JP2010540841A - 風力タービンのブレード振動数の監視方法 - Google Patents
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Abstract
Description
それ故に、本発明の課題は、いっそう簡単に従来の風力タービンに内蔵しコストもかからない、風力タービンのブレード振動数の監視方法および該方法を実行する監視システムを提供することである。
監視システムは、図1,2,3に示したような風力タービン1に内蔵されており、この監視システムにはタワー2とナセル3とピッチ軸受10を有するハブ4と複数のブレードボルト8に適合したピッチ軸受の複数のスルーホールによって内側リング12および外側リング11を有するピッチ軸受10にそれぞれ接続されている1つまたは複数の回転ブレード5(5A,5B(図示せず),5Cまたはより多くのブレード)とが設けられており、このピッチ軸受10は、図2に示したように複数のナット9によって緊締されている。スルーホールは、ピッチ軸受の内側リング12に配置されている。図2に示したように、ブレードボルト8およびナット9はそれぞれxy平面でピッチ軸受10と接合されており、ブレード5は、xy平面からz方向(このz方向は大体においてブレードスパンに平行である)に半径方向に延在しており、z方向には、x方向にほぼ平行であるブレードの上面および/または下面20が設けられている。この監視システムは、ロードセル(LC、図示せず)がそれぞれ組み込まれている1つまたは複数のボルトゲージ6から成り、このボルトゲージ6は、ピッチ軸受10とナット9の間でブレードボルト8上に位置決めされ、ハブ4の内側又は外側でナット9によって緊締されている。好適には、図3に示したように、座金14がブレードボルト8上のボルトゲージ6の両側に載置される。そして、ブレード5が風力およびブレード5の回転によって振動させられ、風力タービン1のハブ4が回転し始めると、ボルトゲージ6はボルト/ナット接続部およびブレード5からの双方の緊締力に起因する信号を出力する。
1.例えばブレードダメージのない通常運転時の発電機速度の関数として差が変動する場合には、差dfA..Cは、所定の速度間隔にわたって積分を行う複数の積分器で積分される。
2.所定の最大偏差に達したとき、積分法を使用せずに、警報をセットすることができる。
Claims (15)
- 風力タービン(1)のブレード振動数の監視方法において、
前記風力タービン(1)には、タワー(2)とナセル(3)と内側リング(12)および外側リング(11)を備えた1つまたは複数のピッチ軸受(10)を有する回転ハブ(4)とが設けられており、
前記外側リング(11)は、軸受ボルト(13)および締め付け手段(9)によって前記ハブ(4)と接続されており、
前記内側リング(12)は、複数のブレードボルト(8)に適合した該内側リング(12)の複数のスルーホールによって1つまたは複数の回転ブレード(5A,5C)と接続され、複数の締め付け手段(9)によって緊締されており、
前記風力タービン(1)は、前記ピッチ軸受(10)と前記締め付け手段(9)の間で前記ブレードボルト(8)および/または前記軸受ボルト(13)上にそれぞれ位置決めされたロードセルが組み込まれている1つまたは複数のボルトゲージ(6)を有しており、該ボルトゲージ(6)は、該締め付け手段(9)によって緊締されていて、
前記ボルトゲージ(6)および組み込まれた前記ロードセルへの負荷または圧力に起因および依存する電気信号が形成され、前記ボルトゲージ(6)からの前記電気信号は、前記風力タービン(1)への風力に基づく前記ブレード(5A,5C)の揺動運動および/または振動数を計測するために使用されることを特徴とする、
風力タービン(1)のブレード振動数の監視方法。 - 1つまたは複数の前記ボルトゲージ(6)を使用することにより前記ブレード(5A,5c)のエッジ方向および/または上下方向の揺動運動および振動数を計測するステップを含んでおり、
少なくとも1つの前記ボルトゲージ(6)は、エッジ方向の揺動運動および振動数を計測するために、前記内側リング(12)または前記外側リング(11)のボルトの配置および各リング(11,12)の中心が前記ブレードの翼弦に実質的に平行に延在する線上にあるように配置されており、および/または少なくとも1つの前記ボルトゲージ(6)は、上下方向の揺動運動および振動数を計測するために、前記内側リング(12)または前記外側リング(11)のボルトの配置および前記各リング(11,12)の中心が前記ブレードの翼弦に実質的に垂直に延在する線上にあるように配置されている、請求項1記載の監視方法。 - 1つまたは2つのペアを成すボルトゲージ(6)を使用することにより前記ブレード(5A,5c)のエッジ方向および/または上下方向の揺動運動および振動数を計測するステップを含んでおり、
前記ボルトゲージ(6)の各ペアは、前記ブレードボルト(8)および/または前記軸受ボルト(13)上に位置決めされ、各ペアにおける前記ボルトゲージは互いに相対的に180°ずらされている、請求項2記載の監視方法。 - 各ペアにおける前記ボルトゲージ(6)の間の差分信号を計測するステップを含んでいる、請求項3記載の監視方法。
- 増幅器(16)を用いて前記ボルトゲージ(6)からの電気信号を増幅するステップと、
ワイヤ(7)またはワイヤレスでメインコンピュータないしはコントローラ(17)へ前記電気信号を伝送するステップと、
該メインコンピュータないしはコントローラ(17)に前記電気信号を記憶または記録させるステップ
とを含んでいる、請求項1から4のいずれか1項記載の監視方法。 - 各ブレード振動数を他のブレード振動数と比較し、各ブレード振動数の変動を算出するために該比較結果を用いることによって、各ブレード(5A,5C)の新たな振動数を算出するステップを含んでいる、請求項1から5のいずれか1項記載の監視方法。
- 各ブレード振動数の差に基づき各ブレード(5A,5C)の新たな振動数を算出するステップを含んでいる、請求項1から5のいずれか1項記載の監視方法。
- 新たに算出した振動数が所定のレベルに達すると、警報をセットするおよび/または前記風力タービン(1)を停止させるステップを含んでいる、請求項6または7記載の監視方法。
- 風力タービン(1)のブレード振動数を監視する監視システムにおいて、
前記監視システムには、タワー(2)とナセル(3)と内側リング(12)および外側リング(11)を備えた1つまたは複数のピッチ軸受(10)を有する回転ハブ(4)とが設けられており、
前記外側リング(11)は、軸受ボルト(13)および締め付け手段(9)によって前記ハブ(4)と接続されており、
前記内側リング(12)は、複数のブレードボルト(8)に適合した該内側リング(12)の複数のスルーホールによって1つまたは複数の回転ブレード(5A,5C)と接続され、複数の締め付け手段(9)によって緊締されていて、
前記監視システムは、前記ピッチ軸受(10)と前記締め付け手段(9)の間で前記ブレードボルト(8)および/または前記軸受ボルト(13)上にそれぞれ位置決めされたロードセルが組み込まれている1つまたは複数のボルトゲージ(6)を有しており、該ボルトゲージ(6)は、該締め付け手段(9)によって緊締されていることを特徴とする、
風力タービン(1)のブレード振動数を監視する監視システム。 - 前記ブレードボルト(8)および/または前記軸受ボルト(13)上にそれぞれ位置決めされている2つのボルトゲージ(6)が設けられており、
該2つのボルトゲージのうち第1のボルトゲージのブレードボルト(8)または軸受ボルト(13)は、前記ブレード(5A,5C)のエッジ方向および上下方向双方の揺動運動および振動数を計測するために、前記2つのボルトゲージのうち第2のボルトゲージのブレードボルト(8)または軸受ボルト(13)に対して90°ずらされている、請求項9記載の監視システム。 - 少なくとも1つのペアを成す前記ボルトゲージ(6)が設けられており、
該ペアのボルトゲージ(6)は、1つのペアを成すブレードボルト(8)および/または軸受ボルト(13)上に位置決めされており、
該ペアにおけるブレードボルト(8)および/または軸受ボルト(13)のうち一方は、前記ブレード(5A,5C)のエッジ方向および/または上下方向の揺動運動および振動数を表す差分信号を計測するために、該ペアにおけるブレードボルト(8)および/または軸受ボルト(13)のうち他方に対して180°ずらされている、請求項9または10記載の監視システム。 - 少なくとも2つのペアを成すボルトゲージ(6)が設けられており、
該ボルトゲージ(6)の各ペアにおけるボルトゲージは、1つのペアを成すブレードボルト(8)および/または軸受ボルト(13)上に位置決めされており、
該ペアのブレードボルト(8)および/または軸受ボルト(13)は、互いに相対的に180°ずらされており、
異なるペアのボルトゲージ(6)におけるブレードボルト(8)および/または軸受ボルト(13)は互いに相対的に90°ずらされている、請求項11記載の監視システム。 - 1つまたは複数の増幅器(16)が設けられており、
該増幅器(16)は、ワイヤ(7)とスリップリング(15)を介して、またはワイヤレスで、前記ボルトゲージ(6)およびメインコンピュータないしはコントローラ(17)と接続されている、請求項9から12のいずれか1項記載の監視システム。 - 前記ボルトゲージ(6)からの信号を記憶または記録するために、前記メインコンピュータないしはコントローラ(17)内に記憶ユニットまたは記録ユニットが設けられている、請求項13記載の監視システム。
- 前記メインコンピュータないしはコントローラ(17)内に警報ユニットが設けられており、
他のブレード振動数と比較して1つまたは複数のブレード振動数の変動が所定のレベルに達すると、前記警報ユニットは警報をセットする、および/または前記風力タービン(1)を停止させる、請求項13または14記載の監視システム。
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