DK178909B1 - Fremgangsmåde for kontrol af en elektrisk pitch-motors moment ydelse; et elektrisk pitch-kontrolsystem samt anvendelse heraf - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåde for kontrol af en elektrisk pitch-motors (1) moment ydelse. Et kontrolsystem (2) omfatter en første enhed (3), der regulerer rotorbladets pitch-vinkel, en anden enhed (7) som sammenligner en referencehastighed Sr med en aktuel hastighed Sa for motorens (1) omdrejningshastighed. Anden enheden (7) regulerer motorens (1) omdrejningshastighed, en tredje enhed (10) som regulerer motorens (1). Kontrolsystemet (2) omfatter en første overbelastningsenhed (13) og en anden overbelastningsenhed (14). Anden overbelastningsenheden (14) modtager et fejl-hastighedssignal Se, som er forskellen mellem Sr og Sa registreret af anden enheden (7). Anden overbelastningsenhed (14) sammenligner Se med en maksimal tilladelig hastighedsværdi: Smax, og anden overbelastningsenheden (14) sender et signal til motoren (1) for regulering af dets momentydelse.

Description

Fremgangsmåde for kontrol af en elektrisk pitch-motors moment ydelse: et elektrisk pitch-kontrolsvstem samt anvendelse heraf

Opfindelsen angår en fremgangsmåde for kontrol af en elektrisk pitch-motors moment ydelse med et elektrisk pitch-kontrolsystem, hvilken motor styrer et rotorblad, hvilket pitch-kontrolsystem omfatter - en første enhed der sammenligner en modtaget reference pitch-vinkel Pr med en aktuel pitch-vinkel Pa for rotorbladet, hvilken Pa-værdi registreres af og modtages fra en resolver, og at første enheden yderligere regulerer rotorbladets pitch-vinkel i henhold til de modtagne pitch-vinkel værdier; - en efter den første enhed elektrisk forbundet anden enhed, hvilken anden enhed sammenligner en referencehastighed Sr modtaget fra første enheden med en aktuel hastighed Sa for motorens omdrejningshastighed, hvilken aktuel hastighed Sa måles af resolveren og sendes til anden enheden, samt at anden enheden regulerer motorens omdrejningshastighed i henhold til de modtagne hastighedsværdier; - en efter den anden enhed elektrisk forbundet tredje enhed som sammenligner et referencemoment Tr for motoren- hvilken værdi modtages fra anden enheden - med motorens aktuelle moment Ta, og hvilken enhed yderligere regulerer motorens momentydelse, - hvilket kontrolsystem yderligere omfatter en første overbelastningsenhed mellem den tredje enhed og motoren.

Opfindelsen angår også et elektrisk pitch-kontrolsystem til udøvelse af fremgangsmåden, hvilket pitch-kontrolsystem er indrettet til at kontrollere en elektrisk pitch-motors moment ydelse, hvilket kontrolsystem omfatter - en første enhed omfattende en første summator, der er indrettet til at sammenligne en reference pitch-vinkel Pr med en aktuel pitch-vinkel Pa for rotorbladet, hvilken Pa-værdi er tilvejebragt ved en resolver, og at første enheden yderligere omfatter en første regulatorenhed, der er indrettet til at regulere rotorens pitch-vinkel; - en efter den første enhed elektrisk forbundet anden enhed, hvilken anden enhed omfatter en anden summator, der er indrettet til at sammenligne en referencehastighed Sr modtaget fra første enheden med en aktuel hastighed Sa for motorens omdrejningshastighed, der måles og beregnes af resolveren, samt en anden regulatorenhed der er indrettet til at regulere motorens omdrejningshastighed; - samt en efter den anden enhed elektrisk forbundet tredje enhed omfattende en tredje summator, der er indrettet til at sammenligne et referencemoment Tr for motoren - hvilken værdi modtages fra anden enheden - med motorens aktuelle moment Ta, og tredje enheden yderligere omfatter en tredje kontrolenhed, der er indrettet til at regulere motorens momentydelse, - hvilket kontrolsystem yderligere omfatter en første overbelastningsenhed placeret mellem den tredje enhed og motoren.

Opfindelsen angår tillige anvendelse af det elektriske pitch-kontrolsystem til udøvelse af fremgangsmåden.

Endelig angår opfindelsen anvendelse af fremgangsmåden og af pitch-kontrolsystemet til regulering af et rotorblad i en vindmølle.

Vingerne på en vindmølle betjenes af et elektriske pitch-kontrolsystem. Dette kaldes også ’’pitch-operation”. En elektrisk motor, der fungerer som aktuator for hver enkelt vinge, bevæger denne. En typisk vindmølle har tre vinger, hvorfor antallet af individuelt drevne motorer er tre. Det elektriske pitch-kontrolsystem danner også grænseflade til Nacellens elektriske system, hvorfra det modtager informationer omkring pitch indstilling og den elektriske strøm til at drive motorerne og hermed bladene. Pitch-kontrolsystemet har to primære funktioner: den ene er under den normale drift, hvor pitch-vinklen anvendes til at optimere indstillingen af bladet i alle vind-situationer. Den anden er den meget vigtige bremse af vindmøllen. Denne bremse funktion virker ved, at bladet flyttes fra driftspunktet (fra 0 ° til 30 ° afhængig af den faktiske gennemsnitlige vindhastighed) til stop, der er 90 °.

Da pitch-kontrolsystemet er det eneste bremsesystem, som møllen har, skal de tre motorer styres individuelt og uafhængigt af hinanden.

Det er således vigtigt, at anlæggets vinger kan drejes og justeres korrekt. Hvis en mølle skal standses, drejes hver vinge således, at forkanten af hver vinge vender fremad mod vinden, hvorved der sker en bremsning af møllens vinger. Justeringen af hver vinge foregår uafhængig af de øvrige vinger.

Pitch-kontrolsystemer benyttes generelt til at pitche/vinkle vingerne i forhold til vind eller strøm således, at vingerne indtager den rette vinkel i forhold til vind- subsidiært vandstrøms- belastningen. I forbindelse med produktion af strøm til ledningsnettet er der to operations situationer: 1) Der produceres strøm under det nominelle niveau: I den situation er den gennemsnitlige vindhastighed for lille til at turbinen kan opnå tilstrækkelig strøm til at producere til det nominelle niveau. Derfor sættes pitch-vinkelen til optimal indstilling som funktion af den registrerede gennemsnitlige vindhastighed. For en standard vindturbine vil niveauet ligge på +/- 2 grader i forhold til 0 grader. Pitch hastigheden vil ligge på omkring 0,5 grader/s eller derunder. 2) Der produceres strøm på nominelt niveau: I den situation kan vindmøllerotoren opnå nok energi til at vind turbinen kan producere nominel elektrisk energi, som leveres til nettet. I denne driftstilstand, skal energien af vinden begrænses ved en pitching af bladene til en position, hvor vingeprofil således er mindre optimal. I denne driftsform er pitch vinklen mellem 2 til 30 °. Pitch hastigheden kan være op til 10 ° / s, afhængigt af vindmøllens størrelse, vindstød og den generelle turbulens af vinden. Turbulens beregnes ifølge de kendte guidelines for turbiner til omkring 20% af den gennemsnitlige vindhastighed. Når den nominelle effekt er nået, korrigeres pitch-vinkelen med henblik på at begrænse drejningsmomentet på motorens drejeaksel.

Vindstød er en kritisk factor for bladene og for pitch-kontrolsystemet, idet bladene typisk skal pitche/vinkles meget hurtigt, når bladene bevæges ind i et vindstød.

Et vindstød kan være såvel negativt som positivt i forhold til den gennemsnitlige vindhastighed. Typisk passerer et blad igennem et vindstød på under et sekund. Når så det næste blad roterer ind i zonen, kan vindstødet eventuelt være forsvundet, og vindstøds-påvirkningen af dette blad er således lig nul.

De kraft-peaks, der opstår under et vindstød, er 100% op til 300% af det nominelle moment på motorens aksel. Pitch-motoren skal således modvirke et moment, der kan være op til en faktor 3 af det nødvendige for den normale drift for at kunne modstå disse voldsomme moment-påvirkninger, som typisk opstår 9-10 gange om året. Det er således nødvendigt i de kendte systemer at overdimensionere motoren med en faktor 3 og dermed også overdimensionere gearsystem og frekvensomformer for at kunne imødekomme de sjældent forekommende moment påvirkninger, som forsøger at presse bladene ud af vinden. Det er med til at fordyre produktionen af vindmøllen betragtelig.

Den/det overdimensionerede motor/gearsystem benyttes således kun i ca. 1% af en møllens levetid og er derfor en dyr enhed i forhold til udnyttelsesgraden. Ved en overbelastning f.eks. på 20% begynder en integrator at summere. Hvis niveauet bliver for højt, skrues der ned for momentet, for at der ikke skal ske en termisk overbelastning. I tilfælde af at grænsen er sat til 20% vil integratoren summere forskellen mellem 1,2 * Tnom - Tact, hvor Tnom er det nominelle moment, og Tact er det aktuelle moment.

Den maksimale moment værdi, der kan komme ud af integratoren, er Tmax, som således er det begrænsende moment niveau.

Hvis Tact er større end det begrænsende moment niveau ændres momentværdien således, at momentet som motoren kan yde begrænses. D.v.s at motoren ikke kan yde det moment, som situationen rent faktisk kræver. Derfor er det nødvendigt med en meget stor motor, for at den situation ikke opstår og som nævnt op til en faktor 3, i forhold til hvad der kræves i 99% af tilfældene.

Yderligere kendes fra DE102010035055 en fremgangsmåde til styring af et rotorblads pitch-vinkel. Pitch-vinklen indstilles af en pitch-motor, som sammenligner en aktuel pitch-vinkel med en målværdi for bladets pitch-vinkel. En målværdi for pitch-motorens moment beregnes, og rotorbladets pitch-vinkel indstilles som funktion af pitch-motorens aktuelle omløbshastighed, den beregnede målværdi for momentet samt endelig målværdien for rotorbladets pitch-vinkel. Ved nævnte teknologi skulle der opnås en bedre positionsnøjagtighed for pitch indstillingen.

Det er dog ønskeligt, at indstillingen kan foregå hurtigere end i det ovenfor angivne kendte system således, at overbelastning af pitch-motoren undgås, ligesom det er ønskeligt, at det hermed muliggøres, at pitch-motoren’s dimensioner kan reduceres som følge af, at belastningen mindskes.

Det er derfor ønskeligt at begrænse momentet og dermed reducere dimensionen af pitch-kontrolsystemet ved således at kunne vælge en mindre motor og desuden en mindre frekvensomformer.

Det er formålet med nærværende opfindelse at tilvejebringe et system, som ikke har de anførte ulemper eller som i det mindste tilvejebringer et nyttigt alternativ til den kendte teknik.

Dette opnås med en fremgangsmåde af den i indledningen angivne, og hvor tillige at kontrolsystemet omfatter en anden overbelastningsenhed, hvilken anden overbelastningsenhed modtager et fejl-hastighedssignal Se, som er forskellen mellem Sr og Sa registreret af anden enheden, hvilken anden overbelastningsenhed sammenligner Se med en maksimal tilladelig hastighedsværdi: Smax, og at anden overbelastningsenheden sender et signal til motoren for regulering af dets momentydelse, hvilket signal er en funktion af værdien af Se.

Formålet opnås tillige med et elektrisk pitch-kontrolsystem af den i indledningen angivne, og hvor tillige at kontrolsystemet omfatter en anden overbelastningsenhed, hvilken anden overbelastningsenhed er indrettet til at modtage et fejl-hastighedssignal Se, som er forskellen mellem Sr og Sa registreret fra anden enheden, hvilken anden overbelastningsenhed er indrettet til at sammenligne Se med en maksimal tilladelig hastighedsværdi: Smax, og at anden overbelastningsenheden er indrettet til at sende et signal til motoren, ved hvilket signal motorens momentydelse reguleres.

Herved benyttes motorens omdrejningshastighed som en yderligere parameter til at kontrollere motorens ydelsesmoment Denne parameter medfører sammen med inkorporering af anden overbelastningsenheden, at et vindstød registreres og håndteres på et tidligere tidspunkt. Derved vil motorens moment ydelse blive aktiveret tidligere således, at motorens moment udnyttes bedre. Herved kan motorens størrelse reduceres. Ved den reducerede motorstørrelse vil bladet, der styres af den pågældende motor pitche ud, men i et meget kort tidsinterval, hvilket ikke har voldsom betydning for møllens drift.

Den aktuelle pitch position for bladet kan således bevæges væk fra en referenceværdi uden at komme i et fejl-mode. Regulatorenhederne sørger for at eliminere forskelle mellem reference-værdierne og de aktuelle værdier. Hvis referenceværdierne ændres vil også de aktueller værdi ændres således, at der ikke opstår forskel mellem værdierne dog således, at en forskel i den aktuelle position Pa for en vinge og dens reference position Pr ikke medfører en fejlmelding. D.v.s. at bladet reelt kan følge den aerodynamiske påvirkning, når et vindstød rammer bladet. Motorens momentydelse behøver nu ikke at være så stor, at den kan modvirke kraften på vingen. Dette er i modsætning til den i dag kendte teknologi, hvor forskel i Pr og Pa ikke accepteres.

Opfindelsen omfatter således at en hastighedsfejl inkluderes som en yderligere parameter for regulering af momentet på motoren. Fejlhastighedssignalet Se indbygges som en ekstra parameter, idet Se er differencen mellem referencehastigheden og den aktuelle hastighed af motorens omdrejning: Sref-Sact. Denne værdi tages fra anden enhedens summator og behandles i anden overbelastningsenheden. Et maksimal fejlhastighedssignal Smax er forud defineret, og værdien ligger typisk på 50-100 rpm. Fortrinsvis på 100 rpm.

Opfindelsen medfører således, at et vindstød registreres på et tidligere tidspunkt og at motorstørrelsen kan reduceres. Samtidig vil det mindre motor-drejningsmoment medføre, at vingen ’’flader ud ” d.v.s., at den aktuelle pitch-vinkel i forhold til referencevinkelen gerne kan være forskellig, uden at der kommer en fejlmelding, der udløser en aktion som i sidste ende stopper vindmøllen for at producere strøm. Det bemærkes, at resolveren er indkoblet mellem motoren og den første enhed. I en yderligere hensigtsmæssig udførelsesform ifølge krav 2 er signalet en maksimal og foruddefineret momentværdi Tmax, når Se er større end Smax, og signalet til motoren er momentværdien Ta modtaget fra den tredje enhed, når Se er mindre end eller lig med Smax.

Som følge af at der er inkorporeret den ekstra overbelastningsenhed, er niveauet for at modvirke et peak-moment nu reduceret fra at skulle kunne modvirke et moment, der er 3 gange det nominelle moment til blot at være 1,5-2 gange det nominelle moment.

Momentydelsesværdien - signalet- til motor bliver enten Tmax - som er en konstant og forud defineret værdi - eller Ta. Værdien for momentet Tmax er en funktion af den nominelle momentværdi for motoren, og at Tmax sættes til 1,5-2 gange den nominelle momentværdi fortrinsvis 1,5. I en yderligere hensigtsmæssig udførelsesform ifølge krav 3 omfatter første enheden en første summator for sammenligning af reference pitch-vinkelen Pr med den aktuelle pitch-vinkel Pa for rotorbladet, og første enheden omfatter yderligere en første regulatorenhed, der regulerer rotorens pitch-vinkel, - og at anden enheden omfatter en anden summator, der sammenligner referencehastigheden Sr med den aktuelle hastighed Sa samt omfatter en anden regulatorenhed for regulering af motorens omdrejningshastighed, - og at tredje enheden omfatter en tredje summator, der sammenligner referencemomentet Tr for motoren med motorens aktuelle moment Ta, og at tredje enheden yderligere omfatter en tredje kontrolenhed, der regulerer motorens moment.

Dette er en hensigtsmæssig måde at indrette kredsløbet på for at tilvejebringe processen. I en yderligere hensigtsmæssig udførelsesform ifølge krav 4 omfatter anden overbelastningsenheden en komperator og en switch, hvilken komperator modtager hastighedssignalet Se fra anden enheden, hvilken komperator sammenligner Se med den maksimale værdi for hastigheden Smax, og at komperatoren sender et signal til switchen, som videresender signalet således, at et signal til motoren for indstilling af dets moment er en maksimal og foruddefineret momentværdi Tmax, når Se er større end Smax, og at signalet til motoren er momentværdien Ta modtaget fra den tredje enhed, når Se er mindre end eller lig med Smax.

Komperatoren modtager hastighedssignalet Se fra en summator tilhørende anden enheden.

Switzen indtager to positioner en øvre position, hvor Ta-værdien benyttes, samt en nedre position hvor Tmax-værdien benyttes. I en yderligere hensigtsmæssig udførelsesform ifølge krav 5 omfatter switchen en selector, ved hvilket en sammenligning af den indkomne hastighedsværdi af Se evalueres i forhold til Smax og således, at værdien ’’falsk” vælges, når Se er mindre end Smax, og at værdien ’’rigtig” vælges, når Se er større end Smax.

Rotorbladets aktuelle pitch-vinkel Pa er forskellig fra reference pitch-vinkelen Pr, når motorens momentydelse er Tmax-værdien, hvorved at rotorbladet følger en vinds aerodynamiske påvirkning.

Kontrolsystemet er indrettet til at acceptere værdien. Dvs. at pitch-vinkelen ved kraftige vindstød, hvor motoren yder en Tmax værdi, kan være forskellig fra den referenceværdi, som anses for optimal, og uden at det udløser en fejl ved systemet, idet anden overbelastningsenheden medfører, at motorens moment sætter ind på et tidligere tidspunkt end tilfældet er i den kendte teknologi. Hermed sikres, at peak-momentet er tilstede i et meget kortere tidsrum, end tilfældet er uden anden overbelastningsenhedens tilstedeværelse. Ved dette arrangement tillades således, at rotoren groft sagt flader ud, uden at der sker skade på systemet og/eller en fejlmelding opstår.

Kontrolsystemet er forbundet til et hovedkontrolsystem, som varetager den overordnede styring af de elektriske komponenter, der indgår i styring og regulering af en vindmølle.

Opfindelsen skal herefter nærmere forklares under henvisning til tegningen, hvor

Fig. 1 viser et pitch-kontrolsystem ifølge opfindelsen omfattende en første og en anden overbelastningsenhed

Fig. 2 viser et detalje billede af den i fig. 1 skitserede anden overbelastningsenhed.

Fig. 3 viser vindhastighedens effekt på pitch-vinkelen og på pitch-motorens momentydelse som funktion af tiden.

Fig. 1 viser et pitch-kontrolsystem 2 ifølge opfindelsen omfattende en første 13 og en anden overbelastningsenhed 14.

Pitch-kontrolsystemet 2 kontrollerer en elektrisk pitch-motors 1 moment ydelse. Motoren 1 styrer et rotorblad -ikke vist på tegning. Kontrolsystemet 2 omfatter en første enhed 3, som består af en første summator 4 for sammenligning af en reference pitch-vinkel Pr med en aktuel pitch-vinkel Pa for rotorbladet. Pa-værdien registreres af en resolver 5, som er koblet ind mellem motoren 1 og første enheden 3. En integrator 17 er koblet ind mellem summatoren 4 og resolveren 5. Første enheden 3 omfatter tillige en første regulatorenhed 6 for regulering af rotorens pitch-vinkel.

Den første enhed 3 er elektrisk forbundet til en anden enhed 7. Mellem de to enheder er en integrator 17 indkoblet. Den anden enhed 7 omfatter en anden summator 8, der sammenligner en referencehastighed Sr for motorens 1 omdrejningshastighed og modtaget fra første enheden 3 med en aktuel hastighed Sa for motorens 1 omdrejningshastighed. Hastigheden Sa registreres af resolveren 5 og sendes til anden enheden. Anden enheden 7 omfatter yderligere en anden regulatorenhed 9, der regulerer motorens 1 omdrejningshastighed.

Den anden enhed 7 er elektrisk forbundet til en tredje enhed 10. Imellem de to enheder er en integrator 17 indkoblet. Tredje enheden omfatter en tredje summator 11, der sammenligner et referencemoment Tr for motoren 1-modtaget fra anden enheden 7 - med motorens 1 aktuelle moment Ta. Desuden omfatter tredje enheden 10 en tredje kontrolenhed 12, der bidrager til at regulere motorens 1 moment.

Kontrolsystemet 2 omfatter også en første overbelastningsenhed 13 mellem den tredje enhed 12 og motoren 1 samt tillige en anden overbelastningsenhed 14. Første overbelastningsenheden 13 virker efter kendte principper. Anden overbelastningsenheden 14 modtager et fejlhastighedssignal Se - som er forskellen mellem Sr og Sa - fra anden enhedens 7 summator 8. Anden overbelastningsenhed 14 sammenligner Se med en maksimal tilladelig værdi for hastigheden: Smax, og anden overbelastningsenheden 14 sender et signal til motoren 1 for indstilling af dets moment. Smax sættes til en fast værdi gerne 100 rpm. Når Se er større end Smax, er signalet til motoren 1 en maksimal og foruddefineret momentværdi Tmax. Er Se mindre en Smax er signalet til motoren 1 en aktuel momentværdi Ta som er momentværdien modtaget fra den tredje enhed 10. Værdien for momentet Tmax er en funktion af den nominelle momentværdi for motoren, og 1,5-2 gange større end den nominelle momentværdi. Fortrinsvis vælges 1,5. Herved er niveauet for at modvirke et peak-niveau reduceret således, at det blot modsvarer 1,5-2 gange det nominelle moment i stedet for som i de kendte at ligge på 3 gange det nominelle momentniveau.

Anden overbelastningsenheden 14 omfatter en komperator 15 og en switch 16 se figur 2, hvor virkningsmekanismen forklares nærmere. Komperatoren 15 modtager hastighedssignalet Se, som er forskellen mellem Sr og Sa, fra anden enhedens 7 summator 8. Komperatoren 15 sammenligner Se med den maksimale værdi for hastigheden Smax, og komperatoren 15 sender et signal til switchen 16. Switchen modtager signaler dels fra en første enhed 25, hvor konstantværdien Tmax afsendes fra tredje enheden 10, eller fra en kobling 26 der afgiver værdien Ta. Switchen 16 videresender signalet således, at moment-indstillingssignalet til motoren 1 er Tmax, når Se er større end Smax. Signalet til motoren 1 er momentværdien Ta, hvilket er momentværdien modtaget fra den tredje enhed 10, når Se er mindre end Smax. Switchen 16 indtager således to positioner en øvre position, hvor Ta-værdien benyttes, samt en nedre position hvor Tmax-værdien benyttes. Dette gøres ved hjælp af en indbygget selector indbygget i switchen 16, som vælger værdien ’’falsk”, når Se er mindre end Smax, og værdien ’’rigtig”, når Se er større end Smax.

Fig. 3 viser vindhastighedens effekt på pitch-vinklen og på pitch-motorens momentydelse som funktion af tiden og under anvendelse af opfindelsen.

Indkobling af anden overbelastningsenheden 14 er vist under normal operation og ved overbelastning, som finder sted ved et kraftigt vindstød.

En vigtig funktion af anden overbelastningsenheden 14 er, at den aktuelle pitch position Pa tillades at bevæge sig væk fra referenceværdien for positionen Pr, og uden at positionsresultatet resulterer I en fejlmelding. Øverste figur 3 demonstrerer vindstødssituationen: Ud af x-aksen registreres tiden [s.], og ud af y-aksen registreres vinden m/s. Vindstødet starter ved den lodrette linje yderst til venstre.

Miderste figur 3 viser den aktuelle pitch-vinkel Pa vist med reference 18, og reference pitchvinklen Pr er vist med referencetallet 19. Pa kan afvige fra Pr uden at medføre en fejltilstand. Ud af X-aksen er tiden [s] angivet og ud af Y-aksen vises pitch-vinklen [s/s].

Nederste figur 3 viser aktiveringen af anden overbelastningsenheden 14 og moment begrænsningen ved linjen med referencetallet 20. Ud af Y-aksen vises momentet T [Nmj. Linjen med referencetallet 21 viser momentet, som det ville se ude, hvis anden overbelastningsenheden 14 ikke var aktiveret.

Den lodrette linje yderst til venstre viser starten på et vindstød. Den øverste vandrette linje 22 er den nominelle moment gange 1,5, den nederste vandrette linje 23 er den maksimale nominelle moment Tmax, mens den midterste vandrette linje 24 er den nominellet moment gange 1,2.

Motorens 1 momentydelse i punktet A angiver situationen, hvor momentydelsen når værdien 20% over den nominelle moment, og punktet B angiver, hvor ydelsen når niveauet det nominelle moment * 1,5, og her aktiveres anden overbelastningsenheden. I punktet C er værdien for Se under Smax og anden overbelastningsenheden deaktiveres, hvorfor momentkurven falder.

Det er således muligt at aktivere drejningsmomentet T på et tidligere tidspunkt i vindstødets aktivitet. Som følge af at anden overbelastningsenheden aktiveres, er det maksimale drejningsmoment tilstede i et meget kortere tidsrum end tilfældet er i prior art.

Forskellen i arealet afgrænset af linjen med ref. 20 i forhold til arealet afgrænset af linjen med ref. 21 viser forskellen i det anvendte moment og altså, at den samlede momentydelse, i den tid vindstødet er til stede, er mindre, når anden overbelastningsenheden 14 er inkorporeret. Momentet, som er nødvendig ved brug af opfindelsen, er således betragtelig mindre. Det er muligt med opfindelsen at aktivere momentydelsen fra motoren på et tidligere tidspunkt i vindstødets aktivitet.

Et eksempel: Den maksimale acceleration er typisk 8 til 10 ° / s for et pitch-kontrolsystem. Da drejningsmomentet til rådighed er 150% i forhold til 300% som det kendes fra prior art bliver pitch-vinklingen langsommere og en hastighed på 4 til 5 ° / s kan forventes. Da vindstød typisk er under et sekund, vil pitch-fejlen være under 4 til 5 ° med denne opfindelse. Dette er også en fordel for gearkassen, tandhjul og gearkassen, når niveauet for drejningsmomentet er begrænset fra 300% til 150% i forhold til de kendte systemer, idet disse komponenter kan reduceres i dimensionerne.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde for kontrol af en elektrisk pitch-motors (1) moment ydelse i et system omfattende et elektrisk pitch-kontrolsystem (2), hvilken pitch-motor (1) styrer et rotorblad, hvilket pitch-kontrolsystem (2) omfatter - en første enhed (3) der sammenligner en modtaget reference pitch-vinkel Pr med en aktuel pitch-vinkel Pa for rotorbladet, hvilken Pa-værdi registreres af og modtages fra en resolver (5), og at første enheden (3) yderligere regulerer rotorbladets pitch-vinkel i henhold til de modtagne pitch-vinkel værdier; - en efter den første enhed elektrisk forbundet anden enhed (7) hvilken anden enhed (7) sammenligner en referencehastighed Sr modtaget fra første enheden (3) med en aktuel hastighed Sa for motorens (1) omdrejningshastighed, hvilken aktuel hastighed Sa måles og beregnes af resolveren (5) og sendes til anden enheden, samt at anden enheden (7) regulerer motorens (1) omdrejningshastighed i henhold til de modtagne hastighedsværdier; - en efter den anden enhed (7) elektrisk forbundet tredje enhed (10) som sammenligner et referencemoment Tr for motoren 1-hvilken værdi modtages fra anden enheden (7) - med motorens (1) aktuelle moment Ta, hvilken tredje enhed (10) yderligere regulerer motorens (1) momentydelse i henhold til de modtagne moment-referencer; hvilket kontrolsystem (2) yderligere omfatter en første overbelastningsenhed (13) mellem den tredje enhed (12) og motoren (1), kendetegnet ved at kontrolsystemet tillige omfatter en anden overbelastningsenhed (14), hvilken anden overbelastningsenhed (14) modtager et fejlhastighedssignal Se, som er forskellen mellem Sr og Sa registreret af anden enheden (7), hvilken anden overbelastningsenhed (14) sammenligner Se med en maksimal tilladelig hastighedsværdi: Smax, og at anden overbelastningsenheden (14) sender et signal til motoren (1) for regulering af dets momentydelse, hvilket signal er en funktion af værdien af Se.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 kendetegnet ved at signalet er en maksimal og foruddefineret momentværdi Tmax, når Se er større end Smax, og at signalet til motoren (1) er momentværdien Ta modtaget fra den tredje enhed (10), når Se er mindre end eller lig med Smax.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2 kendetegnet ved at første enheden (3) omfatter en første summator (4) for sammenligning af reference pitch-vinkelen Pr med den aktuelle pitch-vinkel Pa for rotorbladet, og at første enheden (3) yderligere omfatter en første regulatorenhed (6), der regulerer rotorens pitch-vinkel, - og at anden enheden (7) omfatter en anden summator (8), der sammenligner referencehastigheden Sr med den aktuelle hastighed Sa samt omfatter en anden regulatorenhed (9) for regulering af motorens (1) omdrejningshastighed, - og at tredje enheden (10) omfatter en tredje summator (11), der sammenligner referencemomentet Tr for motoren (1) med motorens (1) aktuelle moment Ta, og at tredje enheden (10) yderligere omfatter en tredje kontrolenhed (12), der regulerer motorens (1) moment.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3 kendetegnet ved at anden overbelastningsenheden (14) omfatter en komperator (15) og en switch (16), hvilken komperator (15) modtager hastighedssignalet Se fra anden enheden (7), hvilken komperator (15) sammenligner Se med den maksimale værdi for hastigheden Smax, - og at komperatoren (15) sender et signal til switchen (16), som videresender signalet således, at et signal til motoren (1) for indstilling af dets momentydelse er en maksimal og foruddefineret momentværdi Tmax, når Se er større end Smax, - og at signalet til motoren (1) er momentværdien Ta, hvilket er en momentværdi modtaget fra den tredje enhed (10), når Se er mindre end eller lig med Smax.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4 kendetegnet ved at switchen (16) omfatter en selector, ved hvilket en sammenligning af den indkomne hastighedsværdi af Se evalueres i forhold til Smax og således, at værdien ’’falsk” vælges, når Se er mindre end Smax, og at værdien ’’rigtig” vælges, når Se er større end Smax.

6. Elektrisk pitch-kontrolsystem (2) til udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af de forgående krav, hvilket pitch-kontrolsystem (2) er indrettet til at kontrollere en elektrisk pitch-motors (1) moment ydelse, hvilket kontrolsystem (2) omfatter - en første enhed (3) omfattende en første summator (4), der er indrettet til at sammenligne en reference pitch-vinkel Pr med en aktuel pitch-vinkel Pa for rotorbladet, hvilken Pa-værdi er tilvejebragt ved en resolver (5), og at første enheden (3) yderligere omfatter en første regulatorenhed (6), der er indrettet til at regulere rotorens pitch-vinkel; - en efter den første enhed (3) elektrisk forbundet anden enhed (7), hvilken anden enhed (7) omfatter en anden summator (8), der er indrettet til at sammenligne en referencehastighed Sr modtaget fra første enheden (3) med en aktuel hastighed Sa for motorens (1) omdrejningshastighed, der måles af resolveren (5), - samt en anden regulatorenhed (9) der er indrettet til at regulere motorens (1) omdrejningshastighed; samt en efter den anden enhed (7) elektrisk forbundet tredje enhed (10) omfattende en tredje summator (11), der er indrettet til at sammenligne et referencemoment Tr for motoren (1) - hvilken værdi modtages fra anden enheden (7) - med motorens (1) aktuelle moment Ta, og tredje enheden (10) yderligere omfatter en tredje kontrolenhed (12), der er indrettet til at regulere motorens (1) moment, - hvilket kontrolsystem (2) yderligere omfatter en første overbelastningsenhed (13) placeret mellem den tredje enhed (10) og motoren (2), kendetegnet ved at kontrolsystemet (2) tillige omfatter en anden overbelastningsenhed (14), hvilken anden overbelastningsenhed (14) er indrettet til at modtage et fejl-hastighedssignal Se, som er forskellen mellem Sr og Sa, fra anden enheden (7), hvilken anden overbelastningsenhed (14) er indrettet til at sammenligne Se med en maksimal tilladelig hastighedsværdi: Smax, - og at anden overbelastningsenheden (14) er indrettet til at sende et signal til motoren (2), ved hvilket signal motorens (2) momentydelse reguleres.

7. Anvendelse af det elektriske pitch-kontrolsystem ifølge krav 6 til udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af kravene 1-5.

8. Anvendelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af kravene 1-5 samt af det elektriske pitch-kontrolsystem ifølge krav 7 til regulering af et rotorblad i en vindmølle.