DE3113384A1 - "windturbine" - Google Patents

"windturbine"

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DE3113384A1
DE3113384A1 DE19813113384 DE3113384A DE3113384A1 DE 3113384 A1 DE3113384 A1 DE 3113384A1 DE 19813113384 DE19813113384 DE 19813113384 DE 3113384 A DE3113384 A DE 3113384A DE 3113384 A1 DE3113384 A1 DE 3113384A1
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Glidden Sweet 06035 Granby Conn. Doman
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    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
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Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf große Windturbinen und betrifft insbesondere solche Windturbinen, die mit Flügelprofilblättern versehen sind, deren Anstellwinkel veränderbar ist.
Wegen des neuerlichen Interesses an Windturbinen als Vorrichtung zum Gewinnen von elektrischer Energie aus Windenergie wird ständig nach Verbesserungen des Wirkungsgrades von solchen Windturbinen gesucht. Versuche zum Erzielen eines besseren Wirkungsgrades von großen Windturbinen haben zu der Entwicklung von Windturbinen geführt, bei denen der Anstellwinkel der Blätter einstellbar ist. Ein Beispiel für einen Typ einer solchen Windturbine, die verstellbare Blätter hat, ist in der US-PS 4 083 651 beschrieben. Gemäß dieser Patentschrift wird der Anstellwinkel von Wxndturbinenblättern gemäß
den Windbedingungen eingestellt, um die Drehzahl der Windturbine zu regeln oder, mit anderen Worten, die Menge der durch die Turbinenblätter aufgefangenen Windenergie zu regeln. Der Blattanstellwinkel kann außerdem eingestellt werden, um Störungen in dem Turbinenantriebswerk zu verringern, die beispielsweise durch Windböen, Windströmungsasymmetrie, Drehvibration und dgl. hervorgerufen werden, um dadurch nachteilige Auswirkungen auf die Windturbinenbelastung (einen elektrischen Generator od.dgl.) aufgrund solcher Störungen zu minimieren. Während bei der aus der oben genannten US-Patentschrift bekannten Windturbine der Anstellwinkel der Turbinenblätter durch eine Anordnung von schwenkbaren Pendeln, die mit den Blättern verbunden sind, automatisch gesteuert wird, sind verschiedene Systeme-entwickelt worden, um den Anstellwinkel von Windturbinenblättern digital oder durch andere äquivalente Methoden zu regeln. Ein Beispiel für ein digitales Blattanstellwinkelregelsystem findet sich in der US-PS 4 193 005, auf die in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
Bei diesem bekannten Regelsystem ist das Systemausgangssignal ein Anstellwinkelbezugssignal, das in einem geschlossenen Regelkreis in Abhängigkeit von dem Wellendrehmoment sowie in Abhängigkeit von verschiedenen anderen Betriebsparametern und Bezugssignalen bestimmt wird. Bei hohen Windgeschwindigkeiten, d.h. wenn mehr Windenergie verfügbar ist als zum Antreiben der Windturbinenbelastung erforderlich ist und die Turbine Windenergie von ihren Blättern "verstreut", verursachen Windböen und Windströmungsasymnetrie an dem Turbinenrotor mechanische Störungen in dem Turbinenantriebswerk, die als plötzliche Änderungen im Wellendrehmoment abgefühlt werden, woraufhin das Regelsystem den Anstellwinkel der Blätter einstellt, um das Wellendrehmoment auf einem Bezugswert zu halten und die Amplitude der Störung zu verringern und dadurch die Auswirkungen der Antriebswerkstörungen auf dem Generator zu minimieren. Bei Grenz- oder
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Mindestwindgeschwindigkeitsbedingungen stellt dieses bekannte Regelsystem den Anstellwinkel der Windturbinenblätter ein, um die Menge an durch die Blätter aufgefangener Windenergie, die zum Antreiben des Generators benutzt wird, zu maximieren. Unter solchen Grenzbedingungen ist das Regelsystem nicht in der Lage, den Blattanstellwinkel so einzustellen, daß ein konstantes Wellendrehmoment aufrechterhalten wird und dadurch Windböen und Windströmungsasymmetrie kompensiert werden. Ohne Vorrichtungen zum Absorbieren von Störungen, wie Gegendrehmomenten in dem Windturbinenantriebswerk aufgrund von Windböen und Windströmungsasymmetrie, werdei demgemäß solche Störungen über das Antriebswerk zu dem Generator geleitet, was mit der Gefahr der Beschädigung desselben verbunden ist.
Verschiedene Vorrichtungen, die für eine Absorption oder Dämpfung von Störungen oder Stößen in Antriebswerken aufgrund von Vibration, Gegendrehmomenten und dgl. sorgen, sind bereits vorgeschlagen worden. Beispiele für solche Stoß- und Schwingungsdämpfungsvorrichtungen finden sich in den üS-PSen 2 844 048, 3 146 629 und 3 460 405. Eine Überprüfung dieser Patentschriften zeigt, daß die darin beschriebenen Vorrichtungen für die Benutzung bei einem Windturbinenantriebswerk zum Dämpfen von Stößen und Schwingungen unter gleichzeitiger Verbesserung der Windenergieauffangmöglichkeiten einer Windturbine unter Mindestwindbedingungen weder ausgebildet noch vorgesehen sind.
Die einzige bekannte Vorrichtung zum Trennen einer Windturbinenbelastung von Antriebswerkstörungen enthält eine Flüssigkeitskupplung, die in der Hauptturbinenwelle angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Kupplung die an die Belastung abgegebene Energie beträchtlich verringert und deshalb keine völlig akzeptable Lösung für das Antriebswerkstörungsproblem darstellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Windturbine zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
Die Windturbine nach der Erfindung soll mit einer Vorrichtung zum Trennen der Turbinenbelastung von Störungen in dem Antriebswerk aufgrund von Schwingungen, Gegendrehmomenten und dgl. versehen sein.
Außerdem soll die Windturbine eine Antriebswerkstörungstrennung haben, wobei die Vorrichtung zum Erzielen dieser Trennung das Energieauffangvermögen der Turbinenblätter unter Mindestwindbedingungen verbessern soll.
Zu diesem Zweck hat die Windturbine nach der Erfindung ein Antriebswerk, das mehrere mit Flügelprofil versehene Blätter aufweist, die an einer Nabe oder an einem Rotor befestigt sind, mittels welchem eine Belastung, wie beispielsweise ein elektrischer Generator, in Drehung versetzt werden kann. Die Drehzahl des Rotors wird auf einen Wert, der mit der Betriebsdrehzahl der Belastung kompatibel ist, durch ein Getriebe übersetzt, das an einem nichtdrehbaren Teil der Turbine, wie beispielsweise der Gondel, durch elastische Vorrichtungen, wie beispielsweise Federnod.dgl., elastisch befestigt ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe in einem Gehäuse untergebracht, das durch mehrere Schraubenfedern schwenkbar gelagert ist, wobei Schwingungen des Gehäuses auf den Federn aufgrund der Absorption von Gegendrehmomenten durch Windböen und Vibration durch Eigenresonanzen des Antriebswerkes durch eine Dämpfungsvorrichtung, wie beispielsweise einen Stoßdämpfer, der jeder Lagerungsfeder zugeordnet ist, gedämpft werden. Die Trennung des Generators oder Wechselstromerzeugers von solchen Antriebswerkstörungen durch das elastisch gelagerte Getriebe gibt dem Blattanstellwinkelregelsystem die Freiheit, den Blattanstellwinkel auf maximales Energieeinfangen während Zuständen minimaler Windgeschwindigkeit einzustellen und dadurch die Leistungsfähigkeit und den Gesamt wirkungsgrad rktr Windturbine v.u ve
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Windturbine nach der Erfindung mit schematischen Darstellungen eines Blattanstellwinkelregelsystems und einer Blattverstellvorrichtung, die der Turbine zugeordnet sind, wobei Teile der Turbine weggebrochen dargestellt sind, um Einzelheiten ihres Aufbaues sichtbar zu machen,
Fig. 2 eine vergrößerte Endansicht eines in der Windturbine von Fig. 1 benutzten Rädergetriebes, wobei Teile des Getriebes und der elastischen Lagerungen desselben weggebrochen dargestellt sind, um Einzelheiten ihres Aufbaues zu zeigen,
Fig. 3 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Turbinenausgangsleistung und der Windgeschwindigkeit unter Bedingungen normalen Turbinenbetriebes zeigt, und
Fig. 4 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Turbinenleistungsverhältnis und dem Blattanstellwinkel für eine einzelne beliebige Windgeschwindigkeit zeigt.
Gemäß den Fig. 1 und 2 hat die insgesamt mit 10 bezeichnete Windturbine nach der Erfindung zwei oder mehr als zwei verstellbare Blätter 15, deren Anstellwinkel eingestellt wird, indem die Blätter durch hydraulische Stellantriebe 20, die mit einem gesteuerten Strom von Hydrauliköl aus einer Blattverstellvorrichtung 25 versorgt werden, um ihre Längsachsen gedreht werden. Die Blattverstellvorrichtung 25 kann irgend-
eine bekannte Vorrichtung sein und bildet einen Teil der Erfindung. Die Blattverstellvorrichtung wird durch ein Blattanstellwinkelregelsystem 30 gesteuert, welches ein Blattanstellwinkelbezugssignal berechnet, und zwar aufgrund von EingangsSignalen über Turbinen-Start/Stop, Turbinenrotordrehzahl, Rotordrehzahlbezugswert, Rotorbeschleunigungsgrenzwert, Rotorverzögerungsgrenzwert, Windgeschwindigkeit, Wellendrehmoment, Generatordrehzahl und Generator-Aus/angeschlossen. Einzelheiten des Blattanstellwinkelregelsystems 30 finden sich in der oben erwähnten US-PS 4 193 005.
Die Windturbine 10 hat ein Antriebswerk, das einen Rotor oder eine Nabe 35 aufweist, an der Blätter 15 befestigt sind, wobei der Rotor auf einer Hauptwelle 40 befestigt ist, die durch Abstand voneinander aufweisende Lager oder Stehlager 45 gelagert ist. Die Windenergie, die durch die Windturbine 10 aufgefangen wird, treibt eine Belastung 50, wie beispielsweise einen Generator oder Wechselstromerzeuger, an. Zum übersetzen der Drehzahl der Welle 40 auf einen Wert, der mit der normalen (synchronen) Betriebsdrehzahl des Generators 50 kompatibel ist, ist das Antriebswerk mit einem Getriebe 55 versehen, welches die Welle 40 mit dem Generator kuppelt. Zum Trennen des Generators von Drehschwingungen, die aus dem normalen Betrieb der Windturbine resultieren, und von Reaktionsmomentkräften, die aus Windböen und dgl. resultieren, und zum gleichzeitigen Verbessern des Wirkungsgrades der Turbine durch Ermöglichen der Blattanstellwinkelregelung bei minimalen Windgeschwindigkeiten zum Einstellen des Blattanstellwinkels auf maximales Windenergieauffangvermögen ist das Getriebe 55 an einem nichtdrehbaren Teil der Turbine durch elastische Halterungen 60 elastisch befestigt, die an einem Ende mit dem Getriebe und am anderen Ende mit einem Bodenteil 65 einer Gondel 70 verbunden sind. Die Gondel, das Antriebswerk und die Nabe führen zwar normalerweise eine Gierschwenkbewegung um eine vertikale Gierachse aus, dieses Verschwenken wird jedoch nicht in dem Sinne als eine
Drehung angesehen, wie dieser Begriff in dem Ausdruck "nichtdrehbarer Teil der Turbine" benutzt wird.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in welchem die von der Windturbine abgegebene Leistung über der Windgeschwindigkeit aufgetragen ist, wobei zu erkennen ist, daß unterhalb der Einschaltgeschwindigkeit die Turbine nicht in der Lage ist, irgendeine nutzbare Leistung zu erzeugen. Bei Geschwindigkeiten zwischen der Einschaltgeschwindigkeit und der Nenngeschwindigkeit bewirkt ein Anstieg der Windgeschwindigkeit einen Anstieg der von der Turbine abgegebenen Leistung. In diesem Betriebsbereich muß zum Aufrechterhalten der Erzeugung von nutzbarer Energie durch die Windturbine die Menge an durch die Turbine aufgefangener Windenergie optimiert werden. Bei Windgeschwindigkeiten oberhalb der Nenngeschwindigkeit steht mehr als genug Energie vom Wind her zur Verfügung, um die Turbine und den Generator mit Nenngeschwindigkeit anzutreiben, weshalb die Turbine Energie von ihren Blättern "verstreut". Fig. 3 zeigt daher, daß bei Grenzoder Mindestwindgeschwindigkeiten, d.h. bei Windgeschwindigkeiten zwischen der Einschaltgeschwindigkeit und der Nenngeschwindigkeit, das Blattanstellwinkelregelsystem 30 einen Turbinenblattanstellwinkel berechnen muß, um das Windenergieauf fangvermögen zu optimieren, während bei Windgeschwindigkeiten oberhalb der Nenngeschwindigkeit und unterhalb der Abschaltgeschwindigkeit nur ein Teil der verfügbaren Energie erforderlich ist, um den Betrieb der Turbine bei Nennleistung aufrechtzuerhalten, und das Regelsystem einen Blattanstellwinkel berechnen wird, der die aufzufangende Energie angibt, die erforderlich ist, um den Generator auf der Nennausgangsleistung zu halten. Bei der Abschaltgeschwindigkeit ist die Windgeschwindigkeit so groß, daß die Turbine abgeschaltet wird, um eine Beschädigung derselben zu verhindern.
Das Blattanstellwinkelregelsystem 30, wie es in der oben erwähnten US-PS 4 193 005 angegeben ist, stellt, wenn es den
Blattanstellwinkel regelt, während der Generator zugeschaltet und mit einem Stromversorgungsnetz synchronisiert ist, den Blattanstellwinkel gemäß der Windgeschwindigkeit, dem Wellendrehmoment, der Rotordrehzahl und der Generatordrehzahl ein. Wenn der Generator angeschlossen ist, ist er auf seiner Synchronbetriebsdrehzahl im wesentlichen eingerastet, und Einstellungen des Blattanstellwinkelbezugssignals werden viel stärker von dem Wellendrehmoment und der Windgeschwindigkeit als von der Drehzahl des Rotors und des Generators abhängig sein. In Fig. 6 der US-PS 4 193 005 ist zu erkennen, daß in einem angeschlossenen Wellendrehmomentregelsystem eine Ableitung nach der Zeit des Blattanstellwinkelbezugssignals durch verschiedene Operationen erzielt wird, die an Fehlersignalen ausgeführt werden, welche aus einem Vergleich eines Bezugs- oder Sollwellendrehmoments mit dem Istwellendrehmoment und einem Vergleich der Rotordrehzahl mit der Generatordrehzahl resultieren. Es ist klar, daß bei Windgeschwindigkeiten oberhalb der Nenngeschwindigkeit, da mehr als genug Windenergie für den Antrieb der Turbine mit Nenndrehzahl verfügbar ist, der Blattanstellwinkel ständig eingestellt werden kann, um Windböen und Windströmungsasynmetrie an der Turbine zu kompensieren, ohne daß die abgegebene Leistung der Turbine auf einen Wert unterhalb dessen verringert wird, der zum synchronen Antreiben des Generators erforderlich ist. Weiter zeigt die genannte US-Patentschrift, daß die angeschlossenen Wellendrehmomentregelschaltungen von Fig. 6 für eine Dämpfung der Torsionsresonanz in dem Antriebswerk unter Bedingungen normalen Betriebes sorgen.
Weiter zeigt es sich bei dem angeschlossenen oder On-Line-Drehmomentregelsystem, das in der genannten US-Patentschrift beschrieben ist, daß, wenn der Generator angeschlossen ist und die Windturbine bei Geschwindigkeiten zwischen der Einschaltgeschwindigkeit und der Nenngeschwindigkeit arbeitet, das Istwellendrehmoment eine kleinere absolute Größe als ein Solldrehmomentsignal hat, das von dem Istdrehmomentsignal
subtrahiert wird, wodurch sich ein negatives Fehlersignal an einer dynamischen Kompensationsschaltung ergibt. Dieses negative Fehlersignal führt zu einer negativen Ableitung nach der Zeit des Blattanstellwinkels als Ausgangssignal des angeschlossenen WeIlendrehmomentrege1systems. Wenn dieses negative Ausgangssignal in dem aus der genannten US-Patentschrift bekannten Integrator (Fig. 8) integriert wird, wird der sich ergebende kleine Blattanstellwinkel als ein Eingangssignal an eine Schaltung angelegt, in der maximale und minimale Integratorbegrenzungen implementiert sind; diese Schaltung setzt einen Mindestanstellwinkel (für maximales Windenergieauffangvermögen) als Ausgangssignal des Blattanstellwinkelregelsystems 30 fest. Die US-Patentschrift beschreibt, daß der Mindestblattanstellwinkel als Funktion der Rotordrehzahl und der Windgeschwindigkeit programmiert wird. Da die Rotordrehzahl für alle praktischen Zwecke im wesentlichen konstant bleiben wird, wenn der Generator mit dem Stromversorgungsnetz synchronisiert ist, ist klar, daß zwischen der Einschalt- und der Nennwindgeschwindigkeit der Blattanstellwinkel mehr oder weniger als eine rückführungslose Funktion der Windgeschwindigkeit programmiert wird. Deshalb ist in dem Gebiet zwischen der Einschalt- und der Nenngeschwindigkeit, weil das Wellendrehmoment keine effektive Basis für die Beeinflussung des Blattanstellwinkels ist, der Blattanstellwinkel nicht auf Wellendrehmomentstörungen und Vibrationen hin einstellbar.
Sollte der Blattanstellwinkel auf das Wellendrehmoment hin beeinflußt werden, würde darüber hinaus diese Beeinflussung das Windenergieauffangvermögen der Turbine verringern, das, wie oben angegeben, bei Bedingungen niedriger Windgeschwindigkeit optimiert werden muß. In Fig. 4 ist das Turbinenleistungsverhältnis (abgegebene Leistung der Turbine/verfügbare Leistung der Windströmung, die durch die Turbine aufgefangen wird) über dem Blattanstellwinkel aufgetragen. Es
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ist zu erkennen, daß die sich ergebende Kurve bei einem Leistungsverhältnis von Pr1, welches einem Blattanstellwinkel von B1 entspricht, einen Scheitel aufweist. Es ist demgemäß zu erkennen, daß nur ein Blattanstellwinkel dem optimalen Turbinenwirkungsgrad entspricht und daß ein Verstellen des Blattanstellwinkels, durch das dieser von diesem einen Winkel abweicht, notwendigerweise den Wirkungsgrad senkt und dadurch den Bereich von Windgeschwindigkeiten verringert, in welchem die Turbine nutzbare Leistung erzeugen kann.
Zum Verbessern des Wirkungsgrades der Turbine hat die Windturbine nach der Erfindung Vorrichtungen zum Trennen des Generators von Antriebswellenstörungen in dem Betriebsbereich zwischen der Einschalt- und der Nennwindgeschwindigkeit, ohne daß eine Blattanstellwinkelbeeinflussung erforderlich ist. Gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt diese Trennvorrichtung die elastische Befestigung des Getriebes 55 an einem nichtdrehbaren Teil der Turbine, wie beispielsweise der Gondel 70. In der bevorzugten Ausführungsform enthält das Getriebe 55 ein Planetengetriebesystem, wodurch die Welle 40 und der Rotor des Generators 50 koaxial angeordnet werden können. Gemäß Fig. 2 enthält daher das Getriebe 55 ein Sonnenrad 75, das mehrere Planetenräder 80 antreibt, die mit dem Sonnenrad und mit einem äußeren Zahnkranz 85 kämmen. Selbstverständlich werden mehrere Stufen des Planetengetriebes im allgemeinen erforderlich sein, um ein gewünschtes übersetzungsverhältnis zu erzielen und es kann jede Anzahl von solchen Stufen im Rahmen der Erfindung benutzt werden. Sollte es nicht erforderlich sein, daß die Generatorwelle und die Turbinenwelle koaxial angeordnet sind, kann außerdem irgendeine andere Getriebeanordnung benutzt werden.
Die drehbaren Zahnräder sind innerhalb eines Gehäuses 90 angeordnet und in irgendeiner geeigneten Weise gelagert. Das Gehäuse 90 hat einen ersten und einen zweiten Arm oder Aus-
leger 95, die nach außen vorstehen und jeweils zur gelenkigen Verbindung des Gehäuses mit elastischen Trägern 60 dienen.
Die elastischen Träger enthalten jeweils eine Feder 100, die in einem Gehäuse 105, das an dem Gondelboden 65 mittels Schrauben 110 befestigt ist, angeordnet und in diesem an einer Querbewegung gehindert wird. Die Feder ist zwischen dem Boden des Gehäuses 105 und einer Federhalteplatte 110 angeordnet, die mit einem Ende eines Verbindungsgliedes 115 gelenkig verbunden ist, dessen anderes Ende an dem Arm 95 angelenkt ist. Demgemäß wird jede Schwenkbewegung des Getriebegehäuses 90 um dessen Längsachse auf die Federn 100 übertragen, wobei eine dieser Federn zusammengedrückt wird, während die andere verlängert wird. Somit werden jegliche Gegendrehmomente von irgendeinem der Zahnräder innerhalb des Gehäuses, die aus einer Antriebswerkstörung resultieren, welche durch Windböen od.dgl. verursacht wird, und jedwede Drehvibration des Windturbinenrotors aufgrund der Konstruktionsund Betriebseigenkenndaten desselben von dem Generator 50 durch die Federn 100 getrennt, wodurch die Gefahr einer Generatorbeschädigung durch solche Störungen minimiert wird. Weiter ergibt die elastische Verbindung des Getriebes 55 mit der Gondel 70 diese Stoßdämpfung oder Störungstrennung unabhängig von der Blattanstellwinkeleinstellung. Im Gegensatz zu den bekannten Windturbinen, bei denen die Beeinflussung des Blattanstellwinkels die einzige Maßnahme zum Kompensieren solcher Antriebswerkstörungen darstellt, was mit einem Verlust an Wirkungsgrad verbunden ist, wird demgemäß bei der Erfindung der Turbinenwirkungsgrad bei Grenzwindgeschwindigkeitsbedingungen durch das Blattanstellwinkelregelsystem auf einem optimalen Wert gehalten, da die gesamte Stoßdämpfung (Störungstrennung) durch die elastische Verbindung des Getriebes 55 mit der Gondel 70 erfolgt.
Zum Dämpfen von Schwingungen des Getriebegehäuses 90 auf den Federn 100, beispielsweise aufgrund von Grundtorsionsschwingungen, können Dämpfungsvorrichtungen mit dem Getriebe 55 und der Turbinengondel 70 in Wirkverbindung sein. In der bevorzugten Ausführungsform umfassen diese Dämpfungsvorrichtungen Stoßdämpfer 120, deren Zylinder mit dem Gondelboden am Boden des Gehäuses 105 verbunden sind, während der Stoßdämpferkolben über die Kolbenstange mit der Federhalteplatte 110 und somit mit dem Verbindungsglied 115 verbunden ist.
Die Erfindung schafft somit eine verbesserte Vorrichtung zum mechanischen Verbinden einer Windturbine mit einer Belastung, wobei Antriebswerkstörungen von der Windturbine her aufgrund von Windböen, Windströmungsasymmetrie und Eigenschwingungskenndaten des Systems von der Windturbinenbelastung effektiv getrennt werden. Weiter wird diese Störungstrennung unabhängig von dem Blattanstellwinkelregelsystem bei Grenzwindgeschwindigkeitsbedingungen erzielt, wodurch der Wirkungsgrad der Turbine unter solchen Bedingungen optimiert wird.
Die Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf detaillierte Ausführungsbeispiele beschrieben worden, im Rahmen der Erfindung sind jedoch Änderungen möglich. So können beispielsweise verschiedene andere Arten von Federn oder elastischen Teilen das Getriebe mit irgendwelchen geeigneten nichtdrehbaren Teilen der Windturbine verbinden. Ebenso kann jede Art von Dämpfungsvorrichtung im Rahmen der Erfindung benutzt werden. Außerdem ist zwar die Dämpfungsvorrichtung in der bevorzugten Ausführungsform innerhalb der und koaxial zu den Federn angeordnet, es ist jedoch klar, daß andere äquivalente Relativanordnungen zwischen den Federn und Dämpfungsvorrichtungen benutzt werden können.

Claims (9)

  1. United Technologies Corporation
    Hartford, Connecticut 06101
    V.St.A.
    Patentansprüche :
    ( 1.,- Windturbine mit einem Antriebswerk, das mehrere mit Flü-V^
    gelprofil versehene Blätter (15) aufweist, die an einem Rotor (35) befestigt sind, der zum Antreiben einer Belastung
    (50) dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des
    Rotors (35) auf einen Wert, der mit dem Betrieb der Belastung (50) kompatibel ist, durch ein Getriebe (55) übersetzt wird, welches mit einem nichtdrehbaren Teil der Windturbine elastisch verbunden ist, um die Belastung von Störungen des Antriebswerkes zu trennen, welche aus Bedingungen, wie
    Windböen, Windströmungsasymmetrie und Eigenresonanzen des Antriebswerkes, resultieren.
  2. 2. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (55) in einem Gehäuse (90) angeordnet und durch dieses abgestützt ist, wobei dieses Gehäuse innerhalb einer Gondel (70) angeordnet und mit dieser durch wenigstens eine Feder (100) verbunden ist.
  3. 3. Windturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (120) mit dem Gehäuse (90) und mit einem
    für die Feder (100) vorgesehenen Gehäuse (105) in Wirkverbindung steht, um Schwingungen des Gehäuses auf der Feder zu dämpfen.
  4. 4. Windturbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung wenigstens einen Stoßdämpfer (105) enthält.
  5. 5. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Flügelprofil aufweisenden Blätter (15) einstellbar ist und durch ein Blattanstellwinkelregelsystem (30) eingestellt wird, dessen Ausgangssignal unter Bedingungen hoher Windgeschwindigkeit den Blattanstellwinkel angibt, der zur Trennung der Belastung (50) von den Antriebswerkstörungen erforderlich ist, während es eine Sollausgangsleistung aufrechterhält, und unter Bedingungen von Mindestwindgeschwindigkeiten den Blattanstellwinkel anzeigt, der zum Maximieren der von dem Rotor (35) abgegebenen Leistung erforderlich ist, und zwar insgesamt unabhängig von Antriebswerkstörungen, wobei die Belastung (50) von den Antriebswerkstörungen unter den Bedingungen von Mindestwindgeschwindigkeiten durch das elastisch befestigte Getriebe (55) getrennt wird, wodurch die von dem Rotor (35) abgegebene Leistung sowohl während Bedingungen hoher Windgeschwindigkeit als auch während Bedingungen von Mindestwindgeschwindigkeiten optimiert ist.
  6. 6. Windturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (55) auf wenigstens einer Feder (100) schwenkbar gelagert ist, die sich von dem Getriebe insgesamt nach außen erstreckt.
  7. 7. Windturbine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (120) zum Dämpfen von Schwingungen des Getriebes (55) auf der Feder (100), wobei die Dämpfungsvorrichtung wenigstens einen Stoßdämpfer enthält, der sich von dem Getriebe aus insgesamt nach außen erstreckt.
  8. 8. Windturbine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (55) in einem Gehäuse (90) angeordnet ist, welches innerhalb einer Gondel (70) angeordnet ist, die einen Bodenteil (65) hat, und daß die Feder (100) mit der Gondel (70) und dem Gehäuse (90) in Wirkverbindung steht, um das Gehäuse auf dem Gondelbodenteil vertikal abzustützen.
  9. 9. Windturbine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßdämpfer (120) insgesamt parallel zu der Feder (100) angeordnet ist.
DE19813113384 1980-04-22 1981-04-02 "windturbine" Ceased DE3113384A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/142,783 US4329117A (en) 1980-04-22 1980-04-22 Wind turbine with drive train disturbance isolation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3113384A1 true DE3113384A1 (de) 1982-04-08

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ID=22501256

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813113384 Ceased DE3113384A1 (de) 1980-04-22 1981-04-02 "windturbine"

Country Status (20)

Country Link
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JP (1) JPS57377A (de)
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AU (1) AU541777B2 (de)
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