkraftanlage 10 in die Lage versetzt in der beschriebenen Weise zu arbeiten. Beispielsweise können die Rotorflügel 22 bei einer Ausführungsform eine Länge aufweisen, die zwischen etwa 15 Meter (m) bis etwa 91 m liegt. Zu anderen nicht beschränkenden Beispielen von Flügellängen können jedoch auch 10 m oder weniger, 20 m, 37 m oder eine Länge zählen, die größer ist als 91 m. Darüber hinaus können die Rotorflügel 22 rings um die Nabe 20 voneinander beabstandet sein, um die Drehbewegung des Rotors 18 zu erleichtern und es zu ermöglichen Energie in nutzbare mechanische Energie und anschließend in elektrische Energie umzusetzen. Die Nabe 20 kann insbesondere an einen (nicht dargestellten) in der Gondel 16 untergebrachten elektrischen Generator angekuppelt sein, um die Erzeugung elektrischer Energie zu ermöglichen. Außerdem können die Rotorflügel 22 an die Nabe in der Weise angefügt sein, dass an einer Mehrzahl Lastübergangsbereichen 26 jeweils ein Flügelfußteil 24 an die Nabe 20 angekuppelt ist. Auf diese Weise werden in die Rotorflügel 22 eingebrachte Belastungen über die Lastübergabebereiche 26 auf die Nabe 20 übertragen.The rotor blades 22 In general, they can be of any useful length, including the wind turbine 10 being able to work in the manner described. For example, the rotor blades 22 in one embodiment, have a length that is between about 15 meters (m) to about 91 meters. However, other non-limiting examples of wing lengths may also include 10 meters or less, 20 meters, 37 meters, or a length greater than 91 meters. In addition, the rotor blades can 22 around the hub 20 spaced from each other to the rotational movement of the rotor 18 to facilitate and convert energy into usable mechanical energy and then into electrical energy. The hub 20 in particular to a (not shown) in the nacelle 16 housed electrical generator to enable the generation of electrical energy. In addition, the rotor blades 22 be attached to the hub in such a way that at a plurality of load transfer areas 26 one wing foot part each 24 to the hub 20 is coupled. In this way, in the rotor blades 22 introduced loads over the load transfer areas 26 on the hub 20 transfer.
Wie anhand der veranschaulichten Ausführungsformen gezeigt, kann die Windkraftanlage außerdem ein Windkraftanlagensteuersystem oder eine Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 aufweisen, die in der Gondel 16 zentral angeordnet ist. Darauf hinzuweisen ist aber, dass die Steuereinrichtung 36 an irgendeinem Ort auf oder in der Windkraftanlage 10, an irgendeiner Stelle auf der Grundfläche 14 oder ganz allgemein an irgendeiner anderen Stelle angeordnet sein kann. Die Steuereinrichtung 36 kann geeignete Prozessoren und/oder andere Verarbeitungseinrichtungen enthalten, die dazu ausgelegt sind, die Verfahren, Verfahrensschritte, Operationen, Berechnungen und dergleichen, wie sie hier beschrieben sind, auszuführen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung bei einer Ausführungsform als Computer oder als eine andere zentrale Verarbeitungseinheit ausgelegt sein. Es versteht sich aber, dass, so wie er hier verwendet ist, der Ausdruck „Prozessor” nicht notwendigerweise auf integrierte Schaltungen beschränkt ist, die auf diesem Gebiet als in einem Computer beinhaltet beschrieben sind, sondern, dass er sich ganz allgemein auf ein Steuergerät, ein Mikrosteuergerät, einem Mikrocomputer, ein programmierbares logisches Steuergerät (PLC), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung und andere programmierbare Schaltungen bezieht. Es versteht sich, dass die Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 auch Speicher beinhalten kann, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, ein computerlesbares Medium (z. B. Schreib-Lese-Speicher (RAM), ein computerlesbares nichtflüchtiges Medium (z. B. einen Flash-Speicher), ein Floppy-Disk, einen Kompakt-Disk-Nur-Lesespeicher (CD-ROM), eine Magneto-Optische Platte (MOD), eine digitale versatile Platte (DVD) und/oder andere Speicherelemente. Solche Speicherelemente können dazu eingerichtet sein, zweckdienliche computerlesbare Befehle zu speichern, die, wenn sie von den Prozessoren der Steuereinrichtung implementiert sind, die Steuereinrichtung so konfigurieren, dass sie zahlreiche unterschiedliche Berechnungen und/oder Analysen ausführt und/oder die Steuereinrichtung so konfigurieren, dass sie Steuerbefehle für die Windkraftanlage ausführt, wie etwa Korrektureingriffe und dergleichen. Außerdem kann die Steuereinrichtung 36 verschiedene Eingabe/Ausgabe-Kanäle und/oder Vorrichtungen zum Empfang von Eingabegrößen, von Sensoren oder andren Messeinrichtungen sowie zum Aussenden von Steuersignalen an verschiedene Komponenten der Windkraftanlage aufweisen.As shown by the illustrated embodiments, the wind turbine may also include a wind turbine control system or a wind turbine control device 36 exhibit in the gondola 16 is centrally located. It should be noted, however, that the control device 36 anywhere on or in the wind turbine 10 , anywhere on the floor 14 or, more generally, at any other location. The control device 36 may include suitable processors and / or other processing devices configured to perform the methods, method steps, operations, calculations and the like as described herein. For example, in one embodiment, the controller may be configured as a computer or other central processing unit. It will be understood, however, that as used herein, the term "processor" is not necessarily limited to integrated circuits described in this field as being included in a computer, but rather that it is more generally directed to a controller, a microcontroller, a microcomputer, a programmable logic controller (PLC), an application specific integrated circuit and other programmable circuits relates. It is understood that the wind turbine control device 36 may also include memory, including, but not limited to, a computer readable medium (e.g., random access memory (RAM), a computer readable nonvolatile medium (e.g., a flash memory), a floppy disk, a compact disk read only memory (CD-ROM), a magneto-optical disk (MOD), a digital versatile disk (DVD), and / or other memory elements Such memory elements may be adapted to store appropriate computer-readable instructions which when implemented by the processors of the controller, configure the controller to perform a variety of different calculations and / or analyzes and / or configure the controller to execute control commands for the wind turbine, such as corrective interventions and the like the controller 36 have various input / output channels and / or devices for receiving input variables, sensors or other measuring devices and for transmitting control signals to various components of the wind turbine.
Durch Ausführungen von Steuerbefehlen für die Windkraftanlage kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die verschiedenen Betriebsarten der Windkraftanlage 10 (z. B. Anfahr- oder Stillsetzungsvorgänge) anzusteuern. Die Steuereinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, die Flügelneigung oder den Anstellwinkel des Rotorflügels 22 (d. h. einen Winkel, der eine Perspektive der Rotorflügel 22 bezüglich der Windrichtung 28 bestimmt) zu steuern, um so die Last und die von der Windkraftanlage 10 erzeugte Energie durch Einstellen einer Winkelposition wenigstens eines Rotorflügels 22 bezüglich des Windes zu steuern. Die Steuereinrichtung 36 kann bspw. den Anstellwinkel der Rotorflügel 22 entweder einzeln oder gemeinsam dadurch steuern, dass sie geeignete Steuersignale an einen Anstellwinkelstellantrieb oder an ein Anstellwinkeleinstellsystem 32 übermittelt. Im Einzelnen können die Rotorflügel 22 an der Nabe 20 durch ein oder mehrere (nicht dargestellte) Anstellwinkel-Lager drehbar gelagert sein, derart, dass der Anstellwinkel in der Weise eingestellt werden kann, dass die Rotorflügel 22 um ihre jeweilige Längsachse 34 unter Verwendung des Anstellwinkeleinstellsystems 32 verdreht werden. Außerdem kann bei einer Änderung der Windrichtung 28 die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, eine Gierrichtung der Gondel 16 um eine Gierachse 38 anzusteuern, um die Rotorflügel 22 bezüglich der Windrichtung 28 zu positionieren. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 36 dazu ausgelegt sein einem (nicht dargestellten) Gierantriebsmechanismus der Gondel 16 Steuersignale zu übermitteln, derart, dass die Gondel um die Gierachse 38 verdreht werden kann.By executing control commands for the wind power plant, the control device can be set up for the various operating modes of the wind power plant 10 (eg start-up or shutdown processes). The control device can also be adapted to the blade pitch or the angle of attack of the rotor blade 22 (ie an angle that gives a perspective of the rotor blades 22 with respect to the wind direction 28 determined) to control the load and that of the wind turbine 10 generated energy by adjusting an angular position of at least one rotor blade 22 to control with respect to the wind. The control device 36 can, for example, the angle of attack of the rotor blades 22 either individually or collectively by commanding appropriate control signals to a pitch actuator or pitch control system 32 transmitted. In detail, the rotor blades 22 at the hub 20 be rotatably supported by one or more (not shown) Anstellwinkel bearings, such that the angle of attack can be adjusted in such a way that the rotor blades 22 around its respective longitudinal axis 34 using the pitch adjustment system 32 to be twisted. In addition, when changing the wind direction 28 the control device to be set up, a yaw direction of the nacelle 16 around a yaw axis 38 to steer to the rotor blades 22 with respect to the wind direction 28 to position. For example, the control device 36 be adapted to a (not shown) yaw drive mechanism of the nacelle 16 To transmit control signals, such that the nacelle about the yaw axis 38 can be twisted.
Während des Betriebs der Windkraftanlage 10 trifft Wind auf die Rotorflügel 22 aus einer Richtung 28 auf, was den Rotor 28 zu einer Drehbewegung um eine Drehachse 30 veranlasst. Wenn die Rotorflügel 22 umlaufen und Zentrifugalkräften ausgesetzt sind, werden die Rotorflügel 22 auch durch verschiedene Kräfte und Biegemomente beansprucht. Die Rotorflügel 22 können deshalb aus einer neutralen nicht ausgelenkten Stellung in eine ausgelenkte Stellung ausgelenkt werden. So veranschaulicht z. B., wie in 1 dargestellt, der Freiraum 40 bei nicht abgelenktem Flügel den Abstand zwischen den Rotorflügeln 22 und dem Mast 12, wenn die Flügel in einer nicht abgelenkten Stellung stehen. Die auf die Rotorflügel 22 einwirkenden Kräfte und Biegemomente können aber bewirken, dass die Flügel 22 zu dem Mast hin ausgelenkt werden, wodurch der Gesamtflügelfreiraum 40 verringert wird. Mit zunehmender aerodynamischer Belastung können übermäßige Kräfte und Biegemomente bewirken, dass ein oder mehrere der Rotorflügel 22 auf den Mast 12 aufschlagen, was beträchtlichen Schaden und Auszeit zur Folge hat. Aber auch ohne Aufschlag auf dem Mast können übermäßige Belastung und Biegemomente deutliche Ermüdungserscheinungen an den Rotorflügeln 22 und anderen Windkraftanlagenkomponenten hervorrufen.During operation of the wind turbine 10 Wind hits the rotor blades 22 from one direction 28 on what the rotor 28 to a rotational movement about a rotation axis 30 causes. If the rotor blades 22 revolve and centrifugal forces are exposed, the rotor blades 22 also claimed by different forces and bending moments. The rotor blades 22 can therefore be deflected from a neutral non-deflected position to a deflected position. So z. B., as in 1 represented, the free space 40 if the wing is not deflected, the distance between the rotor blades 22 and the mast 12 when the wings are in a non-deflected position. The on the rotor blades 22 but acting forces and bending moments can cause the wings 22 be deflected towards the mast, whereby the total wing clearance 40 is reduced. With increasing aerodynamic loading, excessive forces and bending moments can cause one or more of the rotor blades 22 on the mast 12 strike, resulting in considerable damage and time off. But even without impact on the mast, excessive load and bending moments can cause significant signs of fatigue on the rotor blades 22 and other wind turbine components.
Bezugnehmend nun auf 2 ist dort eine perspektivische Ansicht eines Rotorflügels 22 veranschaulicht. Wie dargestellt, weist der Rotorflügel 22 ein Fußteil 24 auf, das zur Befestigung des Rotorflügels 22 an der Nabe 20 (1) benutzt wird. Der Rotorflügel 22 weist außerdem eine Flügelspitze 42 auf, die dem Fußteil 24 gegenüberliegend angeordnet ist. Ein Flügelkörper oder eine Flügelschale 44 erstreckt sich allgemein längs einer Längsachse 46 zwischen dem Fußteil 24 und der Flügelspitze 42 und definiert eine Vorderkante 48 und eine Hinterkante 50 des Rotorflügels 22. Außerdem kann der Rotorflügel 22, wie dies allgemein bekannt ist, eine windwärtige oder Hochdruckseite 52 und eine leeseitige oder Unterdruck- oder Saugseite 54 aufweisen.Referring now to 2 is there a perspective view of a rotor blade 22 illustrated. As shown, the rotor blade 22 a foot part 24 on, for fixing the rotor blade 22 at the hub 20 ( 1 ) is used. The rotor wing 22 also has a wing tip 42 on, the foot part 24 is arranged opposite. A wing body or wing shell 44 generally extends along a longitudinal axis 46 between the foot part 24 and the wingtip 42 and defines a leading edge 48 and a trailing edge 50 of the rotor blade 22 , In addition, the rotor blade can 22 as is well known, a windward or high pressure side 52 and a leeward or vacuum or suction side 54 exhibit.
Bezug nehmend nun auf die 3 bis 5 sind dort verschiedene Ausführungsformen eines Systems zur Feststellung der Flügelauslenkung eines Rotorflügels gemäß Aspekten des vorliegenden Gegenstandes veranschaulicht. Generell kann das System wenigstens ein Seil aufweisen, das sich wenigstens teilweise innerhalb des Rotorflügels erstreckt und Enden aufweist, die direkt oder indirekt an Teilen des Windkraftanlagenrotors befestigt sind, etwa an einem Teil der Nabe oder einem Teil des Rotorflügels. Das System kann auch eine Spannvorrichtung enthalten, die an einem Teil des Windkraftanlagenrotors befestigt ist. Die Spannvorrichtung kann generell so ausgelegt sein, dass sie eine vorbestimmte Spannung in dem Seil aufrechterhält. Weiterhin kann das System einen Sensor enthalten, der dazu eingerichtet ist, die Lageveränderung des Seils zu messen, wenn der Rotorflügel ausgelenkt wird.Referring now to the 3 to 5 There are illustrated various embodiments of a system for determining the vane deflection of a rotor blade in accordance with aspects of the present subject matter. Generally, the system may include at least one cable extending at least partially within the rotor blade and having ends attached directly or indirectly to portions of the wind turbine rotor, such as a portion of the hub or a portion of the rotor blade. The system may also include a tensioning device attached to a part of the wind turbine rotor. The tensioner may generally be configured to maintain a predetermined tension in the rope. Furthermore, the system may include a sensor configured to measure the change in position of the cable when the rotor blade is deflected.
Unter Bezugnahme, insbesondere auf die 3, 4 ist dort eine Ausführungsform eines Systems 300 zum Erfassen der Auslenkung eines an einer Nabe 20 eines Windkraftanlagenrotors 18 (1) befestigten Rotorflügels 22 veranschaulicht. Im Einzelnen zeigt 3 eine Umrissschnittdarstellung des Rotorflügels 22 in einem neutralen oder nicht ausgelenkten Zustand, mit in ihm eingebautem System 300. In ähnlicher Weise veranschaulicht 4 eine Umrissschnittdarstellung des Rotorflügels 22 in einem ausgelenkten Zustand bei in ihm eingebautem System 300.With reference, in particular to the 3 . 4 is there an embodiment of a system 300 for detecting the deflection of a hub 20 a wind turbine rotor 18 ( 1 ) attached rotor blade 22 illustrated. In detail shows 3 an outline sectional view of the rotor blade 22 in a neutral or undeflected state, with system built into it 300 , Illustrated in a similar way 4 an outline sectional view of the rotor blade 22 in a deflected state with built-in system 300 ,
Wie in den 3, 4 dargestellt, kann bei einer Ausführungsform das veranschaulichte System 300 ein auf der Druckseite 52 des Rotorflügels 22 angeordnetes erstes Seil 302 und ein auf das Saugseite 54 des Rotorflügels 22 angeordnetes zweites Seil 304 aufweisen. Die Seile 302, 304 können generell irgendein geeignetes Drahtseil, Seil (Band) und/oder Draht an sich bekannter Art aufweisen, das bzw. der so ausgelegt ist, dass es bzw. er in der hier beschriebenen Weise wirkt. Bei einer Ausführungsform können die Seile 302, 304 bspw. irgendeines von verschiedenen Metallseilen, wie etwa Edelstahldrahtseilen oder beschichteten Stahldrahtseilen (z. B. nylonbeschichtete Edelstahldrahtseile) umfassen. Alternaiv können die Seile 302, 304 Polymeren- oder thermoplastische Seile umfassen. Bei weiteren Ausführungsformen können die Seile 302, 304 ein faserverstärktes Seil, wie etwa ein kohlenstoffverstärktes Polymeren-Seil oder -Seile aufweisen.As in the 3 . 4 In one embodiment, the illustrated system may be illustrated 300 one on the print side 52 of the rotor blade 22 arranged first rope 302 and one on the suction side 54 of the rotor blade 22 arranged second rope 304 exhibit. The ropes 302 . 304 may generally comprise any suitable wire rope, rope (ribbon) and / or wire of a type known per se, which is designed to act in the manner described herein. In one embodiment, the ropes 302 . 304 For example, any of various metal cables, such as stainless steel wire ropes or coated steel wire ropes (e.g., nylon-coated stainless steel wire ropes), may be included. Alternaiv can do the ropes 302 . 304 Polymer or thermoplastic ropes include. In further embodiments, the ropes 302 . 304 a fiber reinforced rope such as a carbon reinforced polymer rope or strand.
Jedes der Seile 302, 304 kann jeweils ein erstes Ende 306, 307 und ein zweites Ende 308,309 aufweisen. Das jeweilige erste Ende 306, 307 jedes Seils 302, 304 kann generell an dem Rotorflügel 22 an einer Stelle, die im Wesentlichen der Spitze 42 des Flügels 22 benachbart ist, fixiert oder befestigt sein. Demgemäß können, wenn die Flügelspitze 42 bezüglich der nicht ausgelenkten Längsachse 46 des Rotorflügels 22 ausgelenkt wird, die Enden 306, 307 entsprechend verlagert werden. So kann, wie in den 3, 4 dargestellt, das jeweilige erste Ende 306, 307 jedes Seils 302, 304 an den Innenwänden 310, 312 des Rotorflügels im Wesentlichen angrenzend an die Flügelspitze 42 befestigt sein. Darauf hinzuweisen ist, dass wenngleich die Enden 306, 307 so dargstellt sind, dass sie an dem Rotorflügel 22 an verschiedenen Orten befestigt sind (z. B. an der Innenwand 310 der Druckseite 52 und der Innenwand 312 Saugseite 54), die ersten Enden 306, 307 auch an dem Rotorflügel 22 an im Wesentlichen der gleichen Stelle befestigt sein können, wie etwa direkt an der Spitze 42. Zusätzlich können bei einer alternativen Ausführungsform die Seile 302, 304 sich durch den Rotorflügel 23 an einer oder an mehreren Stellen im Wesentlichen anschließend an die Spitze 42 so erstrecken, dass die Enden 306, 307 an einem außen liegenden Teil des Rotorflügels 22 befestigt sind. Eine solche Ausführungsform kann zweckmäßig sein, um es zu erlauben die Vorspannung in jedem der Seil 302, 304 von einer Stelle außerhalb des Rotorflügels 22 aus einzustellen. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass die ersten Enden 306, 307 an dem Rotorflügel 22 unter Benutzung irgendwelcher geeigneter Mittel befestigt sein können, etwa durch den Einsatz von Klemmmechanismen, Clips oder anderen Befestigungselementen, wie sie an sich bekannt sind.Each of the ropes 302 . 304 can each have a first end 306 . 307 and a second end 308 . 309 exhibit. The respective first end 306 . 307 every rope 302 . 304 can generally be on the rotor blade 22 at a point that is essentially the top 42 of the grand piano 22 is adjacent, fixed or fixed. Accordingly, if the wing tip 42 with respect to the non-deflected longitudinal axis 46 of the rotor blade 22 is deflected, the ends 306 . 307 be relocated accordingly. So can, as in the 3 . 4 represented, the respective first end 306 . 307 every rope 302 . 304 on the inner walls 310 . 312 the rotor blade substantially adjacent to the wing tip 42 be attached. It should be noted that although the ends 306 . 307 are dargstellt that they on the rotor blades 22 attached to different places (eg on the inner wall 310 the print side 52 and the inner wall 312 suction 54 ), the first ends 306 . 307 also on the rotor wing 22 may be attached to substantially the same location, such as directly at the top 42 , In addition, in an alternative embodiment, the ropes 302 . 304 through the rotor blade 23 at one or more points substantially adjacent to the top 42 so extend the ends 306 . 307 on an outer part of the rotor blade 22 are attached. Such an embodiment may be appropriate to allow the bias in each of the cables 302 . 304 from a point outside the rotor blade 22 off. It should also be noted that the first ends 306 . 307 on the rotor wing 22 can be secured using any suitable means, such as by the use of clamping mechanisms, clips or other fasteners known in the art.
Weiterhin Bezug nehmend auf die 3, 4 können die zweiten Enden 308, 309 der Seile 302, 304 generell an Spannvorrichtungen 314 angekuppelt sein, die dazu ausgelegt sind bei einer Auslenkung des Rotorflügels 22 während des Betriebs der Windkraftanlage im Wesentlichen die gleiche Größe der Spannung in den Seilen 302, 304 aufrecht zu erhalten. Die Spannvorrichtungen 314 können allgemein gesehen, an irgendeinem Teil des Windkraftanlagenrotors 18 (1) befestigt sein. Beispielsweise kann, wie in den 3, 4 dargestellt, jede Spannvorrichtung 314 an dem Rotorflügel 22 an einem Ort im Wesentlichen anschließend an den Fußteil 24 des Flügels 22 befestigt sein, etwa im Wesentlichen anschließend an das (nicht dargestellte) Anstellwinkeleinstelllager. Alternativ kann, wie in 5 dargstellt, die Spannvorrichtung 508 an einem Teil der Nabe 20, wie etwa auf oder nahe bei der in (nicht dargestellten) Flügeleinlasstür oder an irgendeinem anderen geeigneten Ort in der Nabe 20 befestigt sein.Still referring to the 3 . 4 can the second ends 308 . 309 the ropes 302 . 304 generally on fixtures 314 be coupled, which are designed for a deflection of the rotor blade 22 during operation of the wind turbine essentially the same magnitude of tension in the ropes 302 . 304 to maintain. The clamping devices 314 can generally be seen at any part of the wind turbine rotor 18 ( 1 ) be attached. For example, as in the 3 . 4 shown, each clamping device 314 on the rotor wing 22 at a location essentially following the foot part 24 of the grand piano 22 be attached, approximately substantially subsequent to the (not shown) Anstellwinkeleinstelllager. Alternatively, as in 5 dargstellt the jig 508 at a part of the hub 20 such as on or near the wing door (not shown) or any other suitable location in the hub 20 be attached.
Generell können die Spannvorrichtungen jeweils irgendeine an sich bekannte zweckdienliche Vorrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine vorbestimmte Spannung zwischen den Enden eines Drahtseils, eines Drahtes, eines Seils (Bandes) oder irgendeines anderen länglichen spannungsaufnehmenden Elementes aufrecht zu erhalten. Bei einer Ausführungsform können die Spannvorrichtungen 314 so ausgelegt sein, dass sie eine vorbestimmte Minimalspannung in den Seilen 302, 304 aufrechterhalten, derart, dass die Verlagerung der Seile eine genaue Darstellung der Auslenkung des Rotorflügels wiedergibt. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Spannvorrichtung 314 eine Vorrichtung oder einen Mechanismus aufweisen, der eine Seil- oder Drahtzugmechanik oder eine ähnliche Technologie dazu verwendet, die Spannung in einem daran befestigten Seil aufrecht zu erhalten. So können geeignete Spannvorrichtungen 314, Seil- oder Drahtzugvorrichtungen, federbelastete Seilspanner oder andere automatische Aufwickelmechanismen umfassen, wie sie an sich bekannt sind. Beispielsweise kann bei einer speziellen Ausführungsform jede Spannvorrichtung 314 eine federbelastete Trommel oder Spule aufweisen, um die das zweite Ende 308, 309 jedes der Seile 302, 304 gewickelt ist. Wenn somit das erste Ende 306, 307 jedes der Seil 302, 304 wegen einer Auslenkung der Spitze 42 des Rotorflügels 22 bezüglich der Spannvorrichtung 314 verlagert wird, können die Spannvorrichtungen 314 dazu eingerichtet sein, dass ein Teil jedes Seils 302, 304 sich auf die federbelastete Trommel oder Spule aufwickelt oder von dieser abgewickelt so dass die Spannung in den Seilen 302, 304 aufrechterhalten ist. Demgemäß kann die Spannvorrichtung 314 generell es ermöglichen, dass der Teil jedes Seils 302, 304, der sich zwischen dem ersten Ende 306, 307 und der Spannvorrichtung 314 erstreckt, bei einer Auslenkung des Rotorflügels 22 gelängt oder verkürzt oder sonst wie verlagert wird.In general, the tensioning devices may each comprise any convenient device known per se which is adapted to maintain a predetermined tension between the ends of a wire rope, a wire, a rope (strap) or any other elongate tension-receiving element. In one embodiment, the tensioning devices 314 be designed so that they have a predetermined minimum voltage in the ropes 302 . 304 maintain, so that the displacement of the ropes reproduces an accurate representation of the deflection of the rotor blade. In various embodiments, the tensioning device 314 a device or mechanism that uses a cable or wire pull mechanism or similar technology to maintain the tension in a rope attached thereto. So can suitable clamping devices 314 Cable or wire pulling devices, spring-loaded cable tensioners or other automatic wind-up mechanisms, as known in the art. For example, in a particular embodiment, each tensioning device 314 a spring-loaded drum or spool, around which the second end 308 . 309 each of the ropes 302 . 304 is wound. So if the first end 306 . 307 each of the rope 302 . 304 because of a deflection of the tip 42 of the rotor blade 22 with regard to the tensioning device 314 can be relocated, the tensioning devices 314 Be set up to be part of each rope 302 . 304 is wound on the spring-loaded drum or spool or unwound from it so that the tension in the ropes 302 . 304 is maintained. Accordingly, the tensioning device 314 Generally it will allow that part of each rope 302 . 304 that is between the first end 306 . 307 and the tensioning device 314 extends, with a deflection of the rotor blade 22 lengthened or shortened or otherwise relocated.
Die Seile 302, 304 können außerdem im Wesentlichen anschließend an die Innenwände 310, 320 des Rotorflügels 22 zwischen den ersten und zweiten Enden 306, 307 bzw. 308, 309 so gehaltert sein, dass die Seile 302, 304 relativ zu dem Rotorflügel 22 beweglich sind oder sonst wie verlagert werden können. So kann, wie in den 3, 4 veranschaulicht das erste Seil 302 beweglich an der Innenwand 310 der Druckseite 52 des Rotorflügels 22 befestigt sein, während das zweite Seil 304 an einer Innenwand 312 der Saugseite 54 der Rotorschaufel 22 befestigt sein kann. Darauf hinzuweisen ist, dass dadurch dass die Seile 302, 304 im Wesentlichen angrenzend an die Innenwände 310, 312 beweglich angebracht sind, die Verlagerung der Seile 302, 304 generell eine verhältnismäßig genaue Wiedergabe des Maßes der Flügelauslenkung des Rotorflügels 22 ergibt welche während des Betriebs der Windkraftanlage auftritt.The ropes 302 . 304 In addition, they can be essentially adjacent to the interior walls 310 . 320 of the rotor blade 22 between the first and second ends 306 . 307 respectively. 308 . 309 be held so that the ropes 302 . 304 relative to the rotor blade 22 are movable or otherwise can be relocated. So can, as in the 3 . 4 illustrates the first rope 302 movable on the inner wall 310 the print side 52 of the rotor blade 22 be attached while the second rope 304 on an inner wall 312 the suction side 54 the rotor blade 22 can be attached. It should be noted that by doing that the ropes 302 . 304 essentially adjacent to the interior walls 310 . 312 movably mounted, the relocation of the ropes 302 . 304 in general, a relatively accurate representation of the degree of wing deflection of the rotor blade 22 results which occurs during operation of the wind turbine.
Um eine solche Anbringung der Seile 302, 304 zu ermöglichen, versteht es sich, dass das System des vorliegenden Gegenstands Mittel zur Halterung der Seile 302, 304 an den Innenwänden 310, 312 des Rotorflügels 22 umfassen kann. Allgemein gesehen können die Mittel zur Anbringung der Seile 302, 304 irgendwelche bekannten Halterungsvorrichtungen und/oder Halterungseinrichtungen aufweisen, die es den Seilen 302, 304 ermöglichen, bei einer Auslenkung des Rotorflügels 22 bezüglich des Rotorflügels 22 zu gleiten, sich zu bewegen und/oder sich in anderer Weise zu verlagern. So können wie bei der in den 3, 4 dargestellten Ausführungsform veranschaulicht, die Mittel zur Anbringung der Seile 302, 304 eine Anzahl an den Innenwänden 310, 312 befestigter Führungshalter 316 aufweisen, die dazu eingerichtet sind, die Seile 302, 304 an verschiedenen Stellen längs der Wände 310, 312 abzustützen. Zu geeigneten Führungshaltern 316 können zum Beispiel gehören Führungsringe, Laufrollen, Ösen, Haken, Klammern und irgendwelche andere Aufnahmeeinrichtungen, die dazu ausgelegt sind, die Seile 302, 304 längs der Innenwände 310, 312 abzustützen und die eine Verlagerung der Seile 302, 304 bezüglich des Rotorflügels 22 erlauben. Alternativ können die Mittel zur Halterung der Seile 302, 304 einen oder mehrere längliche Seilträger 510 (5) aufweisen, die dazu eingerichtet sind, die Seile 302, 304 im Wesentlichen angrenzend an die Innenwände 310, 312 über eine spezielle Länge abzustützen. Solche länglichen Seilträger 515 können generell irgendein längliches Elemente aufweisen, das eine in Längsrichtung begrenzte Öffnung, einen Kanal, eine Aussparung oder eine ähnliche Öffnung aufweist, in die die Seile 302, 304 eingelegt und in der diese beweglich abgestützt werden können. So können zum Beispiel bei verschiedenen Ausführungsformen geeignete längliche Seilträger 510 Rohre, Schläuche und/oder Seilführungen umfassen, die über eine Länge der Innenwände 310, 312 an diesen befestigt sind. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Mittel zur Halterung der Seile 302, 304 einen oder mehrere in dem jeweiligen Rotorflügel 22 selbst ausgebildete Kanäle aufweisen, in die die Seile eingefügt und in denen diese beweglich abgestützt sein können. Verschiedene andere geeignete Tragvorrichtungen und/oder -Einrichtungen, die dazu verwendet werden können, um die Seile 302, 304 beweglich an den Innenwänden 310, 312 des Rotorflügels 22 anzubringen, sind dem Fachmann bekannt.To such an attachment of the ropes 302 . 304 It should be understood that the system of the present subject matter includes means for holding the cables 302 . 304 on the inner walls 310 . 312 of the rotor blade 22 may include. Generally speaking, the means of attaching the ropes 302 . 304 have any known holding devices and / or holding devices, it the ropes 302 . 304 allow, with a deflection of the rotor blade 22 with respect to the rotor blade 22 to glide, to move and / or to shift in other ways. So like in the 3 . 4 illustrated embodiment, the means for attaching the ropes 302 . 304 a number on the inner walls 310 . 312 attached guide holder 316 which are adapted to the ropes 302 . 304 in different places along the walls 310 . 312 support. To suitable guide holders 316 For example, guide rings, rollers, eyelets, hooks, brackets, and any other receptacle that are designed to fit the ropes may include 302 . 304 along the inner walls 310 . 312 support and a relocation of the ropes 302 . 304 with respect to the rotor blade 22 allow. Alternatively, the means for holding the ropes 302 . 304 one or more elongated cable carriers 510 ( 5 ), which are adapted to the ropes 302 . 304 essentially adjacent to the interior walls 310 . 312 to support it over a special length. Such elongated cable carriers 515 may generally comprise any elongate member having a longitudinally limited opening, channel, recess or similar opening into which the cables 302 . 304 inserted and in which they can be supported movable. For example, in various embodiments, suitable elongated cable carriers 510 Tubes, hoses and / or cable guides comprise, over a length of the inner walls 310 . 312 attached to these. In a further embodiment, the means for holding the ropes 302 . 304 one or more in the respective rotor blade 22 have themselves trained channels into which the cables inserted and in which they can be movably supported. Various other suitable carrying devices and / or devices that may be used to secure the ropes 302 . 304 movable on the inner walls 310 . 312 of the rotor blade 22 are known to those skilled in the art.
Noch Bezug nehmend auf die 3, 4 kann das System 300 auch eine oder mehrere Sensoren 318 beinhalten, die dazu ausgelegt sind die Verlagerung jedes Seils 302, 304 bei einer Auslenkung der Rotorschaufel 22 zu messen. Die Sensoren 318 können allgemein einen Längenmesssensor oder irgendeinen anderen an sich bekannten Sensor aufweisen, um direkt oder indirekt lineare Ortsveränderung eines Objektes zu messen. Bei verschiedenen Ausführungsformen können deshalb zur Verwendung im Rahmen vorliegenden Gegenstandes geeignete Sensoren 318 Wegaufnehmer, lineare Inkrementalgeber, sog. Stringpotsensoren, Seilzugsensoren, Yo-Yo-Seilzugsensoren, Linearpotentiometer und lineare Längensensoren umfassen. Die angegebenen Sensoren 318 können auch dazu eingerichtet sein, irgendwelche aufgenommene Messwerte in elektronische Signale umzusetzen, die der Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 (1) über irgendeine Leitungsverbindung oder drahtlose Verbindung übermittelt werden, so dass die Messwerte analysiert werden können, um eine Rotorflügelauslenkung festzustellen, was im Einzelnen im nachfolgenden beschrieben wird. Still referring to the 3 . 4 can the system 300 also one or more sensors 318 include, which are designed to relocate each rope 302 . 304 at a deflection of the rotor blade 22 to eat. The sensors 318 may generally include a length measuring sensor or any other sensor known per se for measuring directly or indirectly linear displacement of an object. In various embodiments, therefore, suitable sensors for use in the present context may be provided 318 Position transducers, linear incremental encoders, so-called stringpot sensors, cable pull sensors, yo-yo cable pull sensors, linear potentiometers and linear length sensors comprise. The specified sensors 318 may also be arranged to convert any recorded measurements into electronic signals, that of the wind turbine controller 36 ( 1 ) may be communicated via any line connection or wireless connection so that the measurements may be analyzed to determine rotor blade deflection, which will be described in more detail below.
Um die Messung der Seilverlagerungen zu erleichtern ist darauf hinzuweisen, dass bei mehreren Ausführungsformen die Sensoren 318 an die Seile 302, 304 und/oder die Spannvorrichtung 314 angekuppelt sein können. Beispielsweise können wie in den 3, 4 dargestellt, bei Ausführungsformen bei in denen die Spannvorrichtungen 314 als Seilzugvorrichtungen oder als irgendein anderer automatischer Aufwickelmechanismus ausgebildet sind die Sensoren 318 direkt an jede Spannvorrichtung 314 angekuppelt sein, so dass die lineare Verstellung oder Verlagerung jedes Seils 302, 304 dadurch gemessen werden kann, dass die Verdrehung der Spannvorrichtungen 314 beim Aufwickeln oder Abwickeln der Seile 302, 304 auf dieselben bzw. von denselben erfasst oder in anderer Weise aufgenommen wird. Zu erwähnen ist, dass die Sensoren 318 als solche allgemein als irgendein Seilzugsensor oder irgendein ähnlicher bekannter Sensor ausgebildet sein können. Alternativ können, wie in 6 dargestellt die Sensoren 614 mit dem jeweiligem Seil 602, 604 etwa über ein Hilfsseil oder irgendein anderes zweckdienliches Verbindungsglied 616 verbunden sein, so dass die lineare Verlagerung der Seile 602, 604 gemessen werden kann.To facilitate the measurement of rope displacements, it should be noted that in several embodiments the sensors 318 to the ropes 302 . 304 and / or the tensioning device 314 can be coupled. For example, as in the 3 . 4 shown in embodiments in which the tensioning devices 314 designed as Seilzugvorrichtungen or as any other automatic winding mechanism, the sensors 318 directly to each clamping device 314 be coupled, so that the linear displacement or displacement of each rope 302 . 304 can be measured by the fact that the rotation of the clamping devices 314 when winding or unwinding the ropes 302 . 304 on the same or recorded by them or otherwise recorded. It should be mentioned that the sensors 318 as such may generally be configured as any pull-wire sensor or any similar known sensor. Alternatively, as in 6 represented the sensors 614 with the respective rope 602 . 604 about an emergency rope or any other suitable link 616 be connected, so that the linear displacement of the ropes 602 . 604 can be measured.
Mehr im Einzelnen auf 4 Bezug nehmend wird im Folgenden die Betriebsweise des erläuterten Systems 300 allgemein beschrieben. Wenn der Rotorflügel 22 während des Betriebs der Windkraftanlage ausgelenkt wird, wird die Spitze 42 des Flügels 22 bezüglich ihr typischen nicht ausgelenkten Längsachse 46 um einen Auslenkweg 320 ausgelenkt. So ist es zum Beispiel häufig der Fall, dass der Rotorflügel 22 in Richtung auf den Mast 12 (1) der Windkraftanlage hin ausgelenkt wird (das heißt in der Richtung der Saugseite 54 des Rotorflügels 22). Dabei werden das erste und das zweite Seil 302, 304, da sie an ihrem ersten Ende 306 bzw. 307 im Wesentlichen angrenzend an die Spitze 402 befestigt sind, auch um jeweils entsprechende Wege 322, 324 im Verhältnis zu der Gesamtauslenkung des Rotorflügels 22 verlagert. Insbesondere kann das erste Seil 302, da es an der Druckseite 52 der Rotorschaufel 22 befestigt ist um einen Verlagerungsweg 322 gelängt oder von der Spannvorrichtung 314 weggezogen werden, wenn der Flügel 22 in der Richtung der Saugseite 54 ausgelenkt wird. Bei einer Ausführungsform kann beispielsweise ein Teil des Seils 302 von der Spannvorrichtung 314 abgewickelt werden, wenn sich das Seil 302 in Abhängigkeit von der Auslenkung verlagert. In ähnlicher Weise kann das zweite Seil 304, da es auf der Saugseite 54 des Rotorflügels 22 angeordnet ist, bei der Auslenkung des Rotorflügels 22 um einen Auslenkweg 324 verkürzt oder in die Spannvorrichtung 314 hineingezogen werden. So kann bei der speziellen Ausführungsform der 3, 4 ein Teil des Seils 304 zu Folge der Auslenkung des Rotorflügels 22 um die Spannvorrichtung 314 herumgewickelt werden. Es versteht sich naturgemäß, dass abhängig von der Ausbildung des Rotorflügels 22 und der relativen Positionierung der Seile 302, 304 sowie der Spannvorrichtungen 314 der Verlagerungsweg 322 des ersten Seils 302 gleich wie oder unterschiedlich von dem Verlagerungsweg 324 des zweiten Seils 304 sein kann.More in detail 4 Reference will now be made to the operation of the illustrated system 300 generally described. If the rotor blade 22 is deflected during operation of the wind turbine, the top is 42 of the grand piano 22 with respect to their typical undeflected longitudinal axis 46 around a Auslenkweg 320 deflected. For example, it is often the case that the rotor blade 22 towards the mast 12 ( 1 ) of the wind turbine is deflected out (that is, in the direction of the suction side 54 of the rotor blade 22 ). Here are the first and the second rope 302 . 304 since she is at her first end 306 respectively. 307 essentially adjacent to the top 402 are fixed, also by respective routes 322 . 324 in relation to the total deflection of the rotor blade 22 relocated. In particular, the first rope 302 because it is on the pressure side 52 the rotor blade 22 is attached to a relocation path 322 lengthened or from the tensioning device 314 be pulled away when the wing 22 in the direction of the suction side 54 is deflected. In one embodiment, for example, a part of the rope 302 from the tensioning device 314 be handled when the rope 302 shifted depending on the deflection. Similarly, the second rope 304 because it is on the suction side 54 of the rotor blade 22 is arranged at the deflection of the rotor blade 22 around a Auslenkweg 324 shortened or in the tensioning device 314 be involved. Thus, in the specific embodiment of the 3 . 4 a part of the rope 304 due to the deflection of the rotor blade 22 around the clamping device 314 be wrapped around. It goes without saying that, depending on the design of the rotor blade 22 and the relative positioning of the ropes 302 . 304 and the clamping devices 314 the relocation route 322 of the first rope 302 same as or different from the relocation route 324 of the second rope 304 can be.
Noch Bezug nehmend auf 4 messen die Sensoren 318 bei der Verlagerung jedes Seils 302, 304 deren lineare Verlagerung (d. h. die Wege 322, 324) so, dass diese Messwerte so dann dazu benutzt werden können, den Auslenkweg 320 abzuschätzen und/oder zu berechnen. Die Sensoren 318 können beispielsweise so ausgelegt sein, dass sie die Verlagerungsmesswerte zu der Windkraftanlagesteuereinrichtung 36 (1) über eine Leitungsverbindung oder eine drahtlose Verbindung übermitteln, so dass die Messwerte von der Steuereinrichtung 36 analysiert werden können. So kann bei einer Ausführungsform die Windkraftanlagensteuereinrichtung mit geeigneten computerlesbaren Steuerbefehlen versehen sein, die bei Ihrer Ausführung die Steuereinrichtung 36 in den Stand versetzen, die Verlagerungsmesswerte mit dem Auslenkweg 320 unter Verwendung geeigneter mathematischer Ausdrücke und/oder eines in dem Speicher der Steuereinrichtung abgespeicherten Models zu korrelieren. Die Entwicklung eines solchen mathematischen Ausdrucks und/oder Modells liegt im Fachwissen eines Fachmanns und wird deshalb im Einzelnen hier nicht erörtert. Allgemein ist aber darauf hinzuweisen, dass der mathematische Ausdruck und/oder das Modell einen oder mehrere verschiedene Faktoren in Betracht ziehen können, zu denen ohne drauf beschränkt zu sein, der Abstand zwischen der Schaufelspitze 42 und den Spannvorrichtungen 314 und/oder den Sensoren 318, der Abstand zwischen der Mittellinie der Seile 302, 304 und den Innenwänden 310, 312 des Rotorflügels 22, die Gesamtlänge des Rotorflügels 22 und die Länge der Seile 302, 304 gehören. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 mit einer oder mehreren Nachschlagtabellen programmiert sein, die die Verlagerungsmesswerte mit dem Auslenkweg 320 des Rotorflügels 22 korrelieren.Still referring to 4 measure the sensors 318 at the relocation of each rope 302 . 304 their linear displacement (ie the ways 322 . 324 ) so that these measured values can then be used for the deflection path 320 estimate and / or calculate. The sensors 318 For example, they may be configured to provide the displacement measurements to the wind turbine controller 36 ( 1 ) via a line connection or a wireless connection, so that the measured values from the control device 36 can be analyzed. Thus, in one embodiment, the wind turbine controller may be provided with suitable computer-readable control instructions which, when executed, may be the controller 36 put into the state, the displacement measured values with the Auslenkweg 320 using appropriate mathematical expressions and / or a model stored in the memory of the controller to correlate. The development of such a mathematical expression and / or model is within the skill of one of ordinary skill in the art and, therefore, will not be discussed in detail here. In general, however, it should be understood that the mathematical expression and / or model may take one or more different factors into account, without being limited thereto, the distance between the blade tip 42 and the tensioning devices 314 and / or the sensors 318 , the distance between the center line of the ropes 302 . 304 and the interior walls 310 . 312 of the rotor blade 22 , the total length of the rotor blade 22 and the length of the ropes 302 . 304 belong. In an alternative embodiment, the wind turbine controller 36 be programmed with one or more look-up tables that the displacement measurements with the Auslenkweg 320 of the rotor blade 22 correlate.
Darauf hinzuweisen ist, dass wenngleich das System 300 im vorstehenden allgemein so beschrieben wurde, dass es Seile 302, 304 mit im Wesentlichen angrenzend an die Schaufelspitze 42 befestigten ersten Enden 306, 307 und mit im Bereich des Fußteils 24 befestigen Spannvorrichtungen 314 aufweist, die Positionierung dieser Komponenten auch umgekehrt sein kann. So können bei einer alternativen Ausführungsform die Spannvorrichtungen 314 im Wesentlichen angrenzend an die Spitze 42 angeordnet sein. Bei einer solchen Ausführungsform können die ersten Enden 306, 307 der Seile 302, 304 an dem Fußteil 24 des Rotorflügels 22 oder an einem Teil der Nabe 20 fixiert sein. Außerdem braucht, wie im Einzelnen unter Bezugnahme auf 7 im nachfolgenden noch beschrieben, das erörterte System 300 nicht sowohl ein erstes Seil 302 als auch ein zweites Seil 304 enthalten. Beispielsweise kann das System bei einer Ausführungsform lediglich ein einziges Druckseitenseil 302 oder ein einziges Saugseitenseil 304 aufweisen, das in dem Rotorflügel 22 beweglich angebracht ist. Alternativ kann das erörterte System etwa zwei oder mehr Seile beinhalten, die beweglich an der Druck- und Saugseite 52 bzw. 54 des Rotorflügels 22 gehaltert sind.It should be noted that although the system 300 has been generally described in the foregoing as being ropes 302 . 304 with substantially adjacent the blade tip 42 fastened first ends 306 . 307 and with in the area of the foot part 24 fasten tensioning devices 314 has, the positioning of these components can also be reversed. Thus, in an alternative embodiment, the tensioning devices 314 essentially adjacent to the top 42 be arranged. In such an embodiment, the first ends 306 . 307 the ropes 302 . 304 on the foot part 24 of the rotor blade 22 or at a part of the hub 20 be fixed. In addition, as described in more detail with reference to 7 described below, the system discussed 300 not both a first rope 302 as well as a second rope 304 contain. For example, in one embodiment, the system may only have a single printing side cord 302 or a single suction side rope 304 in the rotor blade 22 movably mounted. Alternatively, the system discussed may include about two or more cables that are movable on the pressure and suction sides 52 respectively. 54 of the rotor blade 22 are held.
Bezug nehmend nun auf 5 ist dort ein Umrissschnittbild des Rotorflügels 22 veranschaulicht, der eine andere Ausführungsform eines Systems 500 zur Erfassung der Auslenkung eines Rotorflügels 22 aufweist, das auf einer Nabe 20 eines Windkraftanlagenrotors 18 (1) montiert ist. Das System 500 kann generell gleiche oder ähnliche Komponenten aufweisen, wie sie im vorstehenden unter Bezugnahme auf die 3, 4 beschrieben sind. Das System 500 weist aber abweichend von der vorbeschriebenen Ausführungsform ein Seil 502 auf, das ein erstes und ein zweites Ende 504 bzw. 506 hat, die beide von der Spitze 42 des Rotorflügels 22 beabstandet sind. Das erste und das zweite Ende 504 bzw. 506 kann insbesondere an solchen Stellen in dem Rotorflügel 22 und/oder der Nabe 20 angeordnet sein, dass das Seil 502 beweglich an den Innenwänden 310, 312 sowohl der Druckseite 52, als auch der Saugseite 54 des Rotorflügels 20 gehaltert ist. Beispielsweise können wie in 5 dargestellt, das erste Ende 504 und das zweite Ende 506 (durch die Spannvorrichtung 508) des Seils 502 an einem Teil der Nabe 20 so befestigt sein, dass das Seil 502 längs der Innenwände 310, 312 sowohl der Druckseite 53 als auch der Saugseite 54 des Rotorflügels 22 in einer Schleife geführt oder sonst wie gehaltert ist. Bei einer anderen Ausführungsform können die Enden 504, 506 des Seils 502 an gegenüberliegenden Seiten 52, 54 des Rotorflügels 22 als Alternative zu ihrer Befestigung in der Nabe 20 befestigt sein. Darüber hinaus kann bei weiteren Ausführungsformen das erste Ende 504 des Seils 502 in der Nabe 20 befestigt sein, während das zweite Ende 506 an einem Teil des Rotorflügels 22 befestigt ist, und umgekehrt.Referring now to 5 is there an outline sectional view of the rotor blade 22 illustrating another embodiment of a system 500 for detecting the deflection of a rotor blade 22 that's on a hub 20 a wind turbine rotor 18 ( 1 ) is mounted. The system 500 may generally have the same or similar components as described above with reference to FIGS 3 . 4 are described. The system 500 but deviating from the above embodiment, a rope 502 on, this is a first and a second end 504 respectively. 506 has, both from the top 42 of the rotor blade 22 are spaced. The first and the second end 504 respectively. 506 especially at such locations in the rotor blade 22 and / or the hub 20 be arranged that the rope 502 movable on the inner walls 310 . 312 both the pressure side 52 , as well as the suction side 54 of the rotor blade 20 is held. For example, as in 5 represented, the first end 504 and the second end 506 (by the tensioning device 508 ) of the rope 502 at a part of the hub 20 be attached so that the rope 502 along the inner walls 310 . 312 both the pressure side 53 as well as the suction side 54 of the rotor blade 22 looped or otherwise held. In another embodiment, the ends 504 . 506 of the rope 502 on opposite sides 52 . 54 of the rotor blade 22 as an alternative to their attachment in the hub 20 be attached. In addition, in other embodiments, the first end 504 of the rope 502 in the hub 20 be attached while the second end 506 on a part of the rotor blade 22 is attached, and vice versa.
Das System 500 kann außerdem Mittel zur Halterung des Seils an den Innenwänden 310, 312 des Rotorflügels 22 aufweisen, derart, dass das Seil 502 relativ zu dem Rotorflügel 22 verlagerbar ist. Wie im Vorstehenden beschrieben, können diese Mittel verschiedene Halterungsvorrichtungen und/oder -einrichtungen aufweisen (zum Beispiel eine oder mehrere Führungshalter 316 und/oder einen oder mehrere längliche Seilträger 510). So können, wie dargestellt, eine Anzahl Führungshalter 316 (zum Beispiel Führungsringe, Laufrollen, Ösen, Haken, Bügel und dergleichen) an den Innenwänden 310, 312 des Rotorflügels 22 befestigt und dazu eingerichtet sein, das Seil 502 an verschiedenen Stellen längs der Längserstreckung des Rotorflügels 22 abzustützen. Beispielsweise kann ein Führungshalter 316 im Wesentlichen angrenzend an die Spitze 42 des Rotorflügels 22 angeordnet sein. Das Seil 502 selbst kann bei der Spitze 22 beweglich an dem Rotorflügel 22 angebracht sein, so dass Verlagerungen des Seils 502 die Gesamtauslenkung des Rotorflügels 22 genau wieder geben können. Das System 500 beinhaltet auch längliche Seilträger 510, die an den Innenwänden 310, 312 des Rotorflügels 22 befestigt sind. Wie im vorstehenden erwähnt können zu länglichen Seilträgern 510 Rohre, Schläuche, Seilführungen und jedes andere geeignete Element mit einer in Längsrichtung begrenzten Öffnung, einem Kanal, einer Aussparung oder einer ähnlichen Ausnehmung, in die das Seil 502 eingelegt und in der es über eine Länge des Rotorflügels 22 beweglich abgestützt werden kann, gehören.The system 500 may also include means for supporting the rope on the inner walls 310 . 312 of the rotor blade 22 such that the rope 502 relative to the rotor blade 22 is relocatable. As described above, these means may include various support devices and / or devices (for example, one or more guide holders 316 and / or one or more elongated cable carriers 510 ). Thus, as shown, a number of guide holders 316 (For example, guide rings, rollers, eyelets, hooks, brackets and the like) on the inner walls 310 . 312 of the rotor blade 22 attached and set up the rope 502 at various points along the longitudinal extent of the rotor blade 22 support. For example, a guide holder 316 essentially adjacent to the top 42 of the rotor blade 22 be arranged. The rope 502 yourself can be at the top 22 movable on the rotor blade 22 be attached so that relocations of the rope 502 the total deflection of the rotor blade 22 can give exactly. The system 500 also includes elongated rope carriers 510 on the interior walls 310 . 312 of the rotor blade 22 are attached. As mentioned above can become elongated cable carriers 510 Tubes, hoses, rope guides and any other suitable element with a longitudinally limited opening, a channel, a recess or similar recess into which the rope 502 inserted and in it over a length of the rotor blade 22 movable can be supported.
Zu erwähnen ist, dass die Betriebsweise des in 5 veranschaulichten Systems 500 im Wesentlichen ähnlich jenem ist, das anhand der 3, 4 beschrieben worden ist. Wenn somit der Rotorflügel 22 von seiner nicht ausgelenkten Längsachse aus um einen Auslenkweg 320 ausgelenkt wird, wird das Seil 502 entsprechend um einen Verlagerungsweg 510 verlagert. Insbesondere wenn die Spitze 42 des Rotorflügels 22 in Richtung der Saugseite 54 des Flügels 22 ausgelenkt wird, wird das Seil gelängt oder von der Spannvorrichtung 508 weggezogen. Diese lineare Verlagerung des Seils 502 kann sodann von dem Sensor 514 gemessen und von der Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 (1) dazu verwendet werden, den Auslenkweg 320 der Rotorflügelspitze 43 abzuschätzen.It should be mentioned that the operation of the in 5 illustrated system 500 is essentially similar to that based on the 3 . 4 has been described. So if the rotor blade 22 from its non-deflected longitudinal axis to a Auslenkweg 320 is deflected, the rope becomes 502 according to a relocation route 510 relocated. Especially when the top 42 of the rotor blade 22 in the direction of the suction side 54 of the grand piano 22 is deflected, the rope is elongated or from the tensioning device 508 pulled away. This linear displacement of the rope 502 can then from the sensor 514 measured and from the wind turbine controller 36 ( 1 ) used be, the Auslenkweg 320 the rotor wing tip 43 estimate.
Bezug nehmend nun auf 6 ist dort eine Umrissschnittdarstellung eines Rotorflügels 22 veranschaulicht, der eine weitere Ausführungsform eines Systems 600 zum Erfassen der Auslenkung eines Rotorflügels 22 beinhaltet, die auf einer Nabe 20 eines Windkraftanlagenrotors 18 (1) montiert ist. Allgemein gesehen kann das System 600 die gleichen oder ähnliche Komponenten beinhalten, wie sie im Vorstehenden anhand der 3, 4 beschrieben worden sind. So kann das System 600 ein erstes und ein zweites Seil 602, 604 beinhalten, wobei jedes Seil 602, 604 ein erstes Ende 606 bzw. 607 aufweist, das an dem Rotorflügel 22 im Wesentlichen angrenzend an die Spitze 42 befestigt ist und über ein zweites Ende 608, 609 verfügen, das an eine Spannvorrichtung 610 angekuppelt ist. Abweichend von der Ausführungsform nach den 3, 4 ist aber eine einzige Spannvorrichtung 610 an beide Seile 602, 604 angekuppelt. Wie dargestellt, kann die Spannvorrichtung 610 speziell eine Feder, etwa irgendeine geeignete Zug- oder Druckfeder aufweisen, die an einem Ende an das zweite Ende 608 des ersten Seils 602 und an dem gegenüberliegenden Ende an das zweite Ende 609 des zweiten Seils 604 angekuppelt ist. Wenn somit der Rotorflügel 22 ausgelenkt wird, was eine Verlagerung der Seile 602, 604 zur Folge hat, kann sich die Feder in dem Maße längen und/oder zusammenziehen, wie es erforderlich ist, um die Spannung in den Seilen 602, 604 aufrechtzuerhalten.Referring now to 6 is there an outline sectional view of a rotor blade 22 illustrating another embodiment of a system 600 for detecting the deflection of a rotor blade 22 that involves on a hub 20 a wind turbine rotor 18 ( 1 ) is mounted. Generally speaking, the system can 600 contain the same or similar components as described above on the basis of 3 . 4 have been described. That's how the system works 600 a first and a second rope 602 . 604 Include, each rope 602 . 604 a first end 606 respectively. 607 having, on the rotor blade 22 essentially adjacent to the top 42 is attached and over a second end 608 . 609 have that on a jig 610 is coupled. Notwithstanding the embodiment of the 3 . 4 but is a single jig 610 on both ropes 602 . 604 hitched. As shown, the tensioning device 610 specifically, a spring, such as any suitable tension or compression spring, at one end to the second end 608 of the first rope 602 and at the opposite end to the second end 609 of the second rope 604 is coupled. So if the rotor blade 22 is deflected, causing a shift of the ropes 602 . 604 As a result, the spring may elongate and / or contract to the extent necessary to tension the cables 602 . 604 maintain.
Außerdem kann, wie in 6 dargestellt, die Spannvorrichtung 610 von dem Fußteil 24 beabstandet sein, derart, dass sie an dem Rotorflügel 22 in einem vorbestimmten Abstand 612 von der Schnittstelle zwischen dem Rotorflügel 22 und der Nabe 20 befestigt ist. Die Seile 602, 604 selbst können (beispielsweise unter Verwendung einer oder mehrerer Führungshalter 316 und/oder länglicher Seilträger 510) an lediglich einem Teil der inneren Wände 310, 312 des Rotorflügels 22 beweglich angebracht sein. Generell ist darauf hinzuweisen, dass der vorbestimmte Abstand 612 irgendeinem Prozentwert der Gesamtflügellänge des Rotorflügels 22 entsprechen kann. So kann bei verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise die Länge 610 zwischen etwa 10% bis etwa 50% der Gesamtflügellänge, etwa 15% bis etwa 40% der Gesamtflügellänge oder etwa 20% bis etwa 30% der Gesamtflügellänge und alle dazwischen liegenden Teilbereiche betragen. Bei alternativen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Länge 612 aber auch gleich oder weniger als 10% der Gesamtflügellänge, oder größer als etwa 50% der Gesamtflügellänge sein.Besides, as in 6 shown, the clamping device 610 from the foot part 24 be spaced such that they on the rotor blade 22 at a predetermined distance 612 from the interface between the rotor blades 22 and the hub 20 is attached. The ropes 602 . 604 themselves (for example, using one or more guide holders 316 and / or elongated cable carrier 510 ) on only a part of the inner walls 310 . 312 of the rotor blade 22 be movably mounted. Generally, it should be noted that the predetermined distance 612 any percentage of the total wing length of the rotor blade 22 can correspond. For example, in various embodiments, the length 610 between about 10% to about 50% of the total wing length, about 15% to about 40% of the total wing length, or about 20% to about 30% of the total wing length and all intervening subregions. In alternative embodiments, the predetermined length 612 but also equal to or less than 10% of the total wing length, or greater than about 50% of the total wing length.
Außerdem kann bei einer speziellen Ausführungsform die vorbestimmte Länge 612 dem Teil des Rotorflügels 22 entsprechen, der im Allgemeinen während des Betriebs einer Windkraftanlage keiner wesentlichen Auslenkung ausgesetzt ist. So kann z. B. bei verschiedenen Rotorflügelkonstruktionen ein Teil des Rotorflügels 22, der sich von dem Fuß 24 aus erstreckt, so ausgelegt sein, dass er wesentlich steifer ist, als der übrige Teil des Rotorflügels 22 und demgemäß während des Betriebes keiner Auslenkung ausgesetzt ist. Die vorbestimmte Länge 612 kann ihrerseits so gewählt werden, dass die Spannvorrichtung 610 im Wesentlichen angrenzend an die Stelle des Rotorflügels 22 angeordnet ist, bei der im Betrieb der Windkraftanlage typischerweise die Auslenkung in dem Flügel 22 beginnt. Es versteht sich naturgemäß, dass die Stelle, an der die Flügelauslenkung in einem Rotorflügel 22 anfänglich beginnt, im Allgemeinen von Rotorflügel zu Rotorflügel verschieden ist und von verschiedenen Faktoren abhängen kann, zu denen, ohne darauf beschränkt zu sein, die Gesamtlänge des Rotorflügels 22, die Steifheit des Rotorflügels 22 und die Betriebsparameter der Windkraftanlage gehören.In addition, in a specific embodiment, the predetermined length 612 the part of the rotor blade 22 which is generally not subject to any significant deflection during operation of a wind turbine. So z. B. in different rotor blade designs a part of the rotor blade 22 that is from the foot 24 out, be designed so that it is much stiffer than the remaining part of the rotor blade 22 and is thus exposed during operation no deflection. The predetermined length 612 in turn can be chosen so that the clamping device 610 essentially adjacent to the location of the rotor blade 22 is arranged, in the operation of the wind turbine typically the deflection in the wing 22 starts. It goes without saying that the point at which the Flügelauslenkung in a rotor blade 22 Initially, rotor blades to rotor blades generally differ and may depend on various factors, including, but not limited to, the overall length of the rotor blade 22 , the stiffness of the rotor blade 22 and the operating parameters of the wind turbine include.
Zu erwähnen ist, dass die Betriebsweise des in 6 veranschaulichten Systems 600 im Wesentlichen gleich jenem ist, das anhand der 3 bis 5 im Vorstehenden beschrieben wurde. Abweichend jedoch von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Sensoren 614 so dargestellt, dass sie an die Seile 602, 604 angekuppelt sind, anstatt dass sie an die Spannvorrichtung 610 angekuppelt sind. Beispielsweise kann ein Hilfsseil oder irgendein anderes geeignetes Verbindungsglied 616, das an jedem Sensor 614 befestigt ist, dazu verwendet werden, die Sensoren 614 an Teile jedes Seils 602, 604 anzukuppeln. Wenn somit die Seile 602, 604 zufolge einer Flügelauslenkung verlagert werden, können die Sensoren 614 ihre Verlagerungswege 618, 620 dadurch messen, dass sie die Verlagerung des Hilfsseils oder Verbindungsgliedes 616 aufnehmen oder erfassen. Die entsprechenden Messwerte können dann mit dem Auslenkweg 320 korreliert werden, um die gesamte Flügelauslenkung des Rotorflügels 22 zu bestimmen.It should be mentioned that the operation of the in 6 illustrated system 600 is essentially the same as that based on the 3 to 5 has been described above. Deviating, however, from the embodiments described above are the sensors 614 shown to the ropes 602 . 604 are hitched instead of being attached to the tensioning device 610 are coupled. For example, an auxiliary rope or any other suitable link 616 that on every sensor 614 is attached, to be used, the sensors 614 on parts of each rope 602 . 604 to couple. So if the ropes 602 . 604 According to a wing deflection can be shifted, the sensors 614 their relocation routes 618 . 620 by measuring that the displacement of the auxiliary rope or link 616 record or record. The corresponding measured values can then be used with the deflection path 320 be correlated to the total wing deflection of the rotor blade 22 to determine.
Bezugnehmend nun auf 7 ist dort eine Umrissschnittdarstellung eines Rotorflügels 22 veranschaulicht, der eine Ausführungsform des dargestellten Systems 700 beinhaltet, welches unter Aspekten des vorliegenden Gegenstandes eingebaut ist, wobei speziell einige von mehreren verschiedenen Orten veranschaulicht sind, an denen die Seile 702 des vorliegenden Gegenstandes in dem Rotorflügel 22 beweglich gehaltert sein können. Wie dargestellt, weist der Rotorflügel 22 generell eine Vorderkante 48, eine Hinterkante 50, eine Druckseite 52 und eine Saugseite 54 auf. Der Rotorflügel verfügt außerdem über einen zwischen oberen und unteren Gurten 58 angeordnete Schubsteg 56. Wie allgemein bekannt, können die Gurte 58 und der Schubsteg 56 sich von dem Fußteil 24 zu der Spitze 22 (2) in Längsrichtung längs des Rotorflügels 22 erstrecken.Referring now to 7 is there an outline sectional view of a rotor blade 22 FIG. 12 illustrates one embodiment of the illustrated system 700 which is incorporated in aspects of the present subject matter, specifically illustrating some of several different locations where the ropes are illustrated 702 of the present article in the rotor blade 22 can be held movably. As shown, the rotor blade 22 generally a leading edge 48 , a trailing edge 50 , a printed page 52 and a suction side 54 on. The rotor blade also has one between upper and lower straps 58 arranged Schubsteg 56 , As is well known, the straps can 58 and the push bar 56 from the foot part 24 to the top 22 ( 2 ) in the longitudinal direction along the rotor blade 22 extend.
Wie in 7 dargestellt, können mehrere Seile 702 längs der inneren Wände 310, 312 der Druck- und der Saugseite 52 bzw. 54 des Rotorflügels 22 beweglich angebracht sein. So kann z. B. ein Seilpaar 704 an den Innenwänden 310, 312 der Druck- und Saugseite 52, 54 im Wesentlichen angrenzend an die Vorderkante 48 des Rotorflügels 22 gelagert sein. Zusätzlich kann ein Seilpaar 702 an den Innenwänden 310, 312 im Wesentlichen angrenzend an die Hinterkante 50 des Rotorflügels 22 gehaltert sein. Darüber hinaus können ein oder mehrere Seile 702 noch beweglich an der Innenseite der Gurte 58 oder an einer Stelle der Schiebstrebe 56 befestigt sein. Wie dargestellt, kann so ein Paar Seil 720 an den Innenwänden 704 der oberen und unteren Gurte 58 gelagert sein.As in 7 shown, can have multiple ropes 702 along the inner walls 310 . 312 the pressure and the suction side 52 respectively. 54 of the rotor blade 22 be movably mounted. So z. B. a pair of cables 704 on the inner walls 310 . 312 the pressure and suction side 52 . 54 essentially adjacent to the leading edge 48 of the rotor blade 22 be stored. In addition, a pair of cables 702 on the inner walls 310 . 312 essentially adjacent to the trailing edge 50 of the rotor blade 22 be held. In addition, one or more ropes can 702 still movable on the inside of the straps 58 or at one point of the push bar 56 be attached. As shown, so can a pair of rope 720 on the inner walls 704 the upper and lower straps 58 be stored.
Wie im Vorstehenden ganz allgemein beschrieben, kann jedes der Seile 702 in dem Rotorflügel 22 unter Verwendung irgendeines geeigneten Halterungs- und/oder Befestigungsmechanismus an sich bekannter Art angebracht sein, so etwa wie mittels eines oder mehrerer Führungshalter 316 und/oder eines oder mehrerer länglicher Seilträger 510. Wie in 7 dargestellt, können solche Führungshalter 316 und/oder längliche Seilträger 510 allgemein irgendeine Querschnittsgestalt aufweisen, die es erlaubt, die Seile 702 im Wesentlichen angrenzend an eine Innenwand/-fläche des Rotorflügels 22 beweglich oder verschieblich abzustützen. Zu brauchbaren Querschnittsformen können z. B. dreieckige Querschnittsformen, runde oder ovale Querschnittsformen, hakenförmige oder „J-förmige” Querschnittsformen, rechteckige oder quadratische Querschnittsformen und dergleichen zählen.As generally described above, each of the ropes can 702 in the rotor wing 22 be attached using any suitable mounting and / or fastening mechanism of a known type, such as by means of one or more guide holder 316 and / or one or more elongated cable carriers 510 , As in 7 represented, such guide holders 316 and / or elongated cable carriers 510 generally have any cross-sectional shape that allows the ropes 702 substantially adjacent to an inner wall / surface of the rotor blade 22 to support movable or displaceable. For useful cross-sectional shapes z. As triangular cross-sectional shapes, round or oval cross-sectional shapes, hook-shaped or "J-shaped" cross-sectional shapes, rectangular or square cross-sectional shapes and the like count.
Noch Bezug nehmend auf 7 ist darauf hinzuweisen, dass die Seile 702 nicht genau an den bei den veranschaulichten Ausführungsformen dargestellten Stellen angeordnet sein müssen. Die Seile 702 des vorliegenden Gegenstandes können vielmehr an irgendeiner zweckdienlichen Stelle in dem Rotorflügel 22 gehaltert sein, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, irgendeinem Ort auf den Innenwänden 310, 312 des Rotorflügels, einem Ort auf der Innenwand 704 der Gurte 58 oder irgendeinem Ort längs des Schubstegs 56. Darauf hinzuweisen ist außerdem, dass wenngleich bei der veranschaulichten Ausführungsform sechs Seile 702 dargestellt sind, das hier erläuterte System 700 generell irgendeine beliebige Anzahl Seile 702 beinhalten kann, die in dem Rotorflügel 22 angeordnet sind, etwa weniger als sechs Seile oder mehr als sechs Seile. Beispielsweise bei der in den 3, 4 dargestellten Ausführungsform kann in dem System 300 lediglich ein einziges Druckseitenseil (z. B. das erste Seil 302) enthalten sein. Alternativ kann das System 300 der 3, 4 mehrere druck- und saugseitige Seile aufweisen.Still referring to 7 It should be noted that the ropes 702 need not be located exactly at the locations illustrated in the illustrated embodiments. The ropes 702 rather, at any convenient location in the rotor blade 22 be supported, including, but not limited to, any location on the interior walls 310 . 312 the rotor blade, a place on the inner wall 704 the straps 58 or any place along the stick 56 , It should also be noted that although in the illustrated embodiment six ropes 702 are shown, the system explained here 700 generally any number of ropes 702 may include that in the rotor blade 22 less than six ropes or more than six ropes. For example, in the in the 3 . 4 illustrated embodiment may in the system 300 only a single pressure side rope (eg the first rope 302 ). Alternatively, the system can 300 of the 3 . 4 have several pressure and suction ropes.
Generell ist darauf hinzuweisen, dass die verschiedenen im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen nicht isoliert betrachtet zu werden brauchen. Es können vielmehr verschiedene Komponenten, Halterungsausbildungen (einschließlich der relativen Positionierung der Komponenten) und andere als Teil einer Ausführungsform veranschaulichte oder beschriebene Merkmale zusammen mit einem oder mehreren Merkmalen einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine unterschiedliche Ausführungsform zu ergeben.In general, it should be noted that the various embodiments described above need not be considered in isolation. Rather, various components, mounting configurations (including the relative positioning of the components), and other features illustrated or described as part of one embodiment may be used in conjunction with one or more features of another embodiment to provide a different embodiment.
Außerdem ist darauf hinzuweisen, dass bei alternativen Ausführungsformen des vorliegenden Gegenstands die Seile des erörterten Systems Bowdenzüge umfassen oder sonst wie als Schubstangen oder ähnliche Mechanismen ausgebildet sein können. Bei solchen Ausführungsformen kann offensichtlich die Verlagerung des oder der Seile ohne Vorhandensein einer Spannvorrichtung erfasst und gemessen werden.It is also to be understood that in alternative embodiments of the present subject matter, the cables of the discussed system may include bowden cables or otherwise be configured as push rods or similar mechanisms. In such embodiments, obviously, the displacement of the rope or cables can be detected and measured without the presence of a tensioning device.
Nunmehr Bezug nehmend auf 8 ist dort ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Erfassen und Beherrschen der Auslenkung eines Rotorflügels 22 einer Windkraftanlage 10 (1) veranschaulicht. Wie dargestellt, beinhaltet das Verfahren generell die Messung der Verlagerung wenigstens eines an einer Innenwand des Rotorflügels angebrachten Seils bei einer Auslenkung 802 des Rotorflügels 22, das Analysieren des oder der Auslenkungsmesswert(e), um einen Betriebsparameter des Rotorflügels zu bestimmen und einen Korrektureingriff auszuführen, wenn der Betriebsparameter des Rotorflügels einen vorbestimmen Bezugspunkt 806 überschreitet. Insbesondere können, wie im Vorstehenden angegeben, von den erörterten Sensoren 318, 514, 614 aufgenommene Seilverlagerungsmesswerte der Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 übermittelt werden. Solche Verlagerungsmesswerte können sodann von der Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 analysiert werden, um einen speziellen Betriebsparameter des Rotorflügels 22 (z. B. Flügelauslenkung, Flügelbelastung und Freiraum zum Mast) zu bestimmen, der dann als Steuerparameter benutzt werden kann, um Steuerbefehle auszugeben und/oder Korrektureingriffe vorzunehmen, die dazu bestimmt sind, die in dem Rotorflügel 22 auftretende Flügelauslenkung zu verringern. Die Ausführung von Korrektureingriffen kann z. B. eine Windkraftanlage 10 an sich ändernde Betriebsbedingungen, wie stark variable Windbedingungen anpassbar gestalten. So kann bei einer Ausführungsform die Steuereinrichtung 36 dazu eingerichtet sein, einen Korrektureingriff als Sicherheitsmaßnahme gegen die Gefahr von Mastaufschlägen, Komponentenermüdung und anderen Problemen auszuführen, die als Ergebnis übermäßiger Flügelauslenkung und/oder Belastung des Rotorflügels 22 auftreten können.Referring now to 8th FIG. 1 is a flowchart of an embodiment of a method for detecting and controlling the deflection of a rotor blade 22 a wind turbine 10 ( 1 ). As shown, the method generally involves measuring the displacement of at least one cable attached to an inner wall of the rotor blade at a deflection 802 of the rotor blade 22 analyzing the deflection reading or values to determine an operating parameter of the rotor blade and to perform a corrective engagement when the operating parameter of the rotor blade has a predetermined reference point 806 exceeds. In particular, as indicated above, the sensors discussed may be used 318 . 514 . 614 recorded cable displacement measured values of the wind turbine control device 36 be transmitted. Such displacement measurements may then be provided by the wind turbine controller 36 be analyzed to a special operating parameter of the rotor blade 22 (eg, wing deflection, wing loading, and clearance to the mast), which can then be used as control parameters to issue control commands and / or make corrective actions intended for those in the rotor blade 22 to reduce occurring wing deflection. The execution of correction interventions can, for. B. a wind turbine 10 changing operating conditions, how to make highly variable wind conditions adaptable. Thus, in one embodiment, the controller 36 be adapted to carry out a corrective action as a safety precaution against the risk of mast surcharges, component fatigue and other problems, as a result excessive wing deflection and / or load of the rotor blade 22 may occur.
Wie im Vorstehenden beschrieben, können zweckdienliche mathematische Ausdrücke und/oder Nachschlagtabellen in der Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 abgespeichert sein, um Seilverlagerungsmesswerte mit der Flügelauslenkung (d. h. dem Auslenkungsweg 320) des Rotorflügels 22 zu korrelieren. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 36 mit geeigneten computerlesbaren Befehlen ausgestattet sein, die mathematischen Ausdrücken und/oder Nachschlagtabellen entsprechen, um die Seilverlagerungsmesswerte und/oder die Flügelauslenkung mit verschiedenen anderen Betriebsparametern des Rotorflügels 22 zu korrelieren. So kann z. B. bei einer Ausführungsform die festgestellte Flügelauslenkung dazu verwendet werden, die Beanspruchung oder die auf den Rotorflügel 22 einwirkende Windbelastung abzuschätzen. Für den Fachmann versteht sich, dass speziell die auf den Rotorflügel 22 einwirkende Gesamtbelastung unter Verwendung der Balkentheorie abgeschätzt oder angenähert werden kann, indem bekannte Balkendynamikgleichungen mit Variablen verwendet werden, zu denen, ohne darauf beschränkt zu sein, die festgestellte Flügelauslenkung, der Elastizitätsmodul des Rotorflügels 22, das Trägheitsmoment und die Länge des Rotorflügels 22 gehören oder dass irgendein anderes geeignetes mathematisches Modell verwendet wird. Als anderes Beispiel kann die festgestellte Flügelauslenkung dazu verwendet werden, den Abstand oder Freiraum zwischen dem Rotorflügel 22 und dem Mast 12 (1) der Windkraftanlage 10 zu berechnen. Insbesondere kann, da der nicht abgelenkte Flügelfreiraum 40 (1) bekannt sein kann, der Freiraum zum Mast dadurch berechnet werden, dass die festgestellte Flügelauslenkung von dem nicht ausgelenkten Flügelfreiraum 40 abgezogen wird. Für den Fachmann versteht sich, dass verschiedene andere Betriebsparameter des Rotorflügels 22 unter Verwendung der Windkraftanlagensteuereinrichtung 36 geschätzt oder angenähert werden können, indem die Seilverlagerungsmesswerte und/oder die Flügelauslenkung mit solchen Betriebsparametern unter Verwendung geeigneter mathematischer Modelle und/oder Nachschlagtabellen korreliert werden.As described above, pertinent mathematical expressions and / or look-up tables may be used in the wind turbine controller 36 stored to cable displacement measurements with the Flügelauslenkung (ie the Auslenkungsweg 320 ) of the rotor blade 22 to correlate. In addition, the control device 36 be provided with suitable computer-readable instructions corresponding to mathematical expressions and / or look-up tables, the cable displacement measurements and / or the vane displacement with various other operating parameters of the rotor blade 22 to correlate. So z. Example, in one embodiment, the detected wing deflection can be used to the stress or on the rotor blade 22 estimate acting wind load. For the expert it is understood that specifically on the rotor blades 22 can be estimated or approximated using bar theory by using known bar dynamic equations with variables including, but not limited to, the detected vane deflection, the elastic modulus of the rotor blade 22 , the moment of inertia and the length of the rotor blade 22 belong or any other suitable mathematical model is used. As another example, the detected wing deflection may be used to adjust the clearance or clearance between the rotor blade 22 and the mast 12 ( 1 ) of the wind turbine 10 to calculate. In particular, since the undeflected wing clearance 40 ( 1 ), the free space for the mast can be calculated by the fact that the detected wing deflection of the undeflected wing clearance 40 is deducted. It will be understood by those skilled in the art that various other operating parameters of the rotor blade 22 using the wind turbine controller 36 can be estimated or approximated by correlating the cable displacement measurements and / or the vane displacement with such operational parameters using appropriate mathematical models and / or look-up tables.
Wie im Vorstehenden erwähnt, kann die Steuereinrichtung 36, zusätzlich dazu dass sie zur Bestimmung der Flügelauslenkung und anderer Betriebsparameter des Rotorflügels 22 ausgelegt ist, auch dazu eingerichtet sein, basierend auf einem Vergleich des bestimmten Betriebsparameters mit einem vorbestimmten Bezugs- oder Ansteuerpunkt einen Steuerbefehl an Komponenten der Windkraftanlage 10 zu übermitteln oder sonst wie einen Korrektureingriff vorzunehmen, um die Flügelauslenkung zu verringern oder zu verhüten. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform die Steuereinrichtung 36 dazu eingerichtet sein, einen Steuereingriff in Abhängigkeit von einer bestimmten Flügelauslenkung eines oder mehrerer der Rotorflügel 22 vorzunehmen, die einen vorbestimmten Flügelauslenkungsgrenzwert überschreitet. Alternativ kann die Steuereinrichtung 36 dazu ausgelegt sein, einen Korrektureingriff in Abhängigkeit von einer Flügelbelastung eines oder mehrerer der Rotorflügel 22 vorzunehmen, die einen vorbestimmten Belastungsgrenzwert überschreitet. Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass auch verschiedene andere Betriebsparameter, die entsprechende Bezugspunkte und/oder Grenzwerte aufweisen, als Steuerparameter zur Ausführung von Korrektureingriffen bei der Windkraftanlage 10 verwendet werden können.As mentioned above, the control device 36 in addition to being used to determine the blade deflection and other rotor blade operating parameters 22 is designed, also be adapted to a control command to components of the wind turbine based on a comparison of the particular operating parameter with a predetermined reference or control point 10 or otherwise make a corrective intervention to reduce or prevent wing deflection. For example, in one embodiment, the controller 36 be adapted to a control intervention in response to a particular vane deflection of one or more of the rotor blades 22 which exceeds a predetermined wing deflection limit. Alternatively, the control device 36 be adapted to a corrective engagement in response to a wing load of one or more of the rotor blades 22 that exceeds a predetermined load limit. It is obvious to the person skilled in the art that various other operating parameters, which have corresponding reference points and / or limit values, are also used as control parameters for carrying out corrective interventions in the wind power plant 10 can be used.
Im Allgemeinen können das Maß und die Größe der Flügelauslenkung und/oder der Flügelbelastung, die erforderlich ist, bevor es zweckmäßig ist, dass die Steuereinrichtung 36 einen Korrektureingriff vornimmt, von Windkraftanlage zu Windkraftanlage variieren. So können z. B. der vorbestimmte Flügelauslenkungsgrenzwert und der vorbestimmte Belastungsgrenzwert abhängig von zahlreichen Faktoren variieren, zu denen, ohne darauf beschränkt zu sein, die jeweiligen Betriebsbedingungen der Windkraftanlage 10, die Steifheit der Rotorflügel 22, die Länge der Rotorflügel 22 und der nicht ausgelenkte Flügelfreiraum 40 gehören. Es versteht sich deshalb, dass spezielle Bezugspunkte oder Grenzwerte jeweils abhängig von der speziellen Anwendung gewählt werden müssen, für die das System und die Verfahren des vorliegenden Gegenstandes benutzt werden.In general, the amount and size of the vane deflection and / or vane load required before it is appropriate for the controller 36 makes a corrective intervention, vary from wind turbine to wind turbine. So z. For example, the predetermined wing deflection limit and the predetermined load limit may vary depending on numerous factors, including, but not limited to, the particular operating conditions of the wind turbine 10 , the stiffness of the rotor blades 22 , the length of the rotor blades 22 and the undeflected wing clearance 40 belong. It is therefore to be understood that particular reference points or limits must be selected depending on the particular application for which the system and methods of the present subject matter are used.
Außerdem ist darauf hinzuweisen, dass der von der Steuereinrichtung 36 auszuführende spezielle Korrektureingriff vielfältige Formen annehmen kann. Der Korrektureingriff kann z. B. die Veränderung des Anstellwinkels eines oder mehrerer Rotorflügel 22 während einer teilweisen oder ganzen Umdrehung des Rotors 18 beinhalten. Wie im Vorstehenden angedeutet kann dies durch Ansteuerung eines Anstellwinkelstellsystems 32 erreicht werden. Es ist bekannt, dass eine Veränderung des Anstellwinkels des Rotorflügels 22 die Flügelauslenkung durch Vergrößerung der Steifheit quer zur Ebene verringert.It should also be noted that by the controller 36 special corrective action to be performed may take various forms. The corrective intervention can, for. B. the change in the angle of attack of one or more rotor blades 22 during a partial or complete revolution of the rotor 18 include. As indicated above, this can be done by driving a Anstellwinkelstellsystems 32 be achieved. It is known that a change in the angle of attack of the rotor blade 22 reduces the wing deflection by increasing the stiffness across the plane.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Korrektureingriff ein Gieren der Gondel 16 beinhalten, um den Winkel der Gondel 16 bezüglich der Windrichtung 28 (1) zu verändern. Ein (nicht dargestellter) Gierantriebsmechanismus wird typischerweise dazu benutzt, den Winkel der Gondel 16 so zu verändern, dass die Rotorflügel 22 bezüglich des herrschenden Windes in einer richtigen Winkelstellung stehen. Beispielsweise kann die Belastung des Flügels 22 beim Vorbeilaufen an dem Mast 12 dadurch verringert werden, dass die Vorderkante 48 eines Rotorflügels 22 gegen den Wind gerichtet ist.In another embodiment, the corrective action may include yawing the nacelle 16 involve to the angle of the gondola 16 with respect to the wind direction 28 ( 1 ) to change. A yaw drive mechanism (not shown) is typically used to control the angle of the nacelle 16 to change so that the rotor blades 22 stand in a correct angular position with respect to the prevailing wind. For example, the load on the grand piano 22 when passing by the mast 12 can be reduced by the front edge 48 a rotor blade 22 directed against the wind.
Alternativ kann der Korrektureingriff eine Veränderung der Flügelbelastung bei der Windkraftanlage 10 in der Weise beinhalten, dass die Drehmomentanforderung bei dem (nicht dargestellten) in der Gondel 16 untergebrachten elektrischen Generator erhöht wird. Dadurch wird die Drehzahl der Rotorflügel 22 herabgesetzt, wodurch die auf die Oberflächen der Flügel 22 einwirkenden aerodynamischen Belastungen möglicherweise verringert werden.Alternatively, the corrective action may be a change in the wing load on the wind turbine 10 in such a way that the torque request at the (not shown) in the nacelle 16 accommodated electric generator is increased. As a result, the speed of the rotor blades 22 lowered, causing the on the surfaces of the wings 22 acting aerodynamic loads may be reduced.
Es versteht sich jedoch, dass die Steuereinrichtung 36 nicht notwendigerweise eine der im Vorstehenden beschriebenen Korrektureingriffe vornehmen muss, sondern dass sie ganz allgemein einen Korrektureingriff ausführen kann, der dazu dient, die Flügelauslenkung zu verringern. Außerdem kann die Steuereinrichtung 36 dazu eingerichtet sein, gleichzeitig mehrere Korrektureingriffe vorzunehmen, zu denen ein oder mehrere der im Vorstehenden beschriebenen Korrektureingriffe gehören können.It is understood, however, that the control device 36 not necessarily have to perform any of the above-described corrective interventions, but rather that it can perform a corrective intervention in general, which serves to reduce the wing deflection. In addition, the control device 36 be adapted to simultaneously perform a plurality of corrective interventions, which may include one or more of the above-described corrective interventions.
Die Beschreibung verwendet Ausführungsbeispiele zur Offenbarung der Erfindung einschließlich deren bester Ausführungsform und versetzt den Fachmann in die Lage die Erfindung auszuführen, einschließlich der Herstellung und Verwendung irgendwelcher Vorrichtungen und Systeme, die irgendwelche hier enthaltenen Verfahren ausführen. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die Patentansprüche definiert und kann auch andere Ausführungsbeispiele beinhalten, die für den Fachmann naheliegend sind. Derartige andere Ausführungsformen sollen im Schutzbereich der Patentansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente enthalten, die sich nicht von dem Wortlaut der Patentansprüche unterscheiden oder wenn sie äquivalente Strukturelemente mit nur unwesentlichen Abweichungen von dem Wortlaut der Patentansprüche aufweisen.The description uses embodiments to disclose the invention, including the best mode thereof, and to enable those skilled in the art to practice the invention, including making and using any devices and systems that carry out any methods contained herein. The scope of the invention is defined by the claims and may include other embodiments obvious to those skilled in the art. Such other embodiments are intended to be within the scope of the claims if they include structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal language of the claims.
Es ist ein System zum Erfassen der Auslenkung eines an die Nabe eines Windkraftanlagenrotors angekuppelten Rotorflügels geoffenbart. Generell beinhaltet das System ein Seil, das sich im Wesentlichen teilweise im Wesentlichen angrenzend zu der Spitze des Rotorflügels hin erstreckt. Das Seil kann ein an dem Rotorflügel oder der Nabe befestigtes erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, dass an eine Spannvorrichtung angekuppelt ist. Das Seil kann außerdem an wenigstens einer Innenwand des Rotorflügels zwischen seinen Enden so angebracht sein, dass das Seil bei einer Flügelauslenkung relativ zu dem Rotorflügel verlagert wird. Die Spannvorrichtung kann an dem Rotorflügel oder der Nabe befestigt und dazu eingerichtet sein, eine vorbestimmte Spannung in dem Seil aufrechtzuerhalten. Zusätzlich kann ein Sensor wenigstens an das Seil oder die Spannvorrichtung angekoppelt und dazu eingerichtet sein, die Verlagerung des Seils zu messen.There is disclosed a system for detecting the deflection of a rotor blade coupled to the hub of a wind turbine rotor. Generally, the system includes a cable that extends substantially partially substantially adjacent to the tip of the rotor blade. The cable may have a first end attached to the rotor blade or hub and a second end coupled to a tensioning device. The cable may also be attached to at least one inner wall of the rotor blade between its ends so that the cable is displaced relative to the rotor blade at a vane deflection. The tensioning device may be attached to the rotor blade or hub and configured to maintain a predetermined tension in the rope. In addition, a sensor may be coupled to at least the cable or the tensioning device and configured to measure the displacement of the rope.
