JP2018521262A - ローターブレード調整デバイスを制御するための方法 - Google Patents

Abstract

風力タービンまたは水力発電プラント（１）のローターブレード調整デバイス（１４）を制御するための方法であって、ローターブレード調整デバイス（１４）が、駆動装置（２０）であって、この駆動装置（２０）が風または水の流れを受けるローターブレード（８）に接続され、また、ローターブレード軸（１５）を中心として回転可能とするようにロータブレード（８）をその上に設置しているところのローターハブ（７）を基準としてローターブレード軸（１５）を中心としてローターブレード（８）を回転させるという目的を有する、駆動装置（２０）と、電磁ブレーキ（３４）であって、この電磁ブレーキ（３４）がローターブレード（８）に接続され、ローターブレード軸（１５）を中心とするローターブレード（８）の回転を阻止するという目的を有する、電磁ブレーキ（３４）と、を有し、ブレーキ（３４）がブレーキ作動時刻（ｔＢ）においてその作動状態を変更することを目的として発動させられ、駆動装置（２０）が、ブレーキ作動時刻（ｔＢ）に対して所定の時間的ずれ（ΔｔＶ）を有する駆動装置作動時刻（ｔＡ）においてその駆動状態を変更することを目的として発動させられ、ブレーキ（３４）を通って流れる電流（ＩＢ）が測定され、得られる電流／時間曲線の形が評価され、この評価の結果の関数として時間的ずれ（ΔｔＶ）が新たに決定および／または適合される。【選択図】図３

Description

本発明は風力タービンまたは水力発電プラント（ｗａｔｅｒ ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ）のローターブレード調整デバイスを制御するための方法に関し、ローターブレード調整デバイスが、駆動装置であって、この駆動装置が風または水の流れを受けるローターブレードに接続され、また、ローターブレード軸を中心として回転可能とするようにローターブレードをその上に設置しているところのローターハブを基準としてローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるという目的を有する、駆動装置と、電磁ブレーキであって、この電磁ブレーキがローターブレードに接続され、ローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転を阻止するという目的を有する、電磁ブレーキと、を有し、電磁ブレーキがブレーキ作動時刻においてその作動状態を変更することを目的として発動させられ、駆動装置が駆動装置作動時刻においてその駆動状態を変更するように発動させられ、この駆動装置作動時刻がブレーキ作動時刻に対して所定の時間的ずれ（ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｏｆｆｓｅｔ）を有する。

風力タービンまたは水力発電プラントでは、ローターブレード調整デバイスが、ローターブレードのローターブレード位置を調節するための変換器と共に使用される。ローターブレード調整デバイスは、変換器と、例えば三相機械または直流機械などの、駆動機械としての電気機械と、から構成され得るか、または、他の考えられる電気形態で構成され得る。使用される電気機械が、無電流状態にあるそれぞれの機械の駆動装置に機械的にブレーキをかける電磁ブレーキを装備し、その結果、上記機械によって駆動されるローターブレードがそれぞれの位置で固定される。上位の制御装置がとりわけ、電流ユニットおよび使用状態に基づいてローターブレードの所望の位置を決定し、多様な座標軸のローターブレード調整デバイスの目標値として、通信バスを介して上記位置を指定する。各ローターブレード調整デバイスの変換器では、それぞれの電気機械の発動が、位置、回転速度および電流に関して、カスケードレギュレータを介して調節され、その結果、上記機械に供給される電流が必要な駆動トルクを発生させることになる。また、それぞれの電気機械の電磁ブレーキは、その機械的制動を一時中断するようにも発動させられる。

ブレーキの発動および変換器による電気機械の発動が同期化され、その結果、一方でブレーキおよび駆動装置が互いに逆らって仕事をすることがなくなり、他方でローターブレードが「トルクフリー」、つまりブレーキの制動トルクまたは機械の駆動トルクが存在しない状態にならない。上位の制御装置による位置の指定から必要な駆動トルクの発生まで一定の時間が経過するが、これは多様なパラメータによって決定され、パラメータは例えば、変換器の最新の中間回路電圧、駆動機械の温度、などである。各ブレーキは、機械制動が一時中断されるようになることにおいても一定の時間を必要とし、この時間も多様なパラメータによって決定され、パラメータは例えば、ブレーキの空隙、ブレーキパッドの摩耗、などである。必要な電圧での各ブレーキの発動はそれぞれの変換器を介して開始され、ここでは、駆動機械の出力増加の開始とブレーキの発動の開始との間の相応するように固定される所定の時間的ずれが、変換器内で動作する調節機構を介して、考慮される。ローターブレード位置に到達すると、それに相応するように、この動作を逆にすることが行われる。

コイル巻線を備える電磁的に作動可能であるブレーキを監視する方法がＤＥ１０２０１２００８５４７Ａ１により知られており、ここでは、コイル巻線によって生じる磁界によりアンカーディスクが引き付けられ得、その結果、ブレーキに空気が通される。こうすることにより、コイル巻線の電流が検出され、時間的電流曲線（ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｕｒｖｅ）が評価され、その結果、ブレーキのアンカーディスクの位置の変化によりブレーキに空気が通されるときに生じる電流歪みが検出され得るようになる。

ＤＥ１０２０１３２１１９８９Ａ１が、自動車のドライブトレインのためのトルク伝達デバイスを説明しており、これが、結合ユニットと、結合ユニットを制御するためのおよび結合ユニットの摩耗状態を監視するための制御デバイスと、を備え、結合ユニットが、入力要素から出力要素へのトルクの制御可能な伝達のための少なくとも１つの摩擦的結合具と摩擦的結合具を作動するための電磁アクチュエータを備え、この電磁アクチュエータが、コイルと、摩擦的結合具の一部分に接続されてコイルの励磁時に位置をずらされ得るアンカーと、を備え、制御デバイスが、コイルの励磁状態に変化を与えるように、および、それにより生じる、コイルを通って流れる電流の変化の時間的曲線（ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｕｒｖｅ）を評価するように、適合され、それにより、結合ユニットの摩耗状態を表すインダクタンスの測定値を決定する。

ＥＰ１６５０４３１Ｂ１が、風からのエネルギー吸入量に影響を与えることを目的として風力タービンの移動可能となるように構成される少なくとも１つの構成要素を位置合わせするためのデバイスを備える風力タービンを開示しており、これが、制御デバイスを介して作動される、構成要素のアライメントを設定するための少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置と、構成要素の設定されたアライメントを維持するための少なくとも１つのブレーキデバイスと、制御デバイスに結合される、ブレーキデバイスを監視する少なくとも１つのセンサであって、ブレーキデバイスの故障を検出してブレーキデバイスの検出した故障を制御デバイスに通知するように、設計される、少なくとも１つのセンサと、を備え、制御デバイスが所定のパラメータに基づいて、故障が通知される場合に風力タービンを必ずオフに切り換えなければならないかどうかに関する検査を行うように設計され、さらには、風力タービンをオフに切り換えるように設計される。

ＥＰ２０５８５１３Ａ２が風力タービンを動作させる方法を説明しており、この風力タービンが、ローター軸を備えるローターと、ローター上に配置される少なくとも１つのローターブレードと、を備え、ローターブレードが、ローターブレード軸を中心として所定のローターブレード調整角となるように設定可能であるかまたは所定のローターブレード調整角で設定されており、少なくとも１つのローターブレードが休止位置まで回転させられ、ローターブレードの第１の所定の回転位置への到達後に、ローターブレードの回転にブレーキがかけられ、ブレーキ動作が検出されることの結果としてローターブレードの停止位置に到達する。

ＤＥ１０２００６０４９４９０Ａ１が、具体的には風力タービンまたは水力発電プラントのローターブレードの調整のための、電気的に作動可能であるホールディングブレーキを備える、直流モータを動作させるためのアクチュエーションスイッチを開示しており、これが、非常用電源デバイスおよびスリーブリッジインバータ（ｔｈｒｅｅ−ｂｒｉｄｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ）を備え、非常用電源デバイスが非常用ネットワークスイッチ要素を介してスリーブリッジインバータの中間回路に解除可能に接続され、直流モータが非常用モータ切換え要素を介してスリーブリッジインバータまたは非常用電源デバイスのいずれかに接続され、ホールディングブレーキが非常用ブレーキ切換え要素を介してスリーブリッジインバータまたは非常用電源デバイスのいずれかに接続される。

駆動装置の出力増加およびブレーキの発動の同期化は予め設定されるオフセット時間により行われ、このオフセット時間は定義されるパラメータに対して有効である。しかし、これらのパラメータは動作中に変化させられ得、これらは、例えば、温度、ブレーキパッドの摩耗、ブレーキパッドとアンカーディスクとの間の空隙の増大、などである。時間的ずれの間、駆動装置が調節機構によりゼロの回転速度で維持される。その結果、電流の要求条件に基づき、オフセット時間が過度に短く設定される場合は駆動装置が閉じたブレーキに逆らって概して短い時間で動作することになり、また、オフセット時間が過度に長い場合は実際の位置決め動作が不必要に遅れることになる。オフセット時間のために、すべての動作状態において十分であるような安全マージンが選択される場合、ローターブレードの位置決めの反応（応答）時間が劣化する。対照的に、オフセット時間が過度に短い場合、これは、メカニクスに不必要な応力がかかっていること、駆動装置、変換器および／またはローターブレード調整デバイス全体が不必要に加熱されていること、さらには、ピーク電流時間が短くなることで余計な電力の要求が生じること、を意味する。

最適な反応時間を基準としてローターブレードの位置決めの反応時間が劣化することは、変化する風および水の状態に合わせてローターブレードが十分に迅速に位置合わせされ得ないことを理由として、風力タービンまたは水力発電プラントのエネルギー利用が低下すること、を意味する。また、ピーク電流時間が短くなることで、緊急事態においても利用可能でなければならないピーク駆動トルクの時間も短くなり、それにより、これに対処するために駆動装置および変換器をある程度過大にすることが必要となる。

熱負荷の二次的影響として、ローターブレード調整デバイスのすべての構造要素が高い熱応力を受けることになる。別の二次的影響として、電力供給が不足する場合に、言及したトルクの重複の間にエネルギー放出によりバックアップシステムが高い負荷を受けることになり、その理由は、本来では必要ないような、放出された分のエネルギー量を再び供給しなければならないからである。

ブレーキの過去の発動は、実際にブレーキディスクが解除されているかどうかに関する情報を与えない。その理由は、ブレーキがエネルギーの供給を受けているかどうかしか分からないからである。例えば、アンカーディスクが傾斜することを理由としてまたは酸化によりアンカーディスクが動かないことを理由としてブレーキが開くことができない場合、風力タービンまたは水力発電プラントの全体が故障するのを防止することを目的として緊急事態において十分に短い時間でローターブレードをより安全な位置まで動かすのに、おそらく、出力される駆動トルクで十分とはならない。

したがって、電磁ブレーキの発動と駆動機械の出力増加との同期化を最適化するための解決策を提供することが望まれる。具体的には、ローターブレードの位置決めの反応時間を短縮することが望まれる。また、駆動機械の高エネルギー効率の使用、ならびにひいては、駆動機械、変換器、およびひいてはローターブレード調整デバイス全体の、熱負荷の低減を達成することが望まれる。また、実際に必要となるエネルギーのみを用いてバックアップシステムから負荷を取り除いたりバックアップシステムに負荷を加えたりすることが望まれる。また、ブレーキ内にあるかまたはブレーキ上にある外部センサを使用することを必要とすることなく、例えば故障したブレーキおよび／またはブレーキディスクの摩耗を検出することを目的として、ブレーキディスクに関連するブレーキの実際のスイッチ状態に関するメッセージを取得することが可能であることが望まれる。

これに基づき、本発明の根底にある目的は、導入部において言及した種類の方法において改善された形で駆動装置作動時刻およびブレーキ作動時刻を調和させるのを可能にすることである。

この目的が、本発明に従って、請求項１に記載の方法を用いて達成される。本発明の好適なさらなる発展形態が従属請求項および以下の説明で示される。
風力タービンまたは水力発電プラントのローターブレード調整デバイスを制御するための導入部で言及した方法であって、ローターブレード調整デバイスが、駆動装置であって、この駆動装置が風または水の流れを受けるローターブレードに接続され、また、ローターブレード軸を中心として回転可能とするようにローターブレードをその上に設置しているところのローターハブを基準としてローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるという目的を有する、駆動装置と、電磁ブレーキであって、この電磁ブレーキがローターブレードに接続され、ローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転を阻止するという目的を有する、電磁ブレーキと、を備え、該ブレーキがブレーキ作動時刻においてその作動状態を変更することを目的として発動させられ、駆動装置が駆動装置作動時刻においてその駆動状態を変更するように発動させられ、この駆動装置作動時刻がブレーキ作動時刻において所定の時間的ずれを有する、方法が、本発明によりさらに開発され、ここでは、ブレーキを通って流れるおよび／または上記ブレーキに供給される電流が測定され、そこから得られる電流時間曲線の形状が評価され、この評価の結果に応じて、時間的ずれが新たに決定および／または適合される。

電流時間曲線の形状を評価することにより、ブレーキの実際の状態が認識され得る。例えば摩耗などによりこれが変化している場合、時間的ずれを新たに決定および／または適合することにより、時間的ずれがブレーキの電流状態に適合されるようになる。したがって、駆動装置作動時刻およびブレーキ作動時刻が互いに良好に調和させられ得る。電流時間曲線の形状を評価した後、具体的には、新たに決定および／または適合された時間的ずれが、過去の有効である時間的ずれ、最新の有効である時間的ずれ、または、これまでの有効な時間的ずれから逸脱する場合、時間的ずれが好適には変更される。

ブレーキの無電流状態では、好適には、ブレーキがローターブレード軸を中心としたローターブレードの回転を阻止する。有利には出力を増加させることによりブレーキが解除され得、および／または、有利には出力を増加させることによりブレーキが解除可能である。ブレーキの出力を増加することは、具体的には、ブレーキに電流を供給するものとして理解される。

ブレーキは、具体的には、制御デバイスによって制御されるおよび／または発動させられる。ブレーキは、好適には、ブレーキ作動時刻においてその作動状態を変更することを目的として制御デバイスによって発動させられる。ローターブレード調整デバイスが好適には制御デバイスを備える。

駆動装置は、具体的には、駆動装置制御デバイスによって制御されるおよび／または発動させられる。駆動装置は、好適には、駆動装置作動時刻においてその駆動状態を変更することを目的として駆動装置制御デバイスによって発動させられる。ローターブレード調整デバイスが好適には駆動装置制御デバイスを備える。駆動装置制御デバイスが好適には制御デバイスと通信し、および／または、駆動装置制御デバイスが好適には制御デバイスに通信接続されている。例えば、制御デバイスが駆動装置制御デバイスによって形成されるか、または、例えば、駆動装置制御デバイスが制御デバイスによって形成される。

電流時間曲線が好適には測定される曲線である。具体的には、電流時間曲線が保存される。電流時間曲線が、好適には、好適には保存されているかまたは保存されることになる測定値の形態である。例えば、電流時間曲線が制御デバイスおよび／または駆動装置制御デバイス内に保存されているかまたはそれらに保存されることになり、ならびに／あるいは、測定値が制御デバイスおよび／または駆動装置制御デバイス内に保存されているかまたはそれらに保存されることになる。電流時間曲線の形状の評価が、具体的には制御デバイスおよび／または駆動装置制御デバイスにより、実行される。例えば、電流時間曲線の評価または電流時間曲線の形状の評価が実時間で実行される。

ブレーキを通って流れるおよび／またはブレーキに供給される電流が、具体的には、継続的に、および／または、少なくとも１つの時間間隔にわたって、測定される。ブレーキを通って流れるおよび／またはブレーキに供給される電流が、具体的には、ブレーキの作動状態の変更時に測定される。時間間隔が好適にはブレーキ作動時刻において開始され、ならびに／あるいは、ブレーキ作動時刻が時間間隔の開始時である、および／または、時間間隔の範囲内にある。時間間隔が、好適には、ブレーキの作動状態が変更されるタイミングおよび／またはブレーキの作動状態が終了時にあるおよび／または時間間隔の範囲内にあるタイミングで、終了する。ブレーキの作動状態が変更されるタイミングが、具体的には、ブレーキ作動時刻の後である。時間間隔、および／または、時間間隔の継続時間が、好適には、予め決定される。別法として、測定される電流が、所定の限界値に達するか、所定の限界値を超えるか、または、所定の限界値を下回るときに、時間間隔が終了する。具体的には変調された交流電流信号を用いて、電流時間曲線または電流時間曲線の形状を継続的にまたは恒久的に評価することも可能である。

駆動装置がしばしばブレーキよりも迅速に応答する。駆動装置作動時刻は、好適には、具体的には時間的ずれの値だけ、ブレーキ作動時刻より後である。しかし、別法として、駆動装置作動時刻は、具体的には時間的ずれの値だけ、ブレーキ作動時刻よりも前であってもよい。しかし、時間的ずれが符号付き変数である場合、上で言及した代替形態が負の時間的ずれによりまたはその逆で考慮され得る。駆動装置作動時刻がブレーキ作動時刻に一致するような限られた事例において、時間的ずれがゼロであってもよい。時間的ずれは好適にはゼロ以上である。

駆動装置は具体的には電気駆動装置である。好適には２つのまたは少なくとも２つの駆動状態が駆動装置に割り当てられる。第１の駆動状態では、駆動装置が具体的には無電流であり、ならびに／あるいは、駆動装置が具体的には、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるためのまたはローターブレード軸および／もしくは駆動装置を基準としたその定位置で休止状態となるようにローターブレードを保持するためのトルクを発生させない。第２の駆動状態では、駆動装置が具体的には出力を増加され、ならびに／あるいは、駆動装置が具体的には、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるためのもしくはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持するためのトルクを発生させ、および／または、駆動装置が、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるかもしくはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持する。駆動装置の駆動状態への変更は、具体的には、第１の駆動状態と第２の駆動状態との間の、ならびに／あるいは、駆動状態のうちの１つの駆動状態から別の駆動状態への、変更である。具体的には、駆動装置の駆動状態の変更は、第１の駆動状態から第２の駆動状態への、または、第２の駆動状態から第１の駆動状態への、変更である。第１の駆動状態から第２の駆動状態への変更の場合、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるためのまたはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持するためのトルクを発生させること、ならびに／あるいは、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させることまたはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持することが、好適には、駆動装置によって開始される。第２の駆動状態から第１の駆動状態への変更の場合、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるためのまたはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持するためのトルクを発生させること、ならびに／あるいは、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させることまたはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持することが、好適には、駆動装置によって終了させられる。

２つのまたは少なくとも２つの作動状態が好適にはブレーキに割り当てられる。第１の作動状態では、ブレーキが具体的には無電流であるかまたは出力を増加されおよび／もしくは係合状態にされ、ならびに／あるいは、ブレーキが具体的にはローターブレードを阻害し、および／または、ブレーキが具体的にはローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転を阻止する。第２の作動状態では、ブレーキが具体的には出力を増加されるかまたは無電流でありおよび／もしくは解除され、ならびに／あるいは、ローターブレードが解放され、および／または、ローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転が具体的には解放されおよび／もしくは可能となる。ブレーキが第１の作動状態において無電流である場合、ブレーキが好適には第２の作動状態において出力を増加される。ブレーキが第１の作動状態において出力を増加される場合、ブレーキが好適には第２の作動状態において無電流である。ブレーキの作動状態の変更は、具体的には、第１の作動状態と第２の作動状態との間の、ならびに／あるいは、作動状態のうちの１つの作動状態から別の作動状態への、変更である。具体的には、ブレーキの作動状態の変更は、第１の作動状態から第２の作動状態への、または、第２の作動状態から第１の作動状態への、変更である。第１の作動状態から第２の作動状態への変更の場合、ブレーキが好適には解除および／または非係合状態にされ、ならびに／あるいは、ローターブレードが解放され、および／または、ローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転が解放されるおよび／もしくは可能となる。第２の作動状態から第１の作動状態への変更の場合、ブレーキが具体的には係合状態にされ、および／または、ローターブレードが具体的にはブレーキによってブレーキをかけられるおよび／または阻止され、ならびに／あるいは、ローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転が、具体的には、ブレーキにより、ブレーキをかけられるおよび／または阻止される。

第１の好適な変形形態によると、駆動装置が、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるためのもしくはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持するための、および／または、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるためのもしくはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持するためのトルクを発生させるための、駆動装置作動時刻で発動されるか、ならびに／あるいは、第１の駆動状態から第２の駆動状態への変更時に、および／または、第２の駆動状態を採用するときに、発動される。この目的のために、駆動装置が具体的にはオンに切り換えられるおよび／または電流の供給を受ける（出力を増加される）。また、ブレーキが、好適には、ブレーキを解除するためのおよび／もしくはローターブレードを解放するためのおよび／またはローターブレードを中心とするローターブレードの回転を解放するための、ブレーキ作動時刻で作動されるか、ならびに／あるいは、第１の作動状態から第２の作動状態への変更時に、および／または、第２の作動状態を採用するときに、発動される。加えて、ブレーキが、具体的には、オンに切り換えられるおよび／または電流の供給を受ける（出力を増加される）か、あるいは、オフに切り換えられるおよび／または無電流の形に切り換えられる。ブレーキが、有利には、ブレーキ作動時刻においてローターブレードを阻害し、および／または、ローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転を阻止する。ブレーキが、具体的には、ブレーキ作動時刻において第１の作動状態となるように位置する。駆動装置が好適には駆動装置作動時刻において休止状態であり、ならびに／あるいは、駆動装置が、好適には、ローターブレード軸を中心してローターブレードを回転させるためのまたはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持するためのトルクを発生させない。駆動装置が具体的には駆動装置作動時刻において第１の駆動状態となるように位置する。

第２の好適な変形形態によると、駆動装置が、具体的にはローターブレード軸を中心とするローターブレードの駆動回転を、もしくは、具体的には、ローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを能動的に保持することを、休止および／もしくは終了させるために、および／または、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるためのもしくはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持するためのトルクを発生させることを終了させるために、駆動装置作動時刻において発動され、ならびに／あるいは、第２の駆動状態から第１の駆動状態への変更時に、および／または、第１の駆動状態を採用するときに、発動される。加えて、駆動装置が具体的にはオフに切り換えられるおよび／または無電流の形に切り換えられる。ブレーキが、好適には、ローターブレードを阻害するために、および／または、ローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転を阻止するために、発動され、ならびに／あるいは、第２の作動状態から第１の作動状態への変更時に、および／または、第１の作動状態を採用するときに、発動される。加えて、ブレーキが具体的にはオフに切り換えられるおよび／または無電流の形に切り換えられるか、あるいは、オンに切り換えられるおよび／または電流の供給を受ける（出力を増加される）。ブレーキ作動時刻において、ブレーキが有利には解除され、ならびに／あるいは、ローターブレードが好適には解放され、および／または、ローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転が好適には解放されるおよび／もしくは可能となる。ブレーキが具体的にはブレーキ作動時刻において第２の作動状態となるように位置する。駆動装置作動時刻において、駆動装置が、有利には、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるかまたはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持し、ならびに／あるいは、駆動装置が、有利には、ローターブレード軸を中心としてローターブレードを回転させるためのまたはローターブレード軸を基準としてその定位置でローターブレードを保持するためのトルクを発生させる。駆動装置が、具体的には、駆動装置作動時刻において第２の駆動状態となるように位置する。

第１および第２の変形形態は好適には代替形態である。しかし、第１の変形形態および第２の変形形態を互いの後に実施することも可能である。第２の変形形態が有利には第１の変形形態の後に実施される。加えてまたは別法として、第１の変形形態が例えば第２の変形形態の後に実施される。

ブレーキを通って流れる電流が例えば直流である。さらなる発展形態によると、ブレーキを通って流れる電流が、作動電流部分と、作動電流部分に重複する交流電流部分とを有し、電流時間曲線の形状が、具体的には、作動電流部分を評価することにより、または、重複する交流電流部分を評価することにより、あるいは、作動電流部分および交流電流部分を評価することにより、評価される。作動電流部分は、好適には、直流電流であり、つまり、直流部分である。ブレーキの、または、ブレーキの少なくとも１つの電磁石の、インダクタンスが、具体的には、交流電流部分から決定される。

電圧源が好適には提供され、その電圧源により電圧がブレーキに印加されるかまたは印加され得る。電圧源が、具体的には、ブレーキを通って流れる電流を供給し、つまり、上記電流を供給することができる。電圧、および／または、電圧の変化が、好適には、ブレーキを通る電流を発生させる。

電圧源によって提供される電圧が具体的には直流電圧である。例えば、電圧源によって提供される電圧が一定の直流電圧である。別法として、電圧源によって提供される電圧がパルス直流電圧またはパルス変調直流電圧である。この場合、電圧の２つの連続するパルスの間の時間的な距離（ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅ）が、具体的には、ブレーキの、および／または、例えばアンカーディスクなどのブレーキの１つまたは複数の可動部品の、機械的反応時間より短い。さらなる発展形態によると、電圧源によって提供される電圧が、作動電圧部分と、作動電圧部分に重複する交流電圧部分とを有する。作動電圧部分が、好適には、一定の直流電圧であり、つまり、一定の直流電圧部分である。作動電圧部分が好適には非ゼロである。交流流電圧部分が具体的には交流電流部分を発生させる。作動電圧部分、および／または、作動電圧部分の変化が、具体的には、作動電流部分を発生させる。

一構成によると、ブレーキが、ブレーキ作動時刻において、好適には制御デバイスにより、電圧源に接続され、ならびに／あるいは、電圧または作動電圧部分が、好適には、制御デバイスにより、非ゼロ値となるように、また具体的にはゼロより大きくなるように、設定される。これは具体的には第１の変形形態により行われ、あるいは別法として第２の変形形態により行われる。この場合の電圧源は、好適には、ブレーキを通って流れる電流を供給する。別法として、好適には、ブレーキがブレーキ作動時刻において制御デバイスにより電圧源から分離され、ならびに／あるいは、電圧または作動電圧部分が、好適には制御デバイスにより、より低い値またはゼロ値となるように設定され、これが、具体的には、第２の変形形態または別法として第１の変形形態で行われる。

ブレーキの第２の作動状態においてまたは別法としてブレーキの第１の作動状態において、電圧源が、好適には制御デバイスにより、具体的にはブレーキに接続されているかまたは接続されることになり、ならびに／あるいは、電圧が、好適には制御デバイスにより、具体的にはブレーキに印加されているかまたは印加されることになる。ブレーキの第１の作動状態においてまたは別法としてブレーキの第２の作動状態において、電圧源が、好適には制御デバイスにより、具体的にはブレーキから分離されているかまたは分離されることになり、ならびに／あるいは、ブレーキに印加される電圧が、好適には制御デバイスにより、具体的には第１の作動時刻よりも低くなるように設定されているかもしくは設定されるようになり、および／または、ゼロ値であるかもしくはゼロ値となるように設定されるようになる。

電磁ブレーキが好適にはばね式ブレーキである。一構成によると、ブレーキが、支持体と、１つのまたは少なくとも１つのブレーキディスクと、ブレーキディスクを基準として変位可能となるように支持体上に設置される１つのまたは少なくとも１つのアンカーディスクと、支持体上に設置されてアンカーディスクを、ブレーキディスクの方向に、または、ブレーキの無電流状態においてアンカーディスクを押圧する止め具の方向に、具体的にはブレーキディスクまたは止め具に逆らう形で、押圧する１つのまたは少なくとも１つのまたは複数のばねと、具体的にはそこを通って電流が流れているかまたは流れることができる少なくとも１つのまたは少なくとも１つの電磁石と、を有し、電磁石が、出力増加状態において、磁力により、ばねの力に逆らってブレーキディスクまたは止め具から離すようにアンカーディスクを移動させるかまたは上記アンカーディスクをブレーキディスクから一定距離のところで保持する。止め具は、例えば、ブレーキディスクから一定距離のところに設けられる。例えば、止め具は支持体上に設けられる。しかし、好適には止め具はブレーキディスクによって形成される。

ブレーキディスクが、好適には、１つのまたは少なくとも１つのブレーキパッドあるいは複数のブレーキパッドを支持する。ブレーキディスクが、有利には、具体的には回転可能となるように支持体上に設置される。ブレーキディスクが、好適には、ねじり剛性を有する形でローターハブまたはローターブレードに接続される。さらに、支持体が、好適には、ねじり剛性を有する形でローターブレードまたはローターハブに接続される。アンカーディスクが、有利には、回転可能となるように支持体上に設置されるか、または、ねじり剛性を有する形で上記支持体に接続される。アンカーディスクが好適には磁性材料および／または磁化可能な材料から構成され、ならびに／あるいは、アンカーディスクが、磁性材料で作られるおよび／または磁化可能な材料で作られる１つまたは複数の領域を有する。電磁石が出力増加状態である場合、これは、電磁石に電流が供給されているということを意味する。電磁石が、好適には、１つのまたは少なくとも１つの電気コイルを有する。コイルが、好適には、支持体に取り付けられ、および／または、支持体に堅固に接続される。支持体は具体的にはコイル支持体としても示される。電磁石が、好適には固定的に、また具体的には堅固に、支持体に接続され、ならびに／あるいは、支持体がコイルと共に電磁石を形成する。例えば、支持体がコイルのコイルコアを形成する。支持体が、好適には、具体的には完全にまたは少なくとも部分的に、磁性材料および／または磁化可能な材料から構成される。電磁石の出力増加状態において、アンカーディスクがコイルおよび／または支持体ならびに／あるいは止め具に当接され、アンカーディスクがコイルおよび／または支持体ならびに／あるいは止め具に当てられる。止め具が、例えば、支持体またはコイルによって形成され、ならびに／あるいは、好適には支持体またはコイルに堅固に接続される。例えば、止め具が支持体またはコイル上に設けられる。ブレーキディスクが、具体的には、コイルおよび／または支持体ならびに／あるいは止め具から一定距離のところに配置される。電磁石の出力増加状態では、アンカーディスクが、好適には、磁力により、ばねの力に逆らってブレーキディスクから離れるように移動させられ、最終的に、アンカーディスクがコイルおよび／または支持体ならびに／あるいは止め具に当接されるようになるか、あるいは、具体的にはコイルおよび／または支持体ならびに／あるいは止め具に当接された状態でブレーキディスクから一定距離のところで保持される。

具体的にはブレーキの無電流状態に対応するブレーキの第１の作動状態において、アンカーディスクが好適にはブレーキディスクに当接され、および／または、アンカーディスクが好適にはブレーキディスクに逆らってばねによって押圧される。具体的にはブレーキの出力増加状態に対応するブレーキの第２の作動状態において、アンカーディスクが好適にはブレーキディスクから離れるように移動させられ、ならびに／あるいは、アンカーディスクが好適にはブレーキディスクから一定距離のところで保持され、および／または、アンカーディスクが好適にはコイルおよび／または支持体ならびに／あるいは止め具に当接される。

駆動装置が、好適には、駆動装置ハウジングと、上記駆動装置ハウジングを基準として回転可能である駆動装置シャフトとを有する。駆動装置ハウジングが具体的にはねじり剛性を有する形でローターハブまたはローターブレードに接続される。駆動装置シャフトがやはり、好適にはねじり剛性を有する形で、ローターブレードまたはローターハブに接続される。例えば、ブレーキディスクが、ねじり剛性を有する形で駆動装置シャフトまたは駆動装置ハウジングに接続される。例えば、支持体がやはり、ねじり剛性を有する形で駆動装置ハウジングまたは駆動装置シャフトに接続される。アンカーディスクが、有利には、ねじり剛性を有する形で駆動装置ハウジングまたは駆動装置シャフトに接続される。ブレーキの出力増加状態において、ブレーキディスクが、例えば、ローターハブ、ローターブレード、駆動装置ハウジング、駆動装置シャフトまたは支持体に逆らって、ばねおよび／またはアンカーディスクによって押圧されているかまたは押圧されることになる。例えば、ブレーキディスクが、ブレーキの無電流状態において、アンカーディスクと、ローターハブ、ローターブレード、駆動装置ハウジング、駆動装置シャフトまたは支持体との間でクランプされているかまたはクランプされることになる。

１つのさらなる発展形態によると、ブレーキの作動時刻が、電流時間曲線の形状を評価することにより決定される。この作動時刻は具体的にはブレーキの電流作動時刻である。所定の時間的ずれが、好適には、作動時刻に応じて新たに決定および／または適合され、具体的には変更される。所定の時間的ずれが、好適には、作動時刻に応じて変更され、これは、具体的には、新たに決定および／または適合された時間的ずれが、過去の有効である時間的ずれ、最新の有効である時間的ずれ、または、これまでの有効な時間的ずれから逸脱する場合である。作動時刻は、好適には、ブレーキ作動時刻からブレーキの作動状態の変更まで経過する時間である。第１の変形形態によると、作動時刻は、具体的には、ブレーキ作動時刻からブレーキの第２の作動状態の採用まで経過する時間である。例えば、第１の変形形態では、作動時刻が、ブレーキがローターブレードを阻害しているおよび／またはローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転を阻止している状態から、ならびに／あるいは、ブレーキの第１の作動状態から、ブレーキの解除まで、および／または、ブレーキから離れるようにアンカーディスクが移動させられるまで、ならびに／あるいは、ブレーキの第２の作動状態の採用まで、経過して進む時間である。第２の変形形態によると、作動時刻が、具体的には、ブレーキ作動時刻からブレーキの第１の作動状態の採用まで経過する時間である。例えば、第２に変形形態では、作動時刻が、ブレーキの解除状態および／またはブレーキの第２の作動状態から、ブレーキがローターブレードを阻害しているおよび／またはローターブレード軸を中心とするローターブレードの回転を阻止している状態まで、ならびに／あるいは、アンカーディスクがブレーキディスクに適用されるまで、および／または、第１の作動状態が採用されるまで、経過して進む時間である。

一構成によると、電流および／または作動電流部分が、ブレーキ作動時刻の後に設けられる第１の時刻まで変化し、この第１の時刻では、好適には磁力が具体的にはばねの力に一致するかまたはほぼ一致する。電流および／または作動電流部分が、好適には、ブレーキ作動時刻と第１の時刻との間よりも緩やかに、第１の時刻の後に設けられる第２の時刻まで変化する。電流および／または作動電流部分が、有利には、第２の時刻の後で、第１の時刻と第２の時刻との間よりも急激に変化する。

第１の代替形態によると、電流および／または作動電流部分が、例えば、ブレーキ作動時刻の後に設けられる第１の時刻まで増大し、この第１の時刻では、好適には磁力が具体的にはばねの力に一致するかまたはほぼ一致する。電流および／または作動電流部分が、好適には、ブレーキ作動時刻と第１の時刻との間よりも緩やかに、第１の時刻の後に設けられる第２の時刻まで増大する。電流および／または作動電流部分が、有利には、第２の時刻の後で、第１の時刻と第２の時刻との間よりも急激に増大する。第１の代替形態は、具体的には、第１の変形形態に適用されるかまたは別法として第２の変形形態に適用される。

第２の代替形態によると、電流および／または作動電流部分が、例えば、ブレーキ作動時刻の後に設けられる第１の時刻まで減少し、この第１の時刻では、好適には磁力が具体的にはばねの力に一致するかまたはほぼ一致する。電流および／または作動電流部分が、好適には、ブレーキ作動時刻と第１の時刻との間よりも緩やかに、第１の時刻の後に設けられる第２の時刻まで減少する。電流および／または作動電流部分が、有利には、第２の時刻の後で、第１の時刻と第２の時刻との間よりも急激に減少する。第２の代替形態は、具体的には、第２の変形形態に適用されるかまたは別法として第１の変形形態に適用される。

時間的ずれは、具体的には、第２の時刻とブレーキ作動時刻との間の差に応じて適合されるおよび／または新たに決定される。第２の時刻とブレーキ作動時刻との間の差は、好適には、ブレーキの作動時刻であるかまたはブレーキの作動時刻を発生させる。したがって、電流時間曲線の形状の評価は、電流時間曲線の多様な増加速度および／または変化速度の領域を認識することを含み、そこから具体的には第２の時刻が得られる。

ローターブレード調整デバイスおよび／または駆動装置が好適には１つのまたは少なくとも１つの電気モータを有し、この電気モータが好適には歯車機構の相互接続によりローターブレードに接続される。例えば、電気モータは、例として非同期機または同期機などの、三相モータである。別法として、例えば、電気モータは、例として直巻モータ、分巻モータ、永久磁石により誘起される直流機械、または、複巻モータなどの、直流機械である。ローターブレード調整デバイスおよび／または駆動装置が好適には１つのまたは少なくとも１つの変換器をさらに有し、この変換器により電気モータが電気の供給を受けるおよび／または制御されるか、あるいは、電気の供給を受けることができるおよび／または制御され得る。変換器が好適には制御ユニットに接続される。変換器が具体的には制御ユニットを備える。変換器が好適には制御ユニットにより制御され、および／または、制御ユニットにより制御可能である。ＡＣ入力電圧が好適には変換器に供給される。変換器内で、ＡＣ入力電圧が具体的にはＡＣ出力電圧を発生させる。しかし、変換器は好適には、ＡＣ入力電圧によりＤＣ出力電圧を発生させるようにも動作可能であり、ＤＣ出力電圧は例えば一定のＤＣ出力電圧またはパルスＤＣ出力電圧であるか、あるいは、一定のＤＣ出力電圧またはパルスＤＣ出力電圧であってよい。制御ユニットは、好適には、制御デバイスおよび／または駆動装置制御デバイスであるか、あるいは、それらを形成するかまたは備える。

変換器が、好適には、整流入力ステージ、出力ステージ、および、入力ステージと出力ステージとの間に接続される中間回路を有し、中間回路が、具体的には直流中間回路または直流電圧中間回路である。中間回路が有利にはコンデンサを有する。出力ステージが好適には制御ユニットによって制御され、および／または、制御ユニットにより制御可能である。加えて、入力ステージも例えば制御ユニットにより制御され、および／または、制御ユニットにより制御可能である。出力ステージは、例えば、インバータ、ＤＣチョッパ、パルス幅モジュレータであり、および／または、出力ステージが、例えば、インバータ、ＤＣチョッパ、または、パルス幅モジュレータとして動作する。具体的には、出力ステージはトランジスタ出力ステージである。

電気モータが、好適には、モータハウジングと、上記モータハウジングを基準として回転可能であるモータシャフトとを有する。モータハウジングが具体的には駆動装置ハウジングを形成する。モータシャフトが好適には駆動装置シャフトを形成する。

ローターハブが好適にはローター軸を中心として回転可能である。ローターハブが、有利には、ローター軸を中心として回転可能となるように、具体的には支持要素上に設置される。支持要素が例えばメインフレームである。ローターブレード軸が、好適には、ローターハブから離れるように、ローター軸に対して横方向にまたは概して横方向に延在する。ローターハブおよびローターブレードは、具体的には、ローターブレードに作用する風または水の流れによりローター軸を中心として回転させられるかまたは回転させられ得るローターの一部分である。ローターが好適には少なくとも１つの追加のローターブレードを有し、ローターブレードがローター軸の周りに具体的には均等に分布するように配置される。ローターおよび／またはローターハブが、好適には、発電機に機械的に結合される。ローターおよび／またはローターハブが発電機を駆動して電気エネルギーを発生させる。

ブレーキが、好適には、制御デバイスまたは制御ユニットを介してあるいは制御デバイスまたは制御ユニットにより、電圧および／または電流の供給を受ける。制御デバイスまたは制御ユニットが、例えば、電圧源を形成するかまたは電圧源を備える。制御デバイスまたは制御ユニットが、有利には、電気エネルギー供給デバイスにより電気エネルギーの供給を受ける。電気エネルギー供給デバイスは、例えば、電力供給網および／もしくは非常用供給デバイス、ならびに／または、少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵システムであり、あるいは、電力供給網および／もしくは非常用供給デバイス、ならびに／または、少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵システムを備える。好適には、ブレーキおよび／または電磁石を通って流れる電流が、具体的には制御デバイスまたは制御ユニットにより、測定される。好適にはブレーキがオンおよび／またはオフに切り換えられるときに、具体的には制御デバイスまたは制御ユニットにより、電流時間曲線の形状が有利には評価される。ブレーキの発動状態に関する情報が、具体的には、測定される電流の強さおよび／または推移から得られ、ならびに／あるいは、測定される電流および／または電流時間曲線の形状の評価により得られ、その結果、例えば、ブレーキを通って電流が通っていないかどうかに関するおよび／またはブレーキ内に短絡があるかどうかに関するならびに／あるいはブレーキおよび／または制御デバイスの発動に不具合があるかどうかに関するステートメントが作られ得るようになる。

制御デバイスまたは制御ユニットが好適にはデジタルコンピュータを備える。制御デバイスまたは制御ユニットが、具体的には、電流時間曲線の形状を評価するためのプログラム（ソフトウェア）を備える。ソフトウェアが、好適には、制御デバイスまたは制御ユニットならびに／あるいはデジタルコンピュータ内で動く。電流時間曲線の形状が、具体的には、ソフトウェアによって評価される。制御デバイスまたは制御ユニットが好適にはメモリを備える。測定される電流時間曲線が具体的には測定値の形態でメモリ内に記憶される。加えてまたは別法として、電流時間曲線のまたは電流時間曲線の形状の実時間の評価も可能である。

風力タービンまたは水力発電プラントの上位の制御装置が、好適には、制御デバイスおよび／または制御ユニットならびに／あるいは駆動装置制御デバイスを制御する。風力タービンまたは水力発電プラントの上位の制御装置が、例えば、制御ユニットおよび／もしくは制御デバイスならびに／または駆動装置制御デバイスであるか、あるいは、制御ユニットおよび／もしくは制御デバイスならびに／または駆動装置制御デバイスを形成するかまたは備える。

ブレーキおよび／またはブレーキのアンカーディスクの開放状態に関する情報が、好適には、評価により、または具体的には電流時間曲線の形状のソフトウェア評価により、得られるおよび／または作られる。したがって、ブレーキ作動時刻と駆動装置作動時刻との間の時間的ずれを適合することが可能となる。こうすることにより、永久的に定められるようなオフセット時間およびそこから生じる長時間の反応時間、ならびに／あるいは、具体的には言及した悪影響に関連する重複する駆動トルクおよび制動トルクが、回避され得る。

さらに、好適には、ブレーキの状態に関する情報が、評価により、また具体的には電流時間曲線の形状のソフトウェア評価により、得られおよび／または作られ、具体的には、風力タービンまたは水力発電プラントの監視デバイスまたは上位の制御装置に供給され得る。したがって、風力タービンまたは水力発電プラントの監視デバイスまたは上位の制御装置がブレーキの状態に対して作用することができる。ブレーキの状態に関する情報は、例えば、ブレーキが停止しているかどうか、ブレーキが阻害されているかどうか、ブレーキが開けられているかどうか、または、ブレーキが開けられていないかどうか、に関する情報を含む。この情報に基づき、緊急事態が回避され得、風力タービンまたは水力発電プラントの停止を防止するような、さらには、可能性としての風力タービンまたは水力発電プラントに対してのダメージを防止するような、予防的であり計画可能である保守作業が行われ得る。

さらに、好適には、ブレーキの空隙の変化および／またはブレーキのブレーキパッドの摩耗に関するステートメントを作るのを可能にするような情報が、評価により、また具体的には電流時間曲線の形状のソフトウェア評価により、得られるおよび／または作られる。この情報に基づき、風力タービンまたは水力発電プラントの停止を防止するよな、さらには、可能性としての風力タービンまたは水力発電プラントに対してのダメージを防止するような、予防的であり計画可能である保守作業が行われ得る。ブレーキの空隙は、具体的には、アンカーディスクとブレーキディスクとの間の空隙または隙間である。

一般に、ローターブレード調整デバイス（ピッチデバイス）が、その能動的動作時間の大部分において、停止状態と、ローターブレードを回転させる位置決め動作との間で交互に変わるように、位置する。したがって、本発明により可能となるかまたは達成される反応時間の短縮により、具体的には、動的な移行を改善することが可能となり、その結果として、風または水の条件の変化時のエネルギー利用を増加させることができる。

さらに、具体的には、停止と位置決め動作との間の移行において変換器および／または電気モータの熱負荷を低減することができ、それにより、耐用年数の改善が達成され、さらに可能性としてローターブレード調整デバイスの機能的安全性の向上が達成される。

さらに、必要となる電気エネルギーの吸入量が駆動装置の実際に必要となる出力電力まで低減され得る。その理由は、可能性として互いに逆らって仕事をするブレーキおよび駆動装置により必要となるようなエネルギー消費が回避され得るからである。具体的には、電気エネルギー吸入量が結果として以下のようになるように適合され得る：送電網を欠いている場合に、例えば、ローターブレード調整デバイスに接続されているかまたは接続可能である非常用電源デバイス（バックアップバッファデバイス）の耐用年数を延ばすことが達成され得、この非常用電源デバイスが、具体的には、例えば蓄電池および／またはコンデンサなどの、電気エネルギー貯蔵システムを備える。さらに、非常用電源デバイスの耐用年数が、例えば、最大負荷が低下して送電網を欠いているときに、移行において本発明により延ばされ得る。送電網および非常用電源デバイスの故障時、ブレーキが具体的には阻害され、好適にはプロセス中に監視される。

本発明は、具体的には、風力タービンまたは水力発電プラントの停止またはさらに可能性として風力タービンまたは水力発電プラントのダメージに対処するような予防的であり計画可能である保守作業を行うのを可能にする。

風力タービンまたは水力発電プラントの上位の制御装置が、具体的には、ローターブレード調整デバイスのブレーキが実際に開いているかどうかに関する情報を本発明により受け取り、それにより、風力タービンまたは水力発電プラントの状態に関するステートメントを改善することが可能となり、したがって、緊急事態が回避または防止され得る。

ブレーキの発動が、好適には、制御デバイスを介してまたは制御デバイスにより、電気エネルギーを用いて行われ、制御デバイスが、例えば、有利な構成で変換器の一部分を形成する。ブレーキを通って流れるおよび／またはブレーキに供給される電流が、具体的には、制御デバイスによりおよび／または制御デバイス内で測定される。ブレーキを通って流れるおよび／またはブレーキに供給される電流の測定ならびに／あるいは測定値の記録が、好適には、制御デバイスに具体的には接続される電流センサにより行われる。電流センサが好適にはホール電流センサである。したがって、電流時間曲線の形状が十分に正確にかつ迅速に検出され得る。ブレーキの電気エネルギーの供給は好適には直流電圧を用いて行われる。電圧が例えば２４Ｖである。

追加の構成では、直流電圧および／または作動電圧部分の、交流電圧部分との重複が可能であり、その結果、記録した電流時間曲線の形状の評価、また具体的にはソフトウェア評価が、追加的に、またはさらには別途で、所望の情報を作ることができるようになる。この場合、時間的に短いスイッチオフサイクルにより交流電流部分も実現され得、このスイッチオフサイクルは、好適には、ブレーキの慣性を原因とする機械的作用が行われ得ないくらいに、短い。

電流時間曲線の形状を評価するためのソフトウェアが、例えば、有利な構成でブレーキも制御する変換器の制御ユニット内で動き、この有利な構成とは、電気モータまたはそのモータコイルの電流の出力増加を特徴とし、ならびに／あるいは、電気モータの温度を監視し、したがって、多様な情報、および／または、具体的には、駆動装置の状態に関するおよびブレーキの発動のための必要なすべての情報を有するような構成である。

電流時間曲線の形状が、好適には、制御ユニットのソフトウェアによって評価され、ここでは可能性として追加の情報をさらに考慮し、それらは例えば、スイッチオン時間およびスイッチオフ時間ならびに／あるいは電流モータの温度に関する情報である。得られる情報は好適には既存の結果と恒久的に比較され、それにより、具体的には変化する形で、ブレーキの作動と駆動装置の出力増加との間の時間的ずれを適合することが可能となり、ブレーキの切り換え状態およびブレーキパッドの摩耗に関するステートメントまたは情報も好適には提供され得る。ブレーキの切り換え状態に関する情報は、例えば、ブレーキが停止しているかどうか、ブレーキが阻害されているかどうか、ブレーキが開けられているかどうか、または、ブレーキが開けられていないかどうか、に関する情報を含む。

図面を参照して、好適な実施形態に基づいて以下で本発明を説明する。

風力タービンを示す概略図である。 風力タービンのローターを示す概略平面図である。 風力タービンのローターブレード調整デバイスを示す概略ブロック図である。 ローターブレード調整デバイスの変換器を示す概略的な回路図である。 ローターブレード調整デバイスの電磁ブレーキを示す一部切欠の斜視図である。 ブレーキを通って流れる電流の電流−時間を示すグラフ、および、ブレーキに印加される電圧の電圧−時間を示すグラフである。 ブレーキの作動とローターブレード調整デバイスの電磁モータの作動との間の時間的ずれを示すタイムラインである。

風力タービン１の概略図が図１から確認可能であり、これが土台２の上に立つタワー３を有し、土台２から離れる方を向くその端部の上にナセル４が配置される。ナセル４がメインフレーム５を備え、メインフレーム５の上にローター６が回転可能に設置され、ローター６が、ローターハブ７と、上記ローターハブに接続される複数のローターブレード８、９および１０を備える（図２も参照）。ローター６が発電機１１に機械的に結合され、発電機１１がナセル４内に配置されてメインフレーム５に取り付けられる。

ローターブレード調整システム（ピッチシステム）１２がローター６内に配置され、ローター６が、非常用電源デバイス１３を有するローターブレード調整デバイス（ピッチ駆動装置）１４を備え、非常用電源デバイス１３によりローターブレード８、９および１０がそれらのそれぞれの長手方向軸（ローターブレード軸）１５、１６または１７を中心としてローターハブ７を基準として回転させられ得る（図２も参照）。この場合、ローターブレード調整デバイス１４のうちの１つがローターブレードの各々に割り当てられる。ローター６が風１８の力によりローター軸１９を中心として回転させられ得る。

図２が、３つのローターブレード８、９および１０を確認可能とするようにローター６の概略平面図を示す。別法として、２つのみのまたは４つ以上のローターブレードが設けられてもよい。

関連付けられる非常用電源デバイス１３を備えるローターブレード調整デバイス１４のうちの１つのローターブレード調整デバイス１４の概略ブロック図が、図３に示されており、電気モータ２０が変換器２１に電気的に結合され、変換器２１が電気供給網（主電力供給装置）２２に接続され、上記供給網から供給を受ける。変換器２１がさらに制御装置２３に接続され、制御装置２３によりローターブレード調整デバイス１４が制御される。制御装置２３は例えば風力タービン１の上位の制御装置である。変換器２１が、整流器２４、コンデンサ２６を備える中間回路２５、および、出力ステージ２７を備える。電気モータ２０が歯車機構２８の相互接続によりローターブレード８に機械的に結合され、歯車機構２８が電気モータ２０によりローターブレード１５を中心として回転可能である。変換器２１が制御ユニット２９をさらに備え、変換器２１が制御ユニット２９により制御可能である。

非常用電源デバイス１３が、中間回路２５上のダイオード３１を介して接続されるエネルギーキャパシタ３０を備える。主電力供給装置２２がスイッチ３２の相互接続によりインバータ２４の入力に接続され、スイッチ３２が制御ユニット２９により作動され得る。ブレーキ３４がモータ２０のモータシャフト３３上に設けられ、ブレーキ３４によりモータシャフト３３の回転が解放または阻止され得、その結果、ローターブレード軸１５を中心とするローターブレード８の回転がやはりブレーキ３４により解放および阻止され得るようになる。ブレーキ３４が制御ユニット２９により制御される。ローターブレード８がそのローターブレード軸１５を中心として回転させられる場合、ブレーキ３４が解除される。ローターブレード８が回転させられない場合、ローターブレード軸１５を中心とするローターブレード８の回転がブレーキ３４によって阻止される。

コンバータ２１の概略的な回路図が図４から確認可能であり、インバータ２４が６個のサイリスタ３５を備え、したがって作動可能なインバータとして設計される。サイリスタ３５のゲート接続が制御ユニット２９によって作動され、その結果、上記制御ユニットによりインバータ２４を作動させたり作動を停止させたりすることが可能となる。出力ステージ２７がトランジスタ出力ステージとして設計され、６つのトランジスタ３６を備え、それらのゲート接続またはベース接続が制御ユニット２９によって作動される。したがって、モータ２０に供給されるモータ電流Ｉが出力ステージ２７および制御ユニット２９により制御可能である。ここでは、トランジスタ３６が絶縁ゲートバイポーラ電極（ＩＧＢＴ：ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を備えるバイポーラトランジスタとして設計される。

ブレーキ３４の一部切欠の斜視図が図５で確認可能であり、これが、支持体（コイル支持体）３７と、支持体３７上に設置される、ブレーキパッド３９を備えるブレーキディスク３８と、軸４０に沿ってブレーキディスク３８を基準として変位可能となるように支持体３７上に設置されるアンカーディスク４１と、ブレーキ３４の無電流状態において、ブレーキディスク３８に逆らって軸４０の沿って延びる方向ｘの方にアンカーディスク４１を押圧する、支持体３７上に設置される複数の圧縮ばね４２と、そこを通って電流Ｉ_Ｂが流れることができる電磁石４３と、を備え、出力増加状態の電磁石４３が、磁力により、ばね４２の力に逆らってブレーキディスク３８から離すようにアンカーディスク４１を移動させるか、または、ブレーキディスクから一定距離のところでアンカーディスクを保持する。

ブレーキディスク３８がローター要素４４に取り付けられ、ローター要素４４が歯付きハブ４５を介してモータシャフト３３にねじり剛性を有する形で接続され、歯付きハブ４５が歯車機構２８を介してローターブレード８の位置を変更することができる。ローター要素４４が好適にはスリーブ形状である。ローター要素４４が具体的にはブレーキディスク３８に堅固にまたはねじり剛性を有する形で接続される。電磁石４３が、支持体３７に固定的に接続される電気コイル４７を備える。軸４０を基準として回転対称となるようにまたは概して回転対称となるように設計される、支持体３７の円周上に分布されるように配置される圧縮ばね４２が、ブレーキパッド３９を備えるブレーキディスク３８の方向にアンカーディスク４１を押圧する。ブレーキ３４が非出力増加状態で係合状態となる。その理由は、アンカーディスク４１がブレーキディスク３８に逆らって押圧され、その結果、具体的にはブレーキのサイズおよび圧縮ばね４２の力のために、ブレーキ３４の保持トルクがモータシャフト３３に加えられるようになる、からである。ブレーキ３４が係合状態になる場合、モータシャフト３３の回転が阻止される。ブレーキ３４が、概略的に示される電圧源４８により電磁石４３のコイル４７に電圧Ｕ_０を印加する制御デバイス４６により開けられるかまたは解除される。コイル４７に電圧Ｕ_０を印加することにより、電流Ｉ_Ｂがコイル４７内に流れ、それにより磁界を形成する。磁界が圧縮ばね４２に逆らって作用し、それによりアンカーディスク４１が引き付けられ、軸４０に沿ってコイル４７の方向に移動させられる。アンカーディスク４１の移動が、コイル４７に当接されるようになるかまたはコイル支持体３７上に設けられる止め具に当接されるようになるまで、行われ、その結果、ブレーキディスク３８が完全に解除される。ブレーキ３４が開けられるかまたは解除されると、モータシャフト３３の回転が解放される。示される実施例では、コイル支持体３７が一方でアンカーディスク４１のための止め具として機能し、他方でコイル４７を受けるように機能する。

制御デバイス４６が電路４９を介して回路４７に接続される。電圧源４８が、概略的に示される電気スイッチデバイス５１により、コイル４７に電圧Ｕ_０を印加するようにデジタルコンピュータを備える制御デバイス５０から発動され、電圧Ｕ_０が、一定の直流電圧、または、一定の作動電圧部分と、それに重畳する交流電圧部分とを含む直流電圧、のいずれかである。別法としてまたは加えて、スイッチデバイス５１により交流電圧部分を直流電圧Ｕ_０に重畳させること、ならびに／あるいは、直流電圧Ｕ_０をパルス状にするかまたは直流電圧Ｕ_０にパルス幅変調を受けさせることが可能である。コイル４７を通って流れる電流Ｉ_Ｂおよび／またはコイル４７の電流取り込み量（ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔａｋｅ）が、時刻ｔに応じて、概略的に示される電流センサ５２を介して測定される。結果として記録される電流信号が、概略的に示される適合回路（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）５３を介して、所望の情報を決定するためのソフトウェアを有する、制御デバイス５０まで誘導される。この実施形態によると、制御デバイス４６が変換器２１の制御ユニット２９によって形成される。しかし、別法として、制御デバイス４６が例えば制御ユニット２９から分離されて設けられてもよい。

ブレーキ３４を通って流れる電流Ｉ_Ｂの電流−時間のグラフ、および、ブレーキ３４に印加される電圧Ｕ_Ｂの電圧−時間のグラフが図６から確認可能であり、これらが例えばブレーキ３４をオンおよびオフに切り換えるときに見られるものである。ここでは、時間に文字ｔが付される。

時刻ｔ_０においてブレーキ３４のコイル４７に電圧Ｕ_０が印加され、その結果、コイル４７を通って流れる電流Ｉ_Ｂが増加する。この事例では、電圧Ｕ_０がゼロより大きい。時刻ｔ_１において電流Ｉ_Ｂにより生じる磁力が圧縮ばね４２の力を無効にし、その結果、アンカーディスク４１がブレーキディスク３８から解放される。コイル４７の方向へのアンカーディスク４１の移動中、電流Ｉ_Ｂが緩やかにのみ増加する。移動の終了時に、つまり、時刻ｔ_２においてアンカーディスク４１がコイル４７または止め具に当接されるとすぐに、電流Ｉ_Ｂが急激に増加する。そこで、電流作動状態において、差ｔ_２−ｔ_０がブレーキ３４を開くための作動時間をなす。時刻ｔ_０を含むかまたは時刻ｔ_０で開始される十分に長い時間間隔Δｔ_１にわたって電流Ｉ_Ｂが測定される場合、電流時間曲線の形状を分析することにより時刻ｔ_１およびｔ_２が決定され得る。

ブレーキ３４のコイル４７に印加される電圧Ｕ_Ｂが時刻ｔ_３においてＵ_０からゼロとなるように設定され、その結果、コイル４７を通って流れる電流Ｉ_Ｂが減少する。電流Ｉ_Ｂによって生じる磁力が、時刻ｔ_４において、圧縮ばね４２の力まで減少し、その結果、アンカーディスク４１がコイル４７または止め具から解放される。ブレーキディスク３８の方向へのアンカーディスク４１の移動中、電流Ｉ_Ｂが緩やかにのみ減少する。移動の終了時に、つまり、時刻ｔ_５においてアンカーディスク４１がブレーキディスク３８に当接されるとすぐに、電流Ｉ_Ｂが急激に減少する。そこで、電流作動状態において、差ｔ_５−ｔ_３が、ブレーキ３４を閉じるための、または、ローターブレード８の回転を阻止するブレーキ３４の状態を採用するための、作動時間をなす。時刻ｔ_３を含むかまたは時刻ｔ_３で開始される十分に長い時間間隔Δｔ_２にわたって電流Ｉ_Ｂが測定される場合、電流時間曲線の形状を分析することにより時刻ｔ_４およびｔ_５が決定され得る。

タイムラインが図７から確認可能であり、ローターブレード８の回転を阻止するブレーキ３４が時刻ｔ_Ｂで開くように発動される。時刻ｔ_Ｂが具体的にはｔ_０に対応する。さらに、休止する電子モータ２０が時刻ｔ_Ａでローターブレード８を回転させるように発動される。時刻ｔ_Ａとｔ_Ｂとの間の時間的ずれがΔｔ_Ｖを付される。電気モータ２０の応答時間が既知であるかまたはブレーキ３４の作動時刻を基準として無視できる程度である場合、時間的ずれΔｔ_Ｖの目標値が、可能性として電気モータ２０の応答時間を考慮して、差ｔ_２−ｔ_０から決定され得る。次いで、その時点で適用可能である時間的ずれΔｔ_Ｖがこの目標値によって設定され、その結果、時間的ずれのための最適な設定が作られる。時間的ずれΔｔ_Ｖを最適に設定することにより、一方において、電気モータ２０がローターブレード８を回転させるためのトルクを加えるときにブレーキ３４が確実に解除されるようになり、他方において、電気モータ２０がローターブレードを回転させるためのトルクを依然として加えない場合にブレーキ３４が確実に依然として解除されないようになる。この事例では、電気モータ２０の応答時間が、具体的には、ローターブレード８を回転させるための休止する電気モータ２０の作動から、ローターブレード８を回転させるためのトルクを加えるまでに、経過する時間として理解される。

１ 風力タービン
２ 土台
３ タワー
４ ナセル
５ メインフレーム
６ ローター
７ ローターハブ
８ ローターブレード
９ ローターブレード
１０ ローターブレード
１１ 発電機
１２ ローターブレード調整システム
１３ 非常用電源デバイス
１４ ローターブレード調整デバイス
１５ ローターブレード軸
１６ ローターブレード軸
１７ ローターブレード軸
１８ 風
１９ ローター軸
２０ 電気モータ
２１ 変換器
２２ 供給網
２３ 制御装置
２４ インバータ
２５ 中間回路
２６ コンデンサ
２７ 出力ステージ
２８ 歯車機構
２９ 変換器の制御ユニット
３０ エネルギー貯蔵システム
３１ ダイオード
３２ スイッチ
３３ モータシャフト
３４ ブレーキ
３５ サイリスタ
３６ トランジスタ／ＩＧＢＴ
３７ ブレーキの支持体
３８ ブレーキディスク
３９ ブレーキパッド
４０ ブレーキの軸
４１ アンカーディスク
４２ ばね
４３ 電磁石
４４ ローター要素
４５ 歯付きハブ
４６ 制御デバイス
４７ 電気コイル
４８ エネルギー源
４９ 送電線
５０ 制御デバイス
５１ スイッチデバイス
５２ 電流センサ
５３ 適合回路
ｘ 方向

Claims (15)

1. 風力タービンまたは水力発電プラント（１）のローターブレード調整デバイス（１４）を制御するための方法において、前記ローターブレード調製デバイス（１４）が、駆動装置（２０）であって、前記駆動装置（２０）が風または水の流れを受けるローターブレード（８）に接続され、また、ローターブレード軸（１５）を中心として回転可能とするように前記ローターブレード（８）をその上に設定しているところのローターハブ（７）を基準としてローターブレード軸（１５）を中心として前記ローターブレード（８）を回転させるという目的を有する、駆動装置（２０）と、電磁ブレーキ（３４）であって、前記電磁ブレーキ（３４）が前記ローターブレード（８）に接続され、前記ローターブレード軸（１５）を中心とする前記ローターブレード（８）の回転を阻止するという目的を有する、電磁ブレーキ（３４）と、を備え、前記ブレーキ（３４）がブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）においてその作動状態を変更することを目的として発動させられ、前記駆動装置（２０）が駆動装置作動時刻（ｔ_Ａ）においてその駆動状態を変更するように発動させられ、前記駆動装置作動時刻（ｔ_Ａ）が前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）に対して所定の時間的ずれ（Δｔｖ）を有する、方法であって、
   前記ブレーキ（３４）を通って流れる電流（Ｉ_Ｂ）が測定され、そこから得られる電流時間曲線の形状が評価され、前記時間的ずれ（Δｔｖ）が、この評価の結果に応じて、新たに決定されおよび／または適合される、ことを特徴とする
   方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記電流時間曲線の形状を評価した後で、前記時間的ずれ（Δｔｖ）が変更される、ことを特徴とする、方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、前記ブレーキ（３４）を通って流れる前記電流（Ｉ_Ｂ）が継続的におよび／または時間間隔（Δｔ_１）にわたって測定され、前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ａ）が前記時間間隔（Δｔ_１）の開始時であるかまたは前記時間間隔（Δｔ_１）の範囲内にあり、前記作動状態の変更の時間（ｔ_２）が前記時間間隔（Δｔ_１）の終了時にあるかまたは前記時間間隔（Δｔ_１）の範囲内にある、ことを特徴とする、方法。
4. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法において、前記駆動作動時刻（ｔ_Ａ）が、前記時間的ずれの値（Δｔ_Ｖ）だけ前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）より後である、ことを特徴とする、方法。
5. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法において、前記駆動装置（２０）が前記ローターブレード（８）を回転させるために前記駆動装置作動時刻（ｔ_Ａ）で発動され、前記ブレーキ（３４）が前記ローターブレード（８）を解放するために前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）で発動される、ことを特徴とする、方法。
6. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法において、前記ブレーキ（３４）が前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）で前記ローターブレード（８）を阻害し、前記駆動装置（２０）が前記駆動装置作動時刻（ｔ_Ａ）で休止する、ことを特徴とする、方法。
7. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法において、前記ブレーキ（３４）が、前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）において、前記電流（Ｉ_Ｂ）を供給する電圧源（４８）に接続される、ことを特徴とする、方法。
8. 請求項７に記載の方法において、前記電圧源（４８）によって提供される前記電圧（Ｕ_０）が直流電圧である、ことを特徴とする、方法。
9. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法において、前記電磁ブレーキ（３４）が、支持体（３７）と、少なくとも１つのブレーキディスク（３８）と、前記ブレーキディスク（３８）を基準として変位可能となるように前記支持体（３７）上に設置される少なくとも１つのアンカーディスク（４１）と、前記支持体（３７）上に設置されて前記アンカーディスク（４１）を前記ブレーキディスク（３８）の方向に押圧する１つまたは複数のばね（４２）と、出力増加状態において、磁力により、前記１つまたは複数のばね（４２）の力に逆らって前記ブレーキディスク（３８）から離すように前記アンカーディスク（４１）を移動させるかまたは前記アンカーディスクを前記ブレーキディスクから一定距離のところで保持する少なくとも１つの電磁石（４３）と、を有する、ことを特徴とする、方法。
10. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法において、前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）から前記作動状態が変化するまで経過する前記ブレーキ（３４）の作動時間（ｔ_２−ｔ_０）が、前記電流時間曲線の形状を評価することにより、決定され、前記所定の時間的ずれ（Δｔｖ）がこの作動時間（ｔ_２−ｔ_０）に応じて新たに決定および／または適合される、ことを特徴とする、方法。
11. 請求項９および１０に記載の方法において、前記電流（Ｉ_Ｂ）が、前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）の後に設けられる第１の時刻（ｔ_１）まで増加し、前記第１の時刻（ｔ_１）では、前記磁力が前記ばね（４２）の力に一致するかまたはほぼ一致する、こと、前記電流（Ｉ_Ｂ）が、前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）と前記第１の時刻（ｔ_１）との間よりも緩やかに、前記第１の時刻（ｔ_１）の後に設けられる第２の時刻（ｔ_２）まで増加する、こと、ならびに、前記電流（Ｉ_Ｂ）が、前記第２の時刻（ｔ_２）の後で、前記第１の時刻（ｔ_１）と前記第２の時刻（ｔ_２）との間よりも急激に増加し、前記第２の時刻（ｔ_２）と前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）との間の差が前記ブレーキ（３４）の前記作動時間をなす、こと、を特徴とする、方法。
12. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法において、前記電流時間曲線の形状の評価が、前記電流時間曲線の異なる増加速度および／または変化速度の領域を認識することを含む、ことを特徴とする、方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、前記電流（Ｉ_Ｂ）が、前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）の後に設けられる第１の時刻（ｔ_１）まで変化し、また、前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）と前記第１の時刻（ｔ_１）との間よりも緩やかに、前記第１の時刻（ｔ_１）の後に設けられる第２の時刻（ｔ_２）まで変化し、また、前記第２の時刻（ｔ_２）の後で、前記第１の時刻と前記第２の時刻との間よりも急激に変化し、前記時間的ずれ（Δｔｖ）が、前記第２の時刻（ｔ_２）と前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）との間の差に応じて、新たに決定および／または適合される、ことを特徴とする、方法。
14. 請求項１０および１３に記載の方法において、前記第２の時刻（ｔ_２）と前記ブレーキ作動時刻（ｔ_Ｂ）との間の差が前記ブレーキ（３４）の前記作動時間である、ことを特徴とする、方法。
15. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法において、少なくとも２つの作動状態が前記ブレーキ（３４）に割り当てられ、前記ブレーキ（３４）が第１の作動状態で係合状態になり、前記第２の作動状態で解除される、ことを特徴とする、方法。

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