JP2022521637A - 風力タービンの可動部分を保持するための方法 - Google Patents

Abstract

風力タービンでこの風力タービン１の調整装置１０の可動部分のより確実な保持を可能にするため、少なくとも１つの前記駆動軸１１－１が、その他の前記駆動軸１１－２，１１－３，１１－４に対して相対回転され、これらの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の位置制御が実行され、この位置制御は、これらの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４を、当該保持の開始時のこれらの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４のこれらの駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４のそれぞれの初期位置に制御することによって、当該保持前に、これらの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４が互いに緊張固定されることが提唱されている。

Description

本発明は、風力タービンの可動部分を調整装置によって保持するための方法に関する。この場合、当該調整装置は、それぞれ１つの駆動モータを有する少なくとも２つの駆動軸を含む。これらの駆動軸は、当該可動部分に機械連結されている。この場合、少なくとも１つの当該駆動軸が、その他の当該駆動軸に対して相対回転されることによって、当該保持前に、これらの駆動軸が互いに緊張固定（ｖｅｒｓｐａｎｎｅｎ）され、当該保持の開始時に得られたこれらの駆動軸の緊張固定が、これらの駆動軸を制御することによって保持される。さらに、本発明は、可動部分を保持するためのこのような調整装置を有する風力タービンに関する。

風力タービンは、通常、たとえばロータブレード調整部などの、風力タービンの様々な可動部分のための調整装置、又は方位調整部を備え、これによって、風力タービンを、変化する風条件（風強さ、風方向など）に合わせて調節し、これによって、とりわけエネルギ産出量を増加させることができる。そのような調整装置は、大きな単一の駆動モータの代わりに、より小さな相互作用する複数の駆動モータを有することが多い。駆動モータは、駆動ピニオンを介して、通常、共通の歯環に作用し、これによって、風力タービンの可動部分が調整される。この場合、歯環は、たいていは位置固定に、たとえば方位調整部においてはタワーに、又はロータブレード調整部においてはゴンドラ（ほぼ定位置の部分として）のハブに配置されている。駆動モータは、駆動ピニオンと共に、可動部分に配置されている。しかもまた、この配置は、逆であってもよい。この場合、可動部分と位置固定部分とは、軸受、具体的には転がり軸受又は滑り軸受を介して、相互に結合されている。駆動モータと駆動ピニオンとの間には、一般的に、駆動伝動装置も、たいていは遊星伝動装置も配置されており、駆動伝動装置は、トルクコンバータとして機能し、つまり駆動モータの高い回転数及び低いトルクが、駆動ピニオンにおいてより低い回転数で高いトルクへと変換される。付加的に、多くの場合、特に転がり軸受部においては、制動装置も、一般的に１つでたいていは液圧式の調整ブレーキも設けられており、これによって、風力タービンの可動部分を制動する又は固く保持することができる。滑り軸受部においては、一般的に、たいていは液圧式の制動装置は設けられていない。制動装置には、位置固定の制動盤が設けられてよく、制動盤に、可動部分に配置された制動片が作用する。この配置もまた、逆であってよい。付加的に又は代替的に、駆動モータに保持ブレーキが装着されてもよい。

風力タービンの調整装置の駆動軸において、つまり駆動モータ、場合によっては駆動伝動装置、及び駆動ピニオンと歯環との間の歯列において、大きな機械的な遊び及び大きな弾性が存在する。たとえば、駆動ピニオンの歯と歯環との間において０．５ｍｍ～１ｍｍの範囲の遊びは珍しいことではない。付加的に、駆動軸に、典型的には１：２００００の範囲の大きな伝達比が設定されている。したがって、トルクを駆動モータから歯環へ伝達するために、まずは駆動軸における遊び及び弾性が除去されなければならない。そのために、駆動モータの駆動シャフトの多数の回転数が必要であり得る。

調整が必要とされない場合、調整装置の可動部分は、通常は調整ブレーキによって、及び／又は駆動モータの保持ブレーキによって、摩擦軸受で作用する摩擦によって保持される。当該調整ブレーキ若しくは保持ブレーキ又は摩擦軸受における摩耗に起因して、当該保持のために達成可能な制動作用が弱まり得る。また、当該可動部分を保持するために得られる制動作用が十分でないぐらいに、風の負荷が大きく成り得る。双方の場合では、風が、発揮する制動作用に逆らう当該可動部分の望まない制御されない回転を引き起こし得る。

国際公開第２０１８／０９１１４４号パンフレット及び欧州特許出願公開第２４９５４３５号明細書から、複数の駆動軸を調整装置の可動部分を保持するために使用することも既に知られている。このため、双方の場合に、これらの駆動軸の回転数制御装置が使用される。しかし、この回転数制御装置によるだけでは、風がこれらの駆動軸による保持に逆らう望まない制御されない可動部分の回転を引き起こすことが阻止され得ない。

国際公開第２０１８／０９１１４４号パンフレット 欧州特許出願公開第２４９５４３５号明細書

したがって、本発明の課題は、調整装置の可動部分のより確実な保持を可能にする方法及び風力タービンを提供することにある。

本発明によれば、この課題は、位置制御がこれらの駆動軸を当該保持の開始時の初期位置に保持するために使用されることによって解決される。これらの駆動軸の制御による緊張固定が保持される限り、可動部分は保持される。したがって、これらの駆動軸は、調整装置の可動部分を保持するために能動的に使用される。当該制御によれば、可動部分が、これらの駆動軸だけによって保持されか、又は、場合によっては起こり得る制動作用が、可動部分を保持するためのこれらの駆動軸によって支援される。当該緊張固定を保持するためのこれらの駆動軸を制御することによって、場合によっては起こり得る摩耗に起因する存在する制動作用の低下が補償される。また、制動作用の少なくとも一部が、当該保持のためにこれらの駆動軸から提供され得るので、調整ブレーキが、小型化され得る。したがって同時に、例えば、可動部分が、当該保持時に風の高い負荷に起因して不本意に回転する時に、当該可動部分の回転が相殺される。

当該保持のためには、これらの駆動軸が、当該保持の前にさらに再び緊張固定されると、特に有益である。何故なら、緊張固定状態の場合によっては起こり得る望まない変化が排除されるからである。これは、非常に良好で且つより確実な保持に寄与する。

以下に、対象となる発明を、例示的に、概略的にかつ非限定的に本発明の好適な実施形態を示す図１～図６に関して詳しく説明する。

風力タービンの典型的な一形態を示す。 風方向追随部としての、駆動軸を有する調整装置の一形態を示す。 調整装置における駆動軸の配置を示す。 可動部分を回動させるための調整装置の調整を示す。 駆動軸の制御の好適な一形態を示す。 可動部分を保持するための駆動軸の緊張固定を示す。

対象となる発明が、風力タービン１のゴンドラ３に用いられるたとえば方位調整部（風方向追随部７）の一般事項に限定されることなく述べられる。もちろん、本発明は、少なくとも２つの駆動軸１１、たとえばロータブレード４の当接姿勢を調整するためのロータブレード調整部６が設けられた、風力タービン１の可動部分のための他の調整装置でも適用することができる。

図１は、典型的な風力タービン１を示しており、風力タービン１は、位置固定のタワー２を備え、タワーの２上にゴンドラ３が配置されている。ゴンドラ３に、通常、ロータ（ハブ５、ハブ５にロータブレード４が配置されている）と発電機とから成る駆動系統８が配置されており、ロータと発電機とは、シャフトによって相互に結合されており、この場合、シャフトは、もちろん相応に軸支されている。多くの場合、駆動系統８には、発電機の手前に伝動装置も、かつ場合によってはブレーキも設けられている。発電機は、ロータによって駆動される。ロータブレード４の当接姿勢は、調整装置１０としてのロータブレード調整部６を介して調整可能である。ゴンドラ３は、同様に、調整装置１０としての風方向追随部７によって、タワー２の鉛直軸線周りに回動可能に配置されている。したがって、ロータブレード４又はゴンドラ３は、風力タービン１の可動部分を成し、この可動部分は、必要に応じて、たとえばロータブレード４の当接姿勢を目下の風に依存して変化させる又はゴンドラ３を目下の風方向に追随させるために、調整する、具体的には回動させることが可能である。

図２には、風力タービン１の可動部分の調整装置１０の、この場合たとえば風方向追随部７の、本発明による駆動軸１１が示されている。軸受１７、ここでは転がり軸受を介して、ゴンドラ３が、回動可能にタワー２に配置されている。これによって、ゴンドラ３は、タワー２の鉛直軸線１８周りに回動可能に軸支されている。さらに、調整ブレーキ１９が設けられてよく、調整ブレーキ１９は、たとえばタワー２においては位置固定の１つの制動盤２５と、ゴンドラ３においてはたとえば液圧式に作動可能な複数の制動キャリパ２６とを有し、制動キャリパ２６は、制動盤２５と相互作用して制動することができる。駆動軸１１は、調整のために、機械的に風力タービン１の可動部分と連結されており、これによって、たとえば可動部分が回動させられる。軸受１７は、もちろん滑り軸受として構成されてもよく、調整ブレーキ１９は、省略されてもよい。

駆動軸１１は、駆動モータ１２から成り、駆動モータ１２は、図２に示されているように、可動の連結部分２７を、図示の実施形態では駆動ピニオン１４を駆動する。駆動モータ１２は、電動機であってよく、たとえば、たとえばカゴ形電動機などの非同期モータ、又はたとえば永久磁石励起方式もしくは電磁励起方式の同期モータなどの同期モータであってよい。しかもまた、駆動モータ１２は、液圧モータ、又は任意の他の適切なモータであってもよい。駆動モータ１２と連結部分２７（駆動ピニオン１４）との間には、一般的に、駆動伝動装置１３、たとえば遊星伝動装置がさらに設けられている。駆動ピニオン１４は、位置固定にタワー２に配置された連結部分２８と、図示の実施形態では外歯歯列を有する歯環１６と相互作用して、機械的な連結が形成される。したがって、駆動ピニオン１４が回転すると、ゴンドラ３が、タワー２に対して回動することができ、これによって、たとえばゴンドラ３が風方向に追随させられる。調整装置１０は、少なくとも２つのそのような駆動軸１１から成り、この場合、各駆動軸１１は、同一の位置固定の連結部分２８（歯環１６）に作用する。もちろんこのような配置は、例示したものでしかなく、任意に他の形で構成されてもよい。たとえば、歯環は、内歯歯列を有して構成されてよい。同様に、歯環１６が、ゴンドラ３に配置されてよく（つまりゴンドラと共に可動であってよく）、駆動軸１１が、位置固定にタワー２に配置されてよい。駆動モータ１２は、電気式の、空圧式の又は液圧式の保持ブレーキ２３を有して構成されてもよい。これによって、駆動軸１１を、調整ブレーキ１９から独立して、又は調整ブレーキ１９に対して付加的に保持することもできる。具体的な構成は、本発明にとって重要ではない。

駆動軸１１と風力タービン１の可動部分との間の機械的な連結のための駆動ピニオン１４及び歯環１６の代わりに、もちろん、機械的な連結のための他の可動の連結部分２７及び位置固定の連結部分２８も、たとえばそれぞれ駆動モータ１２によって駆動される摩擦車、ベルト駆動装置又はチェン駆動装置も考えられる。

本発明によれば、調整装置１０に対して少なくとも２つの駆動軸１１が、たとえば図３に示されている（その際、簡素化のために駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４だけが示されている）ように、４つの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４が設けられている。

冒頭で述べられたように、駆動軸１１において、大きな機械的な遊びが、特に駆動ピニオン１４と歯環１６との間の歯の遊び、調整伝動装置１３内に生じ得る歯の遊び又は他の機械的な連結部における遊び、及びたとえば伝達比及びねじり剛性に基づく高い弾性が生じ得る。風力タービン１の可動部分へ駆動モータ１２の回転運動を伝達可能にするために、まずは遊び及び弾性が除去されなければならない。たとえば、まずは作用する全ての伝動装置の全ての歯側面が回転方向に相接してなければならない。この場合にようやく、風力タービン１の可動部分、ここではゴンドラ３を、駆動軸１１によって運動させることができる。しかしそのためには、駆動モータ１２の極めて多くの回転数が必要であり得る。これによって、調整装置１０の運動及び駆動制御に際して重大な問題が生じるおそれがある。というのも、特に、同時に大きな外部の動的な風力が、調整装置１０の負荷として作用し得るからである。

この問題を解消するために、駆動軸１１の位置制御が使用され得る。駆動軸１１の位置制御によって、駆動モータ１２の角度位置が制御される。駆動軸１１の位置制御は、主に、駆動モータ１２（又は駆動軸１１の他の部分の同等物）の位置フィードバックが設定されており、このフィードバックは、たとえば駆動増幅器２０（ハードウェア及び／又はソフトウェア）と調整制御ユニット２１（ハードウェア及び／又はソフトウェア）とから成る駆動制御ユニット２４（ハードウェア及び／又はソフトウェア）において処理され、これによって、駆動モータ１２（又は駆動軸１１の他の部分の同等物）の角度位置が調節されることを特徴としている。この場合、駆動増幅器２０が駆動モータ１２に組み込まれてもよい。位置フィードバックのために、駆動モータ１２に、角度位置センサ１５が設けられてよく、角度位置センサ１５は、センサ値Ｍを位置実際値として送り、これに基づいて駆動モータ１２の回転角度を推測することができる。そのような角度位置センサ１５は、様々な形態で、たとえば回転センサ又はリゾルバとして十分に知られている。駆動増幅器２０は、駆動モータ１２に対する必要な作動量、たとえば電気的な駆動モータ１２に対する電気的な供給量、たとえば駆動モータ１２としての三相電動機に対する３つの位相電圧Ｕ，Ｖ，Ｗを形成し、これによって、あらゆる時点で所望の回転運動が実現される。別種の駆動モータ１２に対しては、もちろん、他の作動量を用いることができ、たとえば液圧モータの場合には液圧弁又は液圧ポンプに対する作動命令を用いることができる。駆動増幅器２０は、位置制御のために、たとえば調整制御ユニット２１（ハードウェア及び／又はソフトウェア）から提供される制御信号Ｓを処理することもきる。また制御ユニット２４又は調整制御ユニット２１を、風力タービン１の設備制御部２２によって駆動制御することができる。駆動制御ユニット２４又は調整制御ユニット２１は、もちろん、たとえばソフトウェアとして設備制御部２２に実装されてもよい。調整制御ユニット２１及び駆動増幅器２０は、共通のハードウェアとして実装されてよい。同様に、調整制御ユニット２１、駆動増幅器２０及び設備制御装置２２を、共通のハードウェアとして実装することが可能である。同様に、複数の駆動増幅器２０が、調整制御ユニット２１によって駆動制御される共通のハードウェアに実装されてよい。好適な形態では、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の少なくとも１つの駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０－４、一群の駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０－４又は全ての駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０－４を駆動制御する調整制御ユニット２１が設けられている。この場合、各駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の駆動制御ユニット２４－１，２４－２，２４－３，２４－４は、たとえば、同一の調整制御ユニット２１とそれぞれ１つの駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０－４とから成る。駆動増幅器２０や調整制御ユニット２１、又は概して駆動制御ユニット２４は、場合によっては存在する、駆動モータ１２の保持ブレーキ２３を駆動制御することもできる。

調整装置１０における本発明による方法を、図４に基づいて、４つの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４（図３のように）を有する調整装置１０の例で説明する。

調整の開始時、好適には、駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４の、場合によっては存在する保持ブレーキ２３、及び場合によっては存在する調整ブレーキ１９が閉鎖されている。時点ｔ０で、上位の設備制御部２２が、調整のための命令Ｂを、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の駆動制御ユニット２４－１，２４－２，２４－３，２４－４に、記載の実施形態では、少なくとも１つの駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０を駆動制御する調整制御ユニット２１に与える。それに基づいて、場合によっては存在する閉鎖された保持ブレーキ２３が、準備動作として解除される。

本発明による方法の第１のステップとして、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４が、実際の調整前に、好適には、風力タービン１の可動部分の停止状態で緊張固定される。そのために、少なくとも１つの駆動軸１１－１が他の駆動軸１１－２，１１－３，１１－４に対して相対的に回転させられる。たとえば、緊張固定のために、少なくとも１つの駆動軸１１－１を、他の駆動軸１１－２，１１－３，１１－４とは逆向きの回転方向に運動させることができる。代替的に、全ての駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４を同一の回転方向に回転させることができるが、その際、少なくとも１つの駆動軸１１－１が他の駆動軸１１－２，１１－３，１１－４よりも遅く回転させられることによって、又は少なくとも１つの駆動軸１１－１が保持される一方、他の駆動軸１１－２，１１－３，１１－４が、好適には、必然的ではないが同一方向に回転させられることによって、緊張固定がなされ得る。もちろん、緊張固定のためのこれらの手段が組み合わされてもよい。緊張固定された状態では、駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４は、所定の、事前設定された又は設定されたトルクでもってそれ以上回転させることができず、これによって、遊び及び弾性が除去されている。このトルクは、もちろん駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４及び／又は駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の構成要素によって制限されており、これによって、損傷又は過負荷が回避される。

緊張固定は、たとえば駆動制御ユニット２４－１，２４－２，２４－３，２４－４において駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の回転数制御、トルク制御又は位置制御によって、原則として任意に行うことができる。各駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４において緊張固定のための所望のトルクが調節されるべきであるとき、好適には、トルク制御が用いられる、つまり駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０－４が、所望の、たとえば調整制御ユニット２１又は設備制御部２２によって事前設定される又は設定される押圧モーメントを調節する。その際、個々の駆動軸１１－１、１１－２，１１－３，１１－４の、発生させられる全ての駆動モーメントの合計モーメントが零以外でなければならないように設定されてもよい。可動部分の所望の回動方向とは逆向きの残留モーメントが調節されてもよく、その際、残留モーメントは、外部で作用する風に対する減衰部として作用するために、制動モーメントとして用いられる。緊張固定時、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４は、機械的な遊び及び弾性が除去されるまで継続して回転させられ、これは、回転数制御又は位置制御でも達成し得る。

図４の例では、４つの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の回転数ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４が示されている。第１の駆動軸１１－１には、他の駆動軸１１－２，１１－３，１１－４の回転数ｎ２，ｎ３，ｎ４とは逆向きである回転数ｎ１が調節されることが看取される。緊張固定された状態では、駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４は、所定の、事前設定された又は設定されたモーメントでもってそれ以上回転させることができず、したがって、４つの駆動軸１１の回転数ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４は零へ低下する。

緊張固定された状態で、場合によっては存在する調整ブレーキ１９が解除され、これは、構成に応じて数秒間継続することがある。ここでは、緊張固定自体は、調整ブレーキ１９が解除された状態で又は存在しない場合でも行うことができることに留意されたい。時点ｔ１では、たとえば設備制御部２２によって実際の調整プロセスが導入される。遅くともこの時点で、好適にはすでに、たとえば緊張固定プロセスが終了するその前に、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の位置制御へと切り替えがなされる。位置制御は、緊張固定が維持されるように行われる。そのために、全ての駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４は、共に緊張固定を維持しつつ同一の回転方向に調整される。その際、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の緊張固定は、好適には、低下すべきではなく、少なくとも過度に強く低下すべきではないが、増加はしてよい。これは、たとえば、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４同士の相対位置が位置制御によって変化されずに維持されるように行われる。調整時、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４は、実質的に同一の回転角度だけ同一の回転方向に調整される。「実質的に」ということなので、不可避の制御精度、測定精度、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４における製造に起因する誤差などに基づいて、個々の駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４における回転角度は、一般的に、厳密には一致しない。

位置制御を改善するために、図５に基づいて説明されるマスタ／スレーブ制御が実行されてもよい。図５は、それぞれ１つの駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０－４とこれに対応する駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４とを有する実施形態の４つの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４を示している（たとえば駆動伝動装置１３などの、駆動系統の他の構成要素は、簡素化のために図示されていない）。１つの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４は、マスタ－駆動軸１１－２として規定されていて、調整制御ユニット２１から位置目標値Ｓｐを受け取る。他の駆動軸１１－１，１１－３，１１－４は、マスタ－駆動軸１１－２の駆動増幅器２０－２からそれぞれの位置目標値Ｓｓを受け取る。マスタ－駆動軸１１－２からスレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４へ引き渡される位置目標値Ｓｓは、好適には、マスタ－駆動モータ１２－２の角度位置センサ１５によって検出される角度－実際値ＭＭである。これによって、スレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４は、厳密にマスタ－駆動軸１１－２の動きに追従する。しかもまた、２つ以上のマスタ－駆動軸１１－２を設けることも可能であり、この場合、各マスタ－駆動軸１１－２に、所定数のスレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４が対応付けられている。この場合、各々のスレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４を含む各マスタ－駆動軸１１－２の制御は、既述の通りに行われる。

別の一形態では、位置目標値ＳＰが、調整のために調整制御ユニット２１から全てのスレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４へ順に送られてもよい。

少なくとも１つのマスタ－駆動軸１１－２に少なくとも１つのスレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４が設けられていて、他のスレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４が直接に位置目標値ＳＰを受け取る組み合わせも考えられる。

制御を実現するために、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０－４は、データ通信のために、相互に、かつ／又は調整制御ユニット２１と、適切な通信バス、たとえばＰＯＷＥＲＬＩＮＫ又はＣＡＮを介して接続されてよい。

たとえば回転角度の形態の位置目標値ＳＰ，ＳＳと、制御の実際値としての、検出されたセンサ値Ｍ（又はそこから導出された回転角度）とから、この場合、駆動増幅器２０において、一般的にソフトウェアとして実装された調整器（たとえばＰＩＤ調整器）に基づいて、位置実際値が位置目標値に追従するのに必要とされる、制御の必要な作動量、たとえば電気的な供給量Ｕ，Ｖ，Ｗが算出される。電気的な供給量の代わりに、駆動増幅器２０において、作動量として、他の量、たとえば、知られたＰＷＭ（パルス幅変調）制御におけるデューティー比又はパルス／ポーズ比を算出してもよく、この場合、他の量は、駆動モータ１２自体において、電気的な供給量へと換算される。この場合、制御とパワーエレクトトニクス（電気的な供給量を提供するための）とは、分離されてもよい。駆動装置におけるこの種の位置制御は十分に知られており、したがって、これについて詳しい言及は不要である。

調整装置１０の調整を目的として全ての駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４を位置制御するために、調整制御ユニット２１によって、位置目標値ＳＰが事前設定される。位置目標値ＳＰは、たとえば図５に関して説明されるように、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４により変換される。この場合もちろん、位置目標値ＳＰは、風力タービン１の可動部分を調整装置１０によって所望の最終位置φｓへ、たとえば１０°だけ所望の方向に回動させるのに必要とされる値に対応する。

変換は、ここでも様々な形で行ってよい。たとえば図４に示されているように、たとえば、位置設定値を変換するために、マスタ－駆動増幅器２０－２において、速度勾配が設定されてよい。そのために、マスタ－駆動軸１１－２を、時点ｔ１で、まずは事前設定された又は設定された加速度で、たとえば最大限可能な加速度で、事前設定された又は設定された調整速度ｎｖに至るまで加速させることができる。スレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４は、このマスタ運動に、前述のように追従する。もちろん、全ての又は所定の駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４は、設備制御部２１から位置目標値ＳＰを受け取り、同一の速度勾配でもって変換を行ってもよい。速度勾配の代わりに、もちろんあらゆる他の速度プロファイルが実現され得る。設定された又は事前設定された速度勾配を介して、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４は、適宜減速されるので、速度勾配の終了域において、所望の終了位置φＳ、たとえば所望の回転角度に至る。そのような速度勾配又は任意の他の速度プロファイルは、容易に算出可能である。

これに対して代替的に、調整制御ユニット２１は、もちろん所望の速度プロファイルを同様に実現して、駆動増幅器２０に、たとえばミリ秒範囲の、事前設定された時間ステップで、調節されるべき回転角度を事前設定することもできる。この場合、ここでもマスタ／スレーブ構成が実装されてよく、マスタ／スレーブ構成において、マスタ－駆動増幅器２０だけが、調節されるべき回転角度を受け取り、ここでもスレーブ－駆動軸１１－１，１１－３，１１－４が追従することができる、又はここでも全ての駆動増幅器２０－１，２０－２，２０－３，２０－４が、回転角度を、調整制御ユニット２１から受け取ることができる。

しかも、設備制御部２２が、調整制御ユニット２１（又は駆動増幅器２０－１，２０－２，２３－３，２０－４）に、所望の方向に調整するための命令だけを与え、それに基づいて、調整速度ｎＶに達するまで、駆動軸１１－１１，１１－２，１１－３，１１－４を特定の速度プロファイルでもって加速させ、次いで、設備制御部２２が停止のための命令を与えるまで、調整速度ｎＶで引き続き回転させることも可能である。この場合、停止させるために、ここでも相応の速度プロファイルが実行又は設定されてよく、たとえば停止するまで最大の減速度でもって制動がなされてよい。これも、ここでも好適には、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４のマスタ／スレーブ構成で実現されてよい。

図４において看取されるように、位置制御による調整時には、駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４の回転数ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４は、実質的に（達成可能な精度内で）同一である。というのも、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の緊張固定を維持するために実質的に同一の回転角度が調整されるからである。

時点ｔ２で、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４が停止させられ、これによって調整運動が終了する。

その後で、駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４の保持ブレーキ２３、及び／又は調整装置１０の調整ブレーキ１９は、存在する場合には閉鎖することができる。

本発明の好適な一形態では、実際の調整前に、つまり時点ｔ１の前に、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４が再度緊張固定される。開始時の緊張固定と実際の調整との間に、たとえば調整ブレーキ１９が開放されている間に、外部で作用する風の負荷に基づいて、調整装置１０の、制御されない調整が生じることがある。これによって、不都合に緊張固定状態が変化し得、これが、後続の調整に不利な影響を及ぼし得る。これを阻止するために、１つの駆動軸１１－１は、又は複数のもしくは全ての駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４も、再度緊張固定することができ、これによって、再び所定の緊張固定状態、たとえば所望の有効な全体モーメントが形成される。図４による実施形態では、所望の緊張固定状態に至るまで、第１の駆動軸１１－１の駆動モータ１２－１が再度事前設定された回転方向に作動させられることによって、第１の駆動軸１１－１が再度緊張固定される。

本発明のさらなる利点は、風力タービン１の可動部分の保持が、調整装置１０の駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４を用いるだけで可能であることに認められる。これによって、特に、調整運動は、風にもかかわらず、調整装置１０の調整ブレーキ１９が完全に開放した状態で可能である。これは、後述されるように、調整装置１０の可動部分を保持するために用いることもできる。

前述されたように、可動部分は、調整ブレーキ１９によって、かつ／又は軸受１７としての滑り軸受における摩擦によって、かつ／又は駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４における保持ブレーキ２３によって制動することができる。全てのケースにおいて、外部の風の負荷が大きくなり、たとえばオフショア－風力タービンにおいて台風に際して、及ぼされる制動モーメントが除去され、風力タービン１の可動部分が、作用する風によって制御されずに回動させられることが起こり得る。このことは、調整ブレーキ１９又は保持ブレーキ２３において生じる不可避の摩耗によってさらにひどくなる。というのも、摩耗が進むと共に制動作用が弱まり得るからである。この問題を解消する又は少なくとも緩和するために、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４を、本発明によれば、可動部分を保持するために、たとえばブレーキ支援のために用いることもできる。

保持については、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４が、保持の開始時に、時点ｔ１で、前述のように緊張固定されることから出発する。保持のために、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４が、緊張固定時に好適には均一に分配されると、つまりたとえば一方の方向と他方の方向とに同数の駆動軸１１－１，１１－２が回転すると有利である。というのも、風が、可動部分を双方向に回動させ得るからである。図３のように、４つの駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４では、図６に示されたように、好適には２つの駆動軸１１－１，１１－２が、緊張固定のために一方の方向に回転し、別の２つの駆動軸１１－３，１１－４が、他方の方向に回転する。同様に、可動部分を保持するために、緊張固定時に、好適には零の合計モーメントが調節される。

そこで駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の緊張固定時には、可動部分を保持するために、制御によって、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の、調節された緊張固定が維持される（ここでも可能な精度の範囲内で）。これは、位置制御によって実行される。緊張固定が維持される限り、風力タービン１の可動部分は動かない。したがって、緊張固定を維持するための制御時に、駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）は可動であり、これによって、場合によって生じる、風による緊張固定の外的障害が補整される。

しかし、作用する風による外部の力が大きすぎて、緊張固定が風によって解除されるときには、可動部分の運動が生じることがある。したがって、保持は、一方では調節された緊張固定状態に依存する、特定の風の負荷までしか保証することができない。可動部分のそのような運動は、許容可能である、又は制御によって再び修正することができる。たとえば、駆動制御ユニット２４－１，２４－２，２４－３，２４－４に、可動部分の位置の重畳した制御が設定されてよく、この制御によって、保持の開始時に可動部分の初期位置に合わせて制御がなされる。この制御は、可動部分の調整について前述されたように実行されてよい。

たとえば、各駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４に対して、位置目標値ＳＰとして、保持の開始時又は緊張固定後の初期位置に対応する目標位置を事前設定することができる。そのために、たとえば各駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４において、位置目標値ＳＰとして各々の初期位置を事前設定することができる。これによって、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４が、位置制御によって、初期位置に保持され、場合によって生じる、風に起因する外的障害がそうして補整される。駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の作動にもかかわらず、作用する風によって可動部分が不都合に回動させられるとき、位置制御によって、初期位置が再び形成され、可動部分の回動が修正され得る。駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４同士の相対位置に合わせて制御がなされてもよく、これによって、場合によって生じる、可動部分の回動が可能である。可動部分のそのような回動は、可動部分の位置の重畳した制御によって排除される。

可動部分の保持は、調整ブレーキ１９の閉鎖時に行ってもよく、これによって、調整ブレーキ１９の支援が実現される。可動部分の保持が、調整ブレーキ１９の開放時に又は調整ブレーキ１９を有しない調整装置１０で行われるとき、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４は、単独でも、作用する風に対抗して可動部分を保持する制動作用を生じさせることができる。

駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４を用いた保持の目的は、当該位置制御によって、作用する風に対抗して調整装置１０の可動部分を固く保持することができる。これは、特定の風の負荷まで可能である。

駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４が、典型的には、モータシャフト上のファンによって冷却されると共に、ファンは、停止状態では回転しない、又は低い回転数でゆっくりとしか回転しないので、好適には、駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４の温度を監視することもでき、これによって、熱的過負荷が回避される。駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４の熱負荷をできるだけ小さく保つために、制御作用が不要なときには、保持ブレーキ２３を再び閉鎖することができる。また同様に、熱的過負荷に関する警告を設備制御部２２及び／又は調整制御ユニット２１に知らせることも考えられる。その際、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の保持が中断されてよい。

駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の保持を実行するために、設備制御部２２は、保持するための命令を、駆動制御ユニット２４に又は駆動制御ユニット２４の調整制御ユニット２１に与えることができる。その際、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４がもともとすでに緊張固定された状態にあるということでないときに、駆動制御ユニット２４は、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の緊張固定をもたらす。緊張固定は、たとえば前述のように行われる。緊張固定後に又は保持するための命令の受け取り後に、たとえば、全ての駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４の初期位置が記憶されると共に、位置制御によって、駆動伝動装置１３－１，１３－２，１３－３，１３－４の最大モーメント及び／又は伝達されるべき最大トルクにまで達することもある、駆動モータ１２－１，１２－２，１２－３，１２－４の、設定された最大トルクまで維持される。

このような維持によって、摩耗によって失われた、駆動軸１１－１，１１－２，１１－３，１１－４による制動作用を補整することもできる。これによって、付加的に、風力タービンの制動系、たとえば調整ブレーキ１９をより小型に、ひいてはより低コストに設計することもできる。

１ 風力タービン
２ タワー
３ ゴンドラ
４ ロータブレード
５ ハブ
６ ロータブレード調整部
７ 方位調整部
８ 駆動系統
１０ 調整装置
１１，１１－１，１１－２，１１－３，１１－４ 駆動軸
１２，１２－１，１２－２，１２－３，１２－４ 駆動モータ
１３ 駆動伝動装置
１４ 駆動ピニオン
１５ 角度位置センサ
１６ 歯環
１７ 軸受
１８ 鉛直軸線
１９ 調整ブレーキ
２０ 駆動増幅器
２１ 調整制御ユニット
２２ 設備制御部
２３ 保持ブレーキ
２４，２４－１，２４－２，２４－３，２４－４ 駆動制御ユニット
２５ 制動盤
２６ 制動キャリパ
２７ 連結部分
２８ 連結部分
Ｂ 命令
Ｍ センサ値
ＭＭ 角度－実際値
ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４ 回転数
Ｓ，ＳＰ，ＳＳ 制御信号
Ｕ，Ｖ，Ｗ 位相電圧

Claims (8)

1. 風力タービン（１）の可動部分を調整装置（１０）によって保持するための方法であって、
   前記調整装置（１０）は、それぞれ１つの駆動モータ（１２－１，１２－２，１２－３，１２－４）を有する少なくとも２つの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）を含み、これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）は、前記可動部分に機械連結されていて、
   少なくとも１つの前記駆動軸（１１－１）が、その他の前記駆動軸（１１－２，１１－３，１１－４）に対して相対回転されることによって、当該保持前に、これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）が互いに緊張固定され、当該保持の開始時に得られたこれらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）の緊張固定が、これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）を制御することによって保持される当該方法において、
   これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）を当該保持の開始時の初期位置に保持するため、これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）の位置制御が使用されることを特徴とする当該方法。
2. 少なくとも１つの駆動軸（１１－１）が、その他の前記駆動軸（１１－２，１１－３，１１－４）とは逆向きの回転方向に回転されることによって、緊張固定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 全ての駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）が、同じ回転方向に回転され、少なくとも１つの駆動軸（１１－１）が、その他の前記駆動軸（１１－２，１１－３，１１－４）よりも遅く回転されることによって、緊張固定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 少なくとも１つの駆動軸（１１－１）が保持される一方で、その他の前記駆動軸（１１－２，１１－３，１１－４）は回転されることによって、緊張固定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 当該緊張固定時に、トータルモーメントが、これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）の個々の駆動モーメントの合計として零に設定されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
6. これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）は、当該緊張固定の開始前にさらに再び緊張固定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 風力タービン（１）の可動部分を保持するための調整装置（１０）を有する風力タービンであって、
   前記調整装置（１０）は、それぞれ１つの駆動モータ（１２－１，１２－２，１２－３，１２－４）を有する少なくとも２つの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）を含み、これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）は、前記可動部分に機械連結されていて、
   少なくとも１つの駆動軸（１１－１）を、緊張固定のためにその他の駆動軸（１１－２，１１－３，１１－４）に対して相対回転させる駆動制御装置（２４）が設けられていて、当該保持の開始時に得られた当該緊張固定を保持するための制御が、前記駆動制御装置（２４）内で実行される当該風力タービンにおいて、
   これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）の位置制御が実行され、この位置制御は、これらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）を、当該保持の開始時のこれらの駆動軸（１１－１，１１－２，１１－３，１１－４）のこれらの駆動モータ（１２－１，１２－２，１２－３，１２－４）のそれぞれの初期位置に制御することを特徴とする風力タービン。
8. 前記調整装置（１０）は、風方向追随部（７）又はロータブレード調整部（６）であることを特徴とする請求項７記載の風力タービン。

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