DE102014203508A1

DE102014203508A1 - Rotorblattlageranordnung für eine Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102014203508A1
Application number: DE102014203508.2A
Authority: DE
Inventors: Rolf Rhoden
Original assignee: Youwinenergy GmbH
Current assignee: Youwinenergy GmbH
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-08-27
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: DE102014203508B4; WO2015128426A1; DE102014203508B9

Abstract

Offenbart ist ein Rotor einer Windenergieanlage mit einer Rotornabe, einem oder mehreren Rotorblättern, die an der Rotornabe angebracht sind, wobei jedes Rotorblatt einen nicht verstellbaren Abschnitt und einen verstellbaren Abschnitt aufweist, und mit einem Rotorblattverstellsystem mit einer Rotorblattlagerandordnung. Die Rotorblattlagerandordnung weist eine Rotorblattverstellwelle und zwei oder mehr Lager auf, die an der Rotorblattverstellwelle vorgesehen sind. Die zwei oder mehr Lager sind in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle voneinander beabstandet. Der verstellbare Abschnitt ist mit einem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle verbunden, um mit diesem einstückig drehbar zu sein.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor einer Windenergieanlage mit einem Rotorblattverstellsystem, einem Antriebsmechanismus für ein Rotorblattverstellsystem sowie auf eine Windenergieanlage, die einen derartigen Rotor einer Windenergieanlage aufweist.
Heutige Windräder umfassen einen elektrischen Generator zur Erzeugung von elektrischem Strom. Der elektrische Generator weist typischerweise ein rotierendes Bauteil und ein stationäres Bauteil auf, auch als Rotor bzw. Stator bezeichnet. Der Rotor umfasst im Allgemeinen Permanentmagnete oder erregte Magnete und der Stator umfasst im Allgemeinen elektrische Wicklungen oder Spulen. Während des Betriebs des Windrads rotiert der Rotor in Bezug auf den Stator, wodurch die Erzeugung eines elektrischen Stroms aufgrund des Zusammenwirkens der Magnete und der Wicklungen oder Spulen verursacht wird. Der Rotor kann typischerweise direkt bzw. unmittelbar mit einer Rotornabe des Windrads verbunden sein. An der Rotornabe sind ein oder mehrere Rotorblätter bzw. Flügel vorgesehen. Wie gemeinhin bekannt ist, übt eine ankommende Windströmung, die auf die Rotorblätter auftrifft, einen Druck/Auftrieb auf die Rotorblätter auf. Die auf diese Weise erzeugte Kraft hängt von dem Profil der Rotorblätter ab.
Einer der entscheidenden Faktoren umfasst den Anströmwinkel des ankommenden bzw. eingehenden Windes. Das heißt, für einen bestimmten Anströmwinkel variiert die von dem Wind verursachte aerodynamische Auftriebskraft an dem Rotorblatt in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit. Folglich ist es, für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten möglich, einen optimalen Anströmwinkel zum Erzeugen einer maximalen aerodynamischen Auftriebskraft für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten zu bestimmen. Um die maximal mögliche aerodynamische Auftriebskraft an dem einen oder den mehreren Rotorblättern zu erzeugen, kann der Anströmwinkel durch Drehen des Rotorblatts um seine Längsachse verändert werden bis der Anströmwinkel für die entsprechende Windgeschwindigkeit am geeignetsten ist. Der Vorgang des Drehens des Rotorblatts um seine Längsachse wird auch als Verstellen bzw. Neigen bzw. „Pitchen” bezeichnet. Der Drehwinkel des Rotorblatts wird als Verstellwinkel bzw. Neigungswinkel bzw. „Pitchwinkel” bezeichnet.
Um die Windgeschwindigkeit zu bestimmen und zu überwachen, kann das Windrad mit einer entsprechenden Überwachungsvorrichtung versehen sein. Diese Überwachungsvorrichtung kann ein Signal, das mit einer Änderung der Windgeschwindigkeit korrespondiert, an eine Verstelleinrichtung bzw. Neigeinrichtung bzw. „Pitcheinrichtung” ausgeben, welche den Anströmwinkel durch Verstellen bzw. Neigen bzw. „Pitchen” des Rotorblatts um einen Verstellwinkel bzw. Neigungswinkel bzw. „Pitchwinkel” ändern kann. Bei Windgeschwindigkeiten unterhalb der Nennleistung wird die Verstelleinrichtung nicht verwendet. Das Verstellen beginnt kurz vor der Nennleistung, um die Leistungsausgabe auf die Nennleistung mit zunehmenden Winden zu begrenzen. Andererseits reduziert die Verstelleinrichtung den Anströmwinkel im Falle einer hohen Windgeschwindigkeit. Es ist auch möglich, die Rotorblätter in eine sogenannte abgedrehte Position zu drehen, wo die Rotorblätter keinen Druck im Falle extrem starker Windbedingungen erfahren.
Die Verstelleinrichtung, welche die Verstellung der Rotorblätter bewirkt, umfasst einen Antriebsmechanismus, der wirksam mit dem Rotorblatt verbunden ist. Die Rotorblätter sind durch eine Lagerung drehbar an die Rotornabe angekoppelt. Neben dem Bereitstellen eines drehbaren Eingriffs zwischen dem Rotorblatt und der Rotornabe bewältigt die Lagerung auch statische und die dynamischen Belastungen, die an der Rotornabe erfahren werden bzw. auftreten. Die statischen Belastungen entstehen typischerweise aufgrund der Masse der Rotorblätter während die dynamischen Belastungen während der Rotation der Rotorblätter entstehen.
ZUSAMMENFASSUNG
Das Grundkonzept des vorliegenden Gegenstands bezieht sich auf einen Rotor einer Windenergieanlage mit einer Rotornabe, ein oder mehreren Rotorblättern, die an der Rotornabe angebracht sind, und einem Rotorblattverstellsystem mit einer Rotorblattlagerandordnung. Jedes Rotorblatt umfasst einen nicht verstellbaren Abschnitt bzw. nicht verstellbaren Bereich und einen verstellbaren Abschnitt bzw. einen verstellbaren Bereich. Ferner weist die Rotorblattlagerandordnung eine Rotorblattverstellwelle und zwei oder mehr Lager auf, die auf der Rotorblattverstellwelle vorgesehen sind. Die zwei oder mehr Lager sind in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle voneinander beabstandet. Der verstellbare Abschnitt ist mit einem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle verbunden bzw. an diesem befestigt, um mit diesem bzw. dieser einstückig drehbar zu sein.
Wie vorher beschrieben, umfasst jedes Rotorblatt einen nicht verstellbaren Abschnitt und einen verstellbaren Abschnitt. Der verstellbare bzw. neigbare bzw. „pitchbare” Abschnitt ist in Bezug auf den nicht verstellbaren Abschnitt verstellbar bzw. neigbar bzw. „pitchbar”. Bezugnehmend auf das Rotorblatt kann der verstellbare Abschnitt einen Hauptteil des Rotorblatts bilden. Gemäß einer derartigen Konstruktion bildet der nicht verstellbare Abschnitt nur einen kleinen Teil des Rotorblatts. Der nicht verstellbare Abschnitt kann direkt bzw. unmittelbar an der Rotornabe vorgesehen sein. Das heißt, der nicht verstellbare Abschnitt kann an der Rotornabe angebracht sein oder mit dieser einstückig geformt sein.
Ferner sind der nicht verstellbare Abschnitt und der verstellbare Abschnitt vorzugsweise derart aufgebaut, dass ein Übergang von der äußeren Oberfläche des nicht verstellbaren Abschnitts zu der äußeren Oberfläche des verstellbaren Abschnitts glatt bzw. gleichmäßig ist und keine wesentliche Änderung in der äußeren Kontur aufweist. Eine derartige Gestaltung bzw. Anordnung stellt verbesserte aerodynamische Eigenschaften bereit. Folglich kann der Wind an dem Übergang von dem nicht verstellbaren Abschnitt zu dem verstellbaren Abschnitt gleichmäßig um das Rotorblatt strömen.
Der nicht verstellbare Abschnitt bzw. der nicht verstellbare Teil kann als ein Vorsprung ausgebildet sein, der von der Rotornabe hervorragt. Ferner ist der nicht verstellbare Abschnitt geeignet geformt, um die Rotorblattlagerandordnung des Rotorblattverstellsystems aufzunehmen. Wie bereits oben beschrieben, weist die Rotorblattlagerandordnung eine Rotorblattverstellwelle und zwei oder mehr Lager auf, die auf der Rotorblattverstellwelle vorgesehen sind. Durch Abstützen der Lager gegen den nicht verstellbaren Abschnitt wird die Rotorblattverstellwelle drehbar auf dem nicht verstellbaren Abschnitt aufgenommen. Folglich kann der nicht verstellbare Abschnitt eine geeignete Aufnahme-Konstruktion für die zwei oder mehr Lager bereitstellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands umfasst das Rotorblatt den nicht verstellbaren Abschnitt und der nicht verstellbare Abschnitt kann dazu angepasst sein, die Rotorblattverstellwelle aufzunehmen. In diesem Zusammenhang soll Aufnehmen der Rotorblattverstellwelle bedeuten, dass wenigstens ein Teil der Rotorblattverstellwelle in dem nicht verstellbaren Abschnitt aufgenommen ist. Es ist nicht erforderlich, dass der nicht verstellbare Abschnitt die ganze Rotorblattverstellwelle aufnimmt. Folglich sind Anordnungen möglich, bei denen z. B. ein Abschnitt der Rotorblattverstellwelle in die Rotornabe hervorragt bzw. hineinragt. Folglich kann der nicht verstellbare Abschnitt einen Montageraum für die Rotorblattverstellwelle vergrößern. Da der Montageraum in der Rotornabe beschränkt ist, kann die Verwendung eines derartigen oben beschriebenen nicht verstellbaren Abschnitts den Vorteil bereitstellen, dass eine längere Rotorblattverstellwelle sowie zusätzliche Lager aufgenommen werden können, so dass eine betriebssicherere Lageranordnung erzielt wird.
Die Rotorblattverstellwelle ist vorzugsweise hohl. In anderen Worten: Die Rotorblattverstellwelle kann eine rohrförmige Form aufweisen.
Die zwei oder mehr Lager sind in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle voneinander beabstandet. Vorzugsweise ist ein wesentlicher axialer Abstand zwischen wenigstens zwei Lager der zwei oder mehr Lager bereitgestellt. Der axiale Abstand zwischen wenigstens zwei Lager der zwei oder mehr Lager kann ein Mehrfaches der Breite eines der Lager betragen, vorzugsweise mehr als das Vierfache der Breite eines der Lager. Mit dieser Gestaltung bzw. Anordnung ist eine bessere Lastverlagerung von dem verstellbaren Abschnitt zu dem nicht verstellbaren Abschnitt möglich. Ferner ist es möglich, weitere Teile der Rotorblattverstellsystem axial zwischen den zwei oder mehr Lagern vorzusehen. Zum Beispiel ist es möglich, ein Zugangsloch oder ein Mannloch bzw. Einstiegsloch zwischen den beiden Lager vorzusehen. Ein derartiges Zugangsloch stellt einen einfachen Zugang zu einem Raum zwischen der äußeren Peripherie der Rotorblattverstellwelle und einer inneren Peripherie des nicht verstellbaren Abschnitts für Techniker für Wartungszwecke bereit. Folglich sind die Lager derart beabstandet, dass weitere vorteilhafte Merkmale, wie ein Zugangsloch, axial zwischen den Lagern verwirklicht werden können.
Der verstellbare Abschnitt ist mit einem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle verbunden bzw. an diesem ersten Ende befestigt, um mit diesem bzw. dieser einstückig drehbar zu sein. Eine derartige Verbindung bzw. Befestigung kann z. B. durch eine Mutter/Schrauben-Verbindung bereitgestellt werden oder kann z. B. eine geschweißte Verbindung sein. Ferner kann das erste Ende der Rotorblattverstellwelle besonders ausgebildet sein, um die Verbindung mit dem verstellbaren Abschnitt des Rotorblatts bzw. Flügels zu erleichtern. Zum Beispiel kann das erste Ende der Rotorblattverstellwelle einen Flansch umfassen, der z. B. daran angeschweißt oder einstückig mit diesem oder dieser ausgebildet ist, wobei der verstellbare Abschnitt an dem Flansch angebracht werden kann. Dieser Flansch umfasst vorzugsweise eine Form, die der äußeren Kontur des verstellbaren Abschnitts des Rotorblatts folgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands umfasst der Rotor einer Windenergieanlage ferner einen Antriebsmechanismus, der zum Aufbringen einer Drehkraft auf die Rotorblattverstellwelle an einem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle, das dem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle entgegengesetzt ist, angeordnet ist, wobei der Antriebsmechanismus ein Direktantrieb ist, der einen Stator und einen Rotor umfasst, wobei der Rotor des Direktantriebs mit dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle verbunden ist bzw. an diesem befestigt ist, um sich mit dieser einstückig zu drehen.
Folglich ist der Antriebsmechanismus auf eine derartige Weise eingerichtet, dass die Drehkraft an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle auf die Rotorblattverstellwelle aufgebracht wird. Daher wird eine Krafteinleitung auf die Rotorblattverstellwelle an dem zweiten Ende bewirkt. Der Rotor kann an dem axialen Ende der Rotorblattwelle mit der Rotorblattverstellwelle verbunden sein.
Ferner kann der Rotor des Direktantriebs an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle auch um die Rotorblattverstellwelle herum angeordnet sein. In diesem Zusammenhang kann der Antriebs-Rotor koaxial zu der Rotorblattverstellwelle an dem äußeren Umfang der Rotorblattverstellwelle angeordnet sein. Folglich wird die in dem Direktantrieb erzeugte Kraft direkt bzw. unmittelbar auf die Rotorblattverstellwelle ausgeübt.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands umfasst der Direktantrieb-Rotor eine Magnetanordnung. Die Magnetanordnung kann direkt bzw. unmittelbar auf der äußeren Oberfläche der Rotorblattverstellwelle angebracht sein. Ferner ist eine Anordnung möglich, bei welcher die Magenanordnung an dem äußeren Umfang der Rotorblattverstellwelle zwischen zwei Lagern der zwei oder mehr Lager angebracht ist. Folglich kann eine in der Magnetanordnung erzeugte Antriebskraft direkt bzw. unmittelbar auf die Rotorblattverstellwelle übertragen werden. Daher sind zusätzliche Elemente zum Aufbringen der Kraft auf die Rotorblattverstellwelle nicht erforderlich, so dass die gesamte Anzahl von Teilen reduziert wird.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands sind das eine oder mehrere Lager der zwei oder mehr Lager ein Festlager und ein anderes der zwei oder mehr Lager ist ein Loslager. Durch eine derartige Gestaltung ist eine bestimme Bewegung der Rotorblattverstellwelle in der axialen Richtung an einer Position möglich, wo die Rotorblattverstellwelle von einem Loslager aufgenommen ist. In anderen Worten: Die Rotorblattverstellwelle ist von dem Loslager axial beweglich aufgenommen und ist axial nicht-beweglich von dem Festlager aufgenommen. Folglich ermöglicht das Loslager eine Bewegung der Rotorblattverstellwelle in Bezug auf einen nicht-drehbaren Abschnitt, an welchem das Loslager aufgenommen ist, also z. B. der nicht verstellbare Abschnitt. Folglich, in dem Fall, dass sich die Rotorblattverstellwelle erwärmt bzw. erwärmt wird und dazu tendiert, sich axial auszudehnen, ist eine derartige thermische Ausdehnung nicht durch die Lagerung begrenzt. Hingegen erlaubt die Verwendung eines Loslagers eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle, da die Rotorblattverstellwelle nicht axial an dem Loslager befestigt ist. In anderen Worten: Der Abschnitt der Rotorblattverstellwelle, der nicht axial durch ein Festlager befestigt ist, ist in Bezug auf den nicht drehbaren Abschnitt beweglich. Zum Beispiel wird es durch Verwenden eines Festlagers und eines Loslagers dem Ende der Rotorblattverstellwelle, das von dem Festlager entfernt ist und welches sich näher an dem Loslager befindet, erlaubt, – in dem im Fall, dass eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle auftritt – sich zu bewegen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands sind das eine oder die mehreren Loslager an dem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle vorgesehen und das eine oder die mehreren Festlager sind an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle, das dem ersten Ende entgegengesetzt ist, vorgesehen. In anderen Worten: Das eine oder die mehreren Festlager sind an dem Ende der Rotorblattverstellwelle vorgesehen, an welchem die Rotorblattverstellwelle nicht mit dem verstellbaren Abschnitt des Rotorblatts verbunden bzw. an diesem befestigt ist. In dem Fall, dass mehrere Festlager vorgesehen sind, ist es bevorzugt, dass diese Lager ohne eine wesentliche axiale Entfernung zwischen ihnen angeordnet werden, vorzugsweise so nahe zueinander wie möglich. In Kombination mit dem obigen Merkmal, dass auch ein Loslager vorgesehen ist, ist die Rotorblattverstellwelle auf eine derartige Weise aufgenommen, dass eine axiale Bewegung des ersten Endes der Rotorblattverstellwelle in Bezug auf den nicht-drehenden Abschnitt möglich ist, während das zweite Ende der Rotorblattverstellwelle, das dem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle entgegengesetzt ist, auf eine derartige Weise aufgenommen ist, dass eine Bewegung des zweiten Endes der Rotorblattverstellwelle in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle in Bezug auf den nicht verstellbaren Abschnitt nicht möglich ist. Ferner, wenn der obige Antriebsmechanismus zur Anwendung gebracht wird, sind sowohl der Antriebsmechanismus als auch das eine oder die mehreren Festlager an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle vorgesehen, vorzugsweise in naher Lage zueinander. Daher ist der Abstand zwischen dem Antriebsmechanismus und dem einen oder den mehreren Festlagern klein. Dies hat den Vorteil, dass keine wesentliche thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle zwischen dem einen oder den mehreren Festlagern und dem Antriebsmechanismus auftreten wird, so dass der Antriebs-Rotor, der mit der Rotorblattverstellwelle verbunden ist, sich auch nur um ein minimales Ausmaß bewegt. Daher wird die Stromerzeugung in dem Direktantrieb auf einem hohen Niveau aufrechterhalten und nicht wesentlich von einer thermischen Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle beeinflusst. Vorzugsweise sind nur ein Festlager und ein Loslager bereitgestellt. Ferner ist der Antriebsmechanismus vorzugsweise näher an dem Festlager als an dem Loslager vorgesehen. In anderen Worten: Der Abstand zwischen dem Antriebsmechanismus und dem Festlager ist vorzugsweise kleiner als der Abstand zwischen dem Antriebsmechanismus und dem Loslager.
In diesem Zusammenhang ist es gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands vorteilhaft, wenn die Festlager an derselben Seite des Direktantriebs und in naher Lage zu dem Direktantrieb vorgesehen sind, und zwar in einem Fall, dass zwei oder mehr Festlager vorgesehen sind. In anderen Worten: Gemäß dieser Ausführungsform sind alle Festlager an derselben Seite der Magnetanordnung und nahe der Magnetanordnung vorgesehen, welche vorzugsweise an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle positioniert ist. Folglich kann eine Bewegung der Rotorblattverstellwelle in der Richtung des Direktantriebs nur über eine sehr kleine Strecke oder im Wesentlichen über keine Strecke stattfinden. Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands weist die Magnetanordnung eine Vielzahl von Magneten auf bzw. umfasst eine Vielzahl von Magneten, die um die Rotorblattverstellwelle herum angeordnet sind. Diese Gestaltung bzw. Anordnung hat den folgenden Vorteil: Da Wärme bzw. Hitze in dem Direktantrieb erzeugt wird, so dass die Rotorblattverstellwelle erwärmt wird, ist die Rotorblattverstellwelle einer thermischen Ausdehnung ausgesetzt. Diese Gestaltung bzw. Anordnung erlaubt eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle in Richtungen, die von dem Festlager weggerichtet sind bzw. die von dem Festlager weg weisen. In anderen Worten: Da das eine oder die mehreren Festlager nur an einer Seite der Rotorblattverstellwelle vorgesehen sind und die Loslager an der anderen Seite, ist die Rotorblattverstellwelle imstande, sich auszudehnen und sich in Bezug auf das oder die Loslager zu bewegen. Folglich wird die Lagerung von Belastungen entlastet, die auf die Lager in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle aufgrund der thermischen Ausdehnung einwirken, so dass die Funktionsweise und die Betriebssicherheit des Lagers verbessert werden. Ferner ist es möglich, einen Abstand bzw. einen Spalt zwischen der Magnetanordnung, vorgesehen von dem Rotor und den Wicklungen oder Spulen des Stators, sicher beizubehalten. In herkömmlichen Anordnungen können Änderungen in dem Luftspalt auftreten, und zwar aufgrund von durch Hitze oder Wärme erzeugten Dimensionsänderungen, wodurch die Leistung der Windenergieanlage beeinflusst wird. Daher ist gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands, das Festlager vorzugsweise in naher Umgebung des Direktantriebs angeordnet, so dass nur ein kleiner oder im Wesentlichen kein Abschnitt der Rotorblattverstellwelle zwischen dem Festlager und dem Antriebsmechanismus vorhanden ist. Demzufolge wird nur eine sehr kleine oder im Wesentlichen keine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle zwischen dem Festlager und dem Loslager auftreten, so dass der Luftspalt während des Betriebs näherungsweise konstant bleibt, wodurch sichergestellt wird, dass die Leistung des Direktantriebs optimal bleibt. Folglich wird die Erzeugung der Antriebskraft aufrechterhalten und eine Änderung des Spalts, der zu einer geringeren Stromerzeugung führen könnte, wird verhindert.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands weist die Magnetanordnung eine Vielzahl von Magneten auf, die um die Rotorblattverstellwelle herum angeordnet sind. Folglich ist es möglich, die Rotationskraft direkt bzw. unmittelbar auf der Rotorblattverstellwelle zu erzeugen.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands ist der Direktantrieb ein Schrittmotor. Durch Verwenden eines Schrittmotors als den Direktantrieb, kann das Verstellen des verstellbaren Abschnitts des Rotorblatts betriebssicher und sehr genau bewirkt bzw. durchgeführt werden. Folglich kann der verstellbare Abschnitt sehr genau positioniert bzw. angeordnet werden, so dass ein optimaler Betrag an Auftriebskraft an dem Rotorblatt erzeugt werden kann durch genaues Verstellen des Rotorblatts, um einen optimalen Anströmwinkel einzurichten. Folglich wird die Leistung des Rotor einer Windenergieanlage verbessert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands wird ein Antriebsmechanismus für ein Rotorblattverstellsystem bereitgestellt, mit einem Antriebs-Rotor, der mit einem verstellbaren Rotorblatt-Abschnitt eines Rotorblatts eines Rotors einer Windenergieanlage wirkverbindbar ist, und einen Antriebs-Stator, der in Bezug auf eine Rotornabe des Windrads fest montierbar ist, wobei der Antriebsmechanismus ein Direktantrieb ist. Der Antriebs-Rotor ist vorzugsweise mit einer Rotorblattverstellwelle der Rotorblattverstellsystem verbunden, wenn der Antriebsmechanismus in einer Rotorblattverstellsystem angebracht bzw. aufgenommen ist.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands umfasst der Antriebsmechanismus ferner eine Rotorblattverstellwelle, die an einem ersten Ende mit dem verstellbaren Rotorblatt-Abschnitt verbindbar ist und die an einem zweiten Ende, das dem ersten Ende entgegengesetzt ist, mit dem Antriebs-Rotor verbindbar ist, und zwei oder mehr Lager, die auf der Rotorblattverstellwelle zum drehbaren Aufnehmen der Rotorblattverstellwelle in Bezug auf einen nicht verstellbaren Rotorblatt-Abschnitt vorgesehen sind, wobei die zwei oder mehr Lager in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle voneinander beabstandet sind. Folglich werden Kräfte, die aufgrund des Erzeugens eines Biegemoments an dem Rotor durch den verstellbaren Abschnitt erzeugt werden durch die zwei oder mehr Lager aufgenommen, was zu einer besseren Lastverteilung und einer Reduzierung eines Übertragens von Biegemomenten durch die Lager führt. Folglich wird die Dauerhaltbarkeit des Antriebsmechanismus' verbessert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands umfasst der Antriebsmechanismus eine Magnetanordnung, die an dem Antriebs-Rotor vorgesehen ist. In diesem Zusammenhang kann die Magnetanordnung eine Vielzahl von Magneten aufweisen bzw. umfassen, die um den Antriebs-Rotor herum angeordnet sind. Ferner kann der Direktantrieb als ein Schrittmotor aufgebaut sein. Folglich werden dieselben positiven Wirkungen erzielt, die oben in Bezug auf den Rotor einer Windenergieanlage, der einen derartigen Direktantrieb umfasst, beschrieben sind.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands ist wenigstens eines der zwei oder mehr Lager des Antriebsmechanismus für die Rotorblattverstellsystem ein Festlager und ein anderes der zwei oder mehr Lager ist ein Loslager. Durch Verwenden wenigstens eines Loslagers ist es möglich, eine bestimmte axiale Beweglichkeit der Rotorblattverstellwelle an der Lagerposition bereitzustellen, wo das Loslager vorgesehen ist. Zum Beispiel in dem Fall, dass die Rotorblattverstellwelle aufgrund thermischer Ausdehnung vergrößert ist, ist eine axiale Bewegung der Rotorblattverstellwelle an der Position möglich, wo das Loslager vorgesehen ist. Folglich können innere Belastungen bzw. Beanspruchungen aufgrund einer thermischen Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle reduziert oder beseitigt werden.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands ist das wenigstens eine Festlager an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle, das dem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle entgegengesetzt ist, vorgesehen. Wie bereits oben erwähnt, ist das erste Ende der Rotorblattverstellwelle das Ende, mit welchem der verstellbare Abschnitt eines Rotorblatts verbindbar ist bzw. an welches dieser Abschnitt befestigbar ist. Folglich wird ein Aufbau erzielt, bei dem das Festlager, welches keine axiale Bewegung der Rotorblattverstellwelle gestattet, an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle vorgesehen ist, wodurch die axiale Position der Rotorblattverstellwelle fixiert wird. Folglich, in dem Fall, dass eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle auftritt, verbleibt der Abschnitt der Rotorblattverstellwelle, an welchem das Festlager vorgesehen ist, nicht-beweglich in der axialen Richtung. In anderen Worten: Eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle führt nicht zu einer Bewegung der Rotorblattverstellwelle an dem Festlager. Daher, in dem Fall, dass ein verstellbarer Abschnitt eines Rotorblatts an dem ersten Ende angebracht ist, ist der verstellbare Rotorblatt-Abschnitt auf eine derartige Weise angebracht, dass eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle zu einer kleinen axialen Bewegung des verstellbaren Abschnitts des Rotorblatts führt.
Wie zu verstehen, ist der Antriebsmechanismus getriebelos bzw. ein Antriebsmechanismus ohne Übersetzung, wodurch es ermöglicht wird, die in dem Antriebsmechanismus erzeugte Drehkraft direkt bzw. unmittelbar auf die Rotorblattverstellwelle aufzubringen, an welcher der verstellbare Rotorblatt-Abschnitt angebracht werden kann. Da eine weitere Übertragung nicht erforderlich ist, kann die gesamte Anzahl der Teile des Antriebsmechanismus' reduziert werden. Um die Drehkraft direkt bzw. unmittelbar auf die Rotorblattverstellwelle aufzubringen, kann der Rotor mit einem axialen Ende der Rotorblattverstellwelle verbunden sein oder kann angeordnet sein, um sich an der Rotorblattverstellwelle zu erstrecken.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands wird ein Rotor einer Windenergieanlage bereitgestellt, mit einer Rotornabe, einem oder mehreren Rotorblättern, die an der Rotornabe angebracht sind, und einem Rotorblattverstellsystem mit einem Antriebsmechanismus wie oben beschrieben. Ferner umfasst jedes Rotorblatt einen nicht verstellbaren Abschnitt und einen verstellbaren Abschnitt und der Antriebs-Stator ist in dem nicht verstellbaren Abschnitt aufgenommen. Der verstellbare Abschnitt ist wirksam mit dem Antriebs-Rotor verbunden, um in Bezug auf den nicht-verstellbaren Abschnitt drehbar zu sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands ist der Antriebsmechanismus des Rotors einer Windenergieanlage getriebelos bzw. ein Antriebsmechanismus ohne Übersetzung. Folglich wird die gesamte Anzahl der Teile reduziert und die Kraft kann direkt bzw. unmittelbar an der Rotorblattverstellwelle erzeugt werden. Daher wird die Kraft wirksamer bzw. effizienter erzeugt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands bewirkt eine relative Drehbewegung zwischen dem Antriebs-Rotor und dem Antriebs-Stator eine Änderung eines Einstellwinkels des verstellbaren Rotorblatt-Abschnitts in Bezug auf den nicht verstellbaren Rotorblatt-Abschnitt.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands wird eine Windenergieanlage bereitgestellt, mit einem Turm, einem an dem Turm angebrachten Maschinenhaus, und einem Rotor einer Windenergieanlage wie oben beschrieben, der drehbar mit einem Generator verbunden ist, der in dem Maschinenhaus aufgenommen ist.
Es ist zu erwähnen, dass die Begriffe „Rotor” und „Stator” lediglich aus Darlegungsgründen verwendet werden. Die Begriffe selbst bzw. an sich sollen jedoch nicht irgendeine spezifische Wirkung bzw. Auswirkung auf den Aufbau des Direktantriebs implizieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Windrads mit einem Rotor einer Windenergieanlage und einem Antriebsmechanismus für ein Rotorblattverstellsystem gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Rotorblattverstellwelle gemäß der Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands.
3 zeigt die Rotorblattverstellwelle der 2, angebracht an der Rotornabe.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands auf der Grundlage der Zeichnungen erläutert. Weitere Abwandlungen der Ausführungsform, die wenigstens teilweise nicht gezeigt sind, werden ebenso in der folgenden Beschreibung beschrieben.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt ein Windrad 100 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands.
Das Windrad 100 umfasst eine Rotornabe 104, an welcher mehrere Rotorblätter 102 angebracht sind. Die Rotornabe 104 ist drehbar an einem Maschinenhaus 108 aufgenommen. Ferner ist das Maschinenhaus 108 an einem Turm (nicht dargestellt) angebracht. Die Rotornabe 104 ist wirksam mit einem Generator zum Erzeugen elektrischer Energie verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Generator einen Generator-Stator, der von dem Maschinenhaus vorragt und einen Generator-Rotor. Der Generator-Rotor gemäß der Ausführungsform ist durch einen Endbereich bzw. Endabschnitt der Rotornabe 104 gebildet, der den Generator-Stator darin aufnimmt. In anderen Worten: Der Endbereich bzw. Endabschnitt der Rotornabe 104 ist um den Generator-Stator herum angeordnet und ist koaxial in Bezug auf den Generator-Stator angebracht, um um dieselbe Achse drehbar zu sein.
In einer Ausführung sind Permanentmagnete oder aktiv erregte Spulen an dem inneren Umfang des Generator-Rotors vorgesehen und Generator-Spulen sind an der äußeren Umfangsoberfläche des Generator-Stators vorgesehen. Wenn sich der Rotor-Abschnitt der Rotornabe 104 um den Stator dreht, wird elektrische Energie erzeugt. Um eine optimale Erzeugung elektrischer Energie zu erzielen, ist der Generator-Rotor drehbar in Bezug auf den Generator-Stator mittels einer geeigneten Lagerung aufgenommen, um einen Luftspalt zwischen den Generatormagneten und den Generatorspulen beizubehalten.
Wie in 1 gezeigt, umfasst jedes Rotorblatt 102, wenn es auf dem Windrad 100 zusammengebaut ist, vage zwei Teile. Genauer umfasst jedes Rotorblatt 102 einen nicht verstellbaren Abschnitt 102a und einen verstellbaren Abschnitt 102b, der in Bezug auf den nicht verstellbaren Abschnitt 102a verstellbar ist.
Der nicht verstellbare Abschnitt 102a ist fest an der Rotornabe 104 befestigt. Irgendeine geeignete Verbindung zwischen dem nicht verstellbaren Abschnitt 102a und der Rotornabe 104 kann verwendet werden, um eine feste Befestigung an der Rotornabe 104 bereitzustellen. Zum Beispiel kann der nicht verstellbare Abschnitt 102a mit der Rotornabe 104 durch Verwenden einer Mutter/Schraube-Verbindung verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, den nicht verstellbaren Abschnitt 102a einstückig mit der Rotornabe 104 auszubilden.
Der verstellbare Abschnitt 102b ist drehbar mit dem nicht verstellbaren 102a mittels einer Rotorblattverstellwelle 106 verbunden. Die Rotorblattverstellwelle 106 ist fest mit dem verstellbaren Abschnitt 102b verbunden und ist teilweise in dem nicht verstellbaren Abschnitt 102a aufgenommen.
Die Rotorblattverstellwelle 106 ist in 2 detaillierter gezeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Rotorblattverstellwelle 106 eine zylindrische und rohrförmige Form. An einem Ende der Rotorblattverstellwelle 106, auch als das erste Ende bezeichnet, ist ein Flansch 208 einstückig ausgebildet. Der äußere Umfang des Flanschs 208 ist derart ausgebildet, dass er der äußeren Kontur des verstellbaren Abschnitts 102b des Rotorblatts 102 folgt. Wie oben beschrieben, weist die Rotorblattverstellwelle 106 eine zylindrische und rohrförmige Form auf. Daher wird der verbleibende Abschnitt der Rotorblattverstellwelle 106 außer dem Flansch 208 auch als zylindrischer Abschnitt 202 bezeichnet. An dem anderen Ende der Rotorblattverstellwelle 106, auch als das zweite Ende bezeichnet, sind mit Gewinde versehene Löcher bereitgestellt zum Verbinden der Rotorblattverstellwelle 106 mit einem Direktantrieb.
Wie in 2 gezeigt, sind zwei Lager 204, 206 an der äußeren Umfangs-Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 202 bzw. zylindrischen Teils 202 der Rotorblattverstellwelle 106 vorgesehen, um die Rotorblattverstellwelle drehbar aufzunehmen. Die beiden Lager 204, 206 sind in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle 106 voneinander beabstandet. Genauer, ist eines der beiden Lager an dem Ende des zylindrischen Abschnitts 202 der Rotorblattverstellwelle 106 vorgesehen, wo der Flansch 208 ausgebildet ist, d. h. das erste Ende der Rotorblattverstellwelle 106. Dieses Lager 204 wird nachfolgend auch als erstes Lager 204 bezeichnet. Das andere der beiden Lager ist an dem zylindrischen Abschnitt 202 an dem entgegengesetzten Ende des zylindrischen Abschnitts 202 der Rotorblattverstellwelle 106 vorgesehen, auch als zweites Ende der Rotorblattverstellwelle 106 bezeichnet. Dieses Lager 206 wird nachfolgend auch als zweites Lager 206 bezeichnet. Ferner, zwischen dem ersten Lager 204 und dem zweiten Lager 206 ist ein Zugangsloch 210 in der Rotorblattverstellwelle 106 vorgesehen. Das Zugangsloch 210 stellt einen einfachen Zugang für Techniker zu Wartungszwecken bereit. Ferner sorgt das Zugangsloch 210 auch für eine Gewichtsreduktion für die Rotorblattverstellwelle 106.
Wie in den 1 und 3 gezeigt, ist die Rotorblattverstellwelle 106 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Antriebsmechanismus 110 verbunden. Genauer, ist das zweite Ende der Rotorblattverstellwelle 106 mit dem Antriebsmechanismus 110 verbunden.
Rückverweisend zu 1, ist die Rotorblattverstellwelle 106 mit dem verstellbaren Abschnitt 102b des Rotorblatts 102 durch den Flansch 208 verbunden. Der zylindrische Abschnitt 202 der Rotorblattverstellwelle 106 ist nahezu vollständig in dem nicht verstellbaren Abschnitt 102a aufgenommen, so dass der nicht verstellbare Abschnitt 102a als ein Gehäuse für die Rotorblattverstellwelle 106 fungiert. In anderen Worten: Nur ein kleiner bzw. schmaler Spalt oder eine kleine bzw. schmale Lücke ist zwischen dem Flansch 208 und dem nicht verstellbaren Abschnitt 102a ausgebildet. Das erste Lager 204 und das zweite Lager 206, die auf dem zylindrischen Abschnitt 202 der Rotorblattverstellwelle 106 vorgesehen sind, sind an dem inneren Umfang des nicht verstellbaren Abschnitts 102a angebracht, so dass der verstellbare bzw. neigbare Abschnitt 102a drehbar an dem nicht verstellbaren Abschnitt 102a aufgenommen ist.
Der Antriebsmechanismus 110 ist zum Aufbringen einer Drehkraft auf die Rotorblattverstellwelle 106 eingerichtet. Der Antriebsmechanismus 110 ist als Direktantrieb ausgebildet und umfasst einen Rotor und einen Stator. Eine Vielzahl von Magneten (nicht dargestellt) ist in dem Rotor vorgesehen und Spulen sind in dem Stator vorgesehen. Die Magneten können Permanentmagnete oder erregte Magnete sein. Der Stator ist nicht drehbar an dem nicht verstellbaren Abschnitt 102b befestigt. Der Rotor ist mit dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle 106 verbunden, so dass sich auf Drehung des Rotors die Rotorblattverstellwelle 106 einstückig mit diesem mitdreht. Um eine optimale Leistung des Antriebsmechanismus' sicherzustellen, ist der Luftspalt zwischen dem Antriebs-Rotor und dem Antriebs-Stator konstant beizubehalten. In anderen Worten: Irgendwelche Veränderungen im Luftspalt oder eine Deformierung in der Formgebung des Direktantriebs würde seine Arbeitsweise beeinflussen. Daher befindet sich der Direktantrieb in naher Umgebung des zweiten Lagers 206, so dass der Luftspalt betriebssicher bzw. zuverlässig beibehalten wird.
Während des Betriebs des Windrads neigt die Temperatur des Direktantriebs dazu, anzusteigen. Dies beruht auf dem Umstand, dass der Direktantrieb Hitze bzw. Wärme erzeugt und sich in einem Dauerbetrieb befindet. Demzufolge wird die Rotorblattverstellwelle 106 erwärmt und dehnt sich aus. Um eine axiale Ausdehnung nicht zu begrenzen, sind das zweite Lager 206 und das erste Lager 204 derart angeordnet, dass die Rotorblattverstellwelle 106 nicht axial zwischen den beiden Lagerstellen fixiert ist, sondern nur an einem der Lager fixiert ist. Genauer, ist gemäß der Ausführungsform das zweite Lager 206 fest an der Rotorblattverstellwelle 106 angebracht und der nicht verstellbare Abschnitt fixiert dabei die Rotorblattverstellwelle 106 axial. Andererseits ist das erste Lager 204 als ein Loslager vorgesehen, das eine Bewegung der Rotorblattverstellwelle 106 in der axialen Richtung zulässt. Ein derartiges Loslager kann auf unterschiedliche Weisen verwirklicht werden. Zum Beispiel kann das Lager lose an dem inneren Umfang des nicht verstellbaren Abschnitts angebracht und auf der Rotorblattverstellwelle 106 fest angebracht sein. Folglich ist bei dieser Gestaltung bzw. Anordnung das Lager beweglich auf dem nicht verstellbaren Abschnitt aufgenommen. Andererseits ist es möglich das Lager auf dem nicht verstellbaren Abschnitt fest anzubringen und das Lager auf der Rotorblattverstellwelle 106 in einer axial beweglichen Art und Weise anzubringen. Bei dieser Gestaltung bzw. Anordnung ist es der Rotorblattverstellwelle 106 erlaubt, sich axial in Bezug auf das erste Lager zu bewegen. In jedem Fall führt die Kombination eines Festlagers und eines Loslagers zu einem Lager, das eine axiale Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle 106 bzw. Verstellungswelle 106 zulässt. Folglich ist die Rotorblattverstellwelle 106 nicht anfällig für irgendwelche Belastungen bzw. Beanspruchungen, die sich aufgrund der Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle 106 aufbauen mögen. Folglich weist das System eine verbesserte Dauerhaltbarkeit bzw. Dauerfestigkeit auf. Außerdem, da das zweite Lager 206 an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle 106 vorgesehen ist, ist nur ein kleiner Abschnitt bzw. Teil der Rotorblattverstellwelle 106 zwischen dem zweiten Lager 206 und dem Direktantrieb 110 angeordnet. Folglich ist der Direktantrieb 110 nahe dem zweiten Lager 206 positioniert, d. h. das Festlager gemäß der Ausführungsform, so dass eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle zwischen dem zweiten Lager 206 und dem Direktantrieb sehr klein ist oder im Wesentlichen nicht auftritt. Aufgrund dieses Aufbaus, bewegt sich der Antriebs-Rotor in Bezug auf den Antriebs-Stator axial nicht wesentlich in dem Fall, dass die Rotorblattverstellwelle 106 sich erwärmt bzw. erwärmt wird. Daher wird die Stromerzeugung in dem Direktantrieb 110 nicht durch eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle 106 beeinflusst.
ABWANDLUNGEN
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform sind das eine oder die mehreren Loslager an dem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle und das eine oder die mehreren Festlager an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle vorgesehen. Ferner ist ein Axiallager an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle 106 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, ein oder mehrere Festlager als Radiallager zu verwenden, die aufgebaut sind, um die axialen Belastungen aufnehmen zu können, wodurch das Erfordernis für ein zusätzliches axiales Lager an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle entfällt.
Andererseits ist es auch möglich, die Rotorblattverstellwelle auf eine derartige Weise aufzubauen und anzuordnen, dass die Rotorblattverstellwelle 106 axial in Bezug auf den nicht verstellbaren Abschnitt an dem ersten Ende aufgenommen ist. Zum Beispiel könnte ein Axiallager an dem Flansch 208 angebracht sein, wodurch derselbe drehbar aufgenommen wird. Folglich, in dem Fall, dass eine thermische Ausdehnung der Rotorblattverstellwelle 106 auftritt, würde das zweite Ende der Rotorblattverstellwelle axial versetzt und ein Spalt zwischen dem Flansch 208 und dem nicht verstellbaren Abschnitt würde beibehalten.
Gemäß der Ausführungsform ist der Antriebsmechanismus 110 an einer Seite des zweiten Lagers 206 vorgesehen, die der Seite, an der das erste Lager 204 angeordnet ist, entgegengesetzt ist. In anderen Worten: Der Antriebsmechanismus 110 ist benachbart bzw. angrenzend zu der Rotorblattverstellwelle 106 in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle angeordnet. Jedoch ist es auch möglich, den Antriebs-Rotor an dem äußeren Umfang des zylindrischen Abschnitts 202 der Rotorblattverstellwelle 106 vorzusehen und Spulen an der inneren Umfangs-Oberfläche des nicht verstellbaren Abschnitts 102a vorzusehen. Zum Beispiel können die Magnete an dem äußeren Umfang des zylindrischen Abschnitts 202 vorgesehen sein, um einen Direktantrieb-Rotor zu bilden. Folglich kann der Direktantrieb 110 auch als ein Antriebsmittel verwirklicht sein, in dem die Rotorblattverstellwelle 106 das Ausgabeelement des Antriebsmechanismus bildet, solange wie der Antriebs-Rotor in naher Umgebung des zweiten Lagers 206 vorgesehen ist.

Claims

Rotor einer Windenergieanlage umfassend eine Rotornabe (104), ein oder mehr Rotorblätter (102), die an der Rotornabe (104) angebracht sind, wobei jedes Rotorblatt (102) einen nicht verstellbaren Abschnitt (102a) und einen verstellbaren Abschnitt (102b) und ein Rotorblattverstellsystem mit einer Rotorblattlageranordnung und einem Direktantrieb (110) umfasst; wobei die Rotorblattlageranordnung eine Rotorblattverstellwelle (106) und zwei oder mehr Lager (204, 206) umfasst, die auf der Rotorblattverstellwelle (106) vorgesehen sind, wobei die zwei oder mehr Lager (204, 206) in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle (106) voneinander beabstandet sind, wobei der nicht verstellbare Abschnitt (102a) die Rotorblattverstellwelle (106) drehbar aufnimmt und der verstellbare Abschnitt (102b) mit einem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) verbunden ist, um in Bezug auf den nicht-verstellbaren Abschnitt (102a) drehbar zu sein, und wobei der Direktantrieb (110) einen Antriebs-Stator und einen Antriebs-Rotor umfasst, und wobei der Antriebs-Rotor des Direktantriebs (110) mit einem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) verbunden ist, das dem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) entgegengesetzt ist, wobei ein oder mehr Lager der zwei oder mehr Lager (204, 206) ein Festlager ist bzw. sind und ein anderes der zwei oder mehr Lager ein Loslager ist, und wobei das eine oder die mehreren Festlager an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) vorgesehen sind.
Rotor einer Windenergieanlage umfassend eine Rotornabe (104), ein oder mehrere Rotorblätter (102), die an der Rotornabe (104) angebracht sind, wobei jedes Rotorblatt (102) einen nicht verstellbaren Abschnitt (102a) und einen verstellbaren Abschnitt (102b) und ein Rotorblattverstellsystem mit einer Rotorblattlagerandordnung umfasst, wobei die Rotorblattlagerandordnung eine Rotorblattverstellwelle (106) und zwei oder mehr Lager (204, 206) aufweist, die auf der Rotorblattverstellwelle (106) vorgesehen sind, wobei die zwei oder mehr Lager (204, 206) in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle (106) voneinander beabstandet sind, wobei der verstellbare Abschnitt (102b) mit einem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) verbunden ist, um mit dieser einstückig drehbar zu sein.
Rotor einer Windenergieanlage nach Anspruch 2, wobei das Rotorblatt ferner einen nicht verstellbaren Abschnitt (102a) zum Aufnehmen der Rotorblattverstellwelle (106) umfasst.
Rotor einer Windenergieanlage nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend einen Antriebsmechanismus, der zum Aufbringen einer Drehkraft auf die Rotorblattverstellwelle (106) an einem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle (106), das dem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) entgegengesetzt ist, angeordnet ist, wobei der Antriebsmechanismus ein Direktantrieb (110) ist, der einen Stator und einen Rotor umfasst, wobei der Rotor des Direktantriebs (110) mit dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) verbunden ist, um sich mit dieser einstückig zu drehen.
Rotor einer Windenergieanlage nach Anspruch 4, wobei ein oder mehrere Lager der zwei oder mehr Lager (204, 206) ein Festlager ist bzw. sind und ein anderes der zwei oder mehr Lager ein Loslager ist.
Rotor einer Windenergieanlage nach Anspruch 5, wobei das eine oder die mehreren Festlager an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) vorgesehen sind.
Rotor einer Windenergieanlage nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Direktantrieb ein Schrittmotor ist.
Antriebsmechanismus für ein Rotorblattverstellsystem umfassend einen Antriebs-Rotor, der mit einem verstellbaren Rotorblatt-Abschnitt (102b) eines Rotorblatts (102) eines Rotors einer Windenergieanlage wirkverbindbar ist, und einen Antriebs-Stator, der in Bezug auf eine Rotornabe (104) der Windenergieanlage fest montierbar ist, wobei der Antriebsmechanismus ein Direktantrieb (110) ist.
Antriebsmechanismus nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Rotorblattverstellwelle (106), die an einem ersten Ende mit dem verstellbaren Rotorblatt-Abschnitt (102b) verbindbar ist und die an einem zweiten Ende, das dem ersten Ende entgegengesetzt ist, mit dem Antriebs-Rotor verbindbar ist, und zwei oder mehr Lager, die auf der Rotorblattverstellwelle (106) zum drehbaren Aufnehmen der Rotorblattverstellwelle (106) in Bezug auf einen nicht verstellbaren Rotorblatt-Abschnitt (102a) vorgesehen sind, wobei die zwei oder mehr Lager in der axialen Richtung der Rotorblattverstellwelle (106) voneinander beabstandet sind.
Antriebsmechanismus nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Magnetanordnung, die an dem Antriebs-Rotor vorgesehen ist.
Antriebsmechanismus nach Anspruch 10, wobei die Magnetanordnung eine Vielzahl von Magneten aufweist, die um den Antriebs-Rotor herum angeordnet sind.
Antriebsmechanismus nach Anspruch 11, wobei der Direktantrieb (110) als ein Schrittmotor aufgebaut ist.
Antriebsmechanismus nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei wenigstens eines der zwei oder mehr Lager (204, 206) ein Festlager und ein anderes der zwei oder mehr Lager ein Loslager ist.
Antriebsmechanismus nach Anspruch 13, wobei das wenigstens eine Festlager an dem zweiten Ende der Rotorblattverstellwelle (106), das dem ersten Ende der Rotorblattverstellwelle (106) entgegengesetzt ist, vorgesehen ist.
Antriebsmechanismus nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei der Antriebsmechanismus getriebelos ist.
Rotor einer Windenergieanlage umfassend eine Rotornabe (104), ein oder mehrere Rotorblätter (102), die an der Rotornabe (104) angebracht sind, wobei jedes Rotorblatt (102) einen nicht verstellbaren Abschnitt (102a) und einen verstellbaren Abschnitt (102b), und ein Rotorblattverstellsystem mit einem Antriebsmechanismus (110) nach einem der Ansprüche 8 bis 15 umfasst, wobei der Antriebs-Stator in dem nicht verstellbaren Abschnitt (102a) aufgenommen ist und der verstellbare Abschnitt (102b) mit dem Antriebs-Rotor wirkverbunden ist, um in Bezug auf den nicht-verstellbaren Abschnitt (102a) drehbar zu sein.
Rotor einer Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 und 4 bis 7, wobei der Antriebsmechanismus getriebelos ist.
Rotor einer Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1, 4 bis 7, 16 und 17, wobei eine relative Drehbewegung zwischen dem Antriebs-Rotor und dem Antriebs-Stator eine Änderung eines Einstellwinkels des verstellbaren Rotorblatt-Abschnitts (102b) in Bezug auf den nicht verstellbaren Rotorblatt-Abschnitt (102a) bewirkt.
Windenergieanlage umfassend einen Turm, ein an dem Turm angebrachtes Maschinenhaus (108), und einen Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 16 bis 18, der drehbar mit einem Generator verbunden ist, der in dem Maschinenhaus (108) aufgenommen ist.