KR101711768B1 - 풍력 발전 설비를 위한 방법과 조절 장치, 컴퓨터 프로그램 제품, 디지털 저장 매체 및 풍력 발전 설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로터(3)가 정지되어 록킹되는 풍력 발전 설비(1000)의 작동을 위한 방법에 관한 것으로, 로터(3)를 제동하는 단계; 로터(3)를 정지 위치로 위치 설정하는 단계; 정지 위치(P1, P2)에서 로터(3)를 고정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따라 최종 위치가 미리 정해지고(S2), 로터(3)는 조절되어 최종 위치에 할당된 정지 위치로 제동되고(S-1), 미리 정해진 최종 위치에 위치 설정을 위해(S-Ⅱ) 로터는 정지 위치에서 정지할 때까지 자동으로 제동되고, 정지 위치에서 고정을 위해(S-Ⅲ) 기계적 고정 장치가 특히 자동으로 체결된다.

Description

풍력 발전 설비를 위한 방법과 조절 장치, 컴퓨터 프로그램 제품, 디지털 저장 매체 및 풍력 발전 설비{METHOD AND CONTROL DEVICE FOR A WIND TURBINE, AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT, DIGITAL STORAGE MEDIUM AND WIND TURBINE}
본 발명은 로터가 정지되어 록킹되는 풍력 발전 설비의 작동을 위한 방법에 관한 것으로, 이 경우 로터는 제동되어 정지 위치로 위치 설정되고, 정지 위치에서 고정된다. 이러한 방법에서, 예를 들어 로터는 풍력 발전 설비의 작동 제한적인 중단을 위해 정지 및 고정될 수 있다. 또한 본 발명은 풍력 발전 설비의 작동을 위한 조절 장치, 해당하는 컴퓨터 프로그램 제품 및 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 디지털 저장 매체에 관한 것이다. 또한 본 발명은 나셀을 구비한 풍력 발전 설비에 관한 것으로, 상기 나셀에서 풍력으로 구동될 수 있는 로터는 로터 허브에 의해 발전기에 구동 결합되고, 이 경우 로터는 로터의 제동, 위치설정 및 고정에 의해 정지되어 고정될 수 있다.
전술한 방식의 풍력 발전 설비에서 로터를 공칭 회전 속도로부터 제동 회전 속도로 낮추어 제동할 수 있는, 로터를 위한 제동 기능을 제공하는 것이 공개되어 있다. 따라서 예를 들어 로터의 기계적 또는 공기 역학적 제동 기능은 구동 트레인의 부분으로서 로터와 관련되어 제공된다. 기계적 제동 기능은 특히, 공기 역학적 제동 기능이 충분하지 않은 것으로 판단되는 경우에 설정된다. 로터가 로터 블레이드의 피치각의 조절 하에 의도대로 제동될 때, 공기 역학적 제동 기능이 시작된다. 이는 로터를 매우 효과적으로 더 낮은 회전 속도로 만들 수 있지만, 상기 로터를 항상 정지시키거나 신뢰할 수 있는 정지 위치로 이동시키는 것은 아니다. 바람직하지 않은 공기 역학적 제동 기능은 로터 블레이드 상의 공기 역학적 실속(aerodynamic stall) 상태에서 또는 이와 유사한 바람직하지 않은 공기 역학적 작용 시 나타난다.
풍력 발전 설비에서 로터가 충분히 제동된 작동 모드 상태에 있으면, 상기 풍력 발전 설비는 로터의 잔여 회전 속도, 기계적 브레이크 - 예를 들어 전기 기계식 또는 유압식으로 구동할 수 있는 브레이크 - 를 포함하는 브레이크의 액세스 시간 및 상기 브레이크의 감속 작용의 평가 하에 정지될 수 있다. 최종적인 정지 위치는 정비 담당자의 평가 정확도 내에서 로터의 잔여 회전 속도의 전술한 파라미터와 관련되고 기계적 브레이크의 액세스 시간 및 감속과 관련되며, 그러한 점에서 확실하지 않다. 로터를 확실하게 정지시키고 정지 상태에서 고정할 수 있도록 하기 위해, 로터는 평가 정확도와 관련해서 고정 가능한 위치에 정확히 도달되고 로터가 상기 위치에서 충분히 오랫동안 정지 상태로 머무르도록 위치 설정되어야 한다. 다른 한편으로 고정 가능한, 특히 록킹 가능한 위치를 찾는 것은 복잡한 것으로 알려져 있는데, 그 이유는 고정 위치, 특히 록킹 위치는 제동 과정에서 위치 설정과 관련해서 기본적으로 정해지는 것이 아니라, 정비 담장자의 경험에 의존하기 때문이다.
로터에서의 작업은 로터의 고정된, 특히 록킹된 상태에서만 허용되어야 한다. 상기 로터의 고정, 특히 록킹을 위한 시간은 따라서 실제 정비 시간부터 시작해서 가급적 짧게 지속되어야 한다. 비상시 예외적으로 극단적인 조치로 예컨대 다이내믹 볼트 고정에 의해서만 로터의 최종적인 록킹이 이루어질 수 있고, 이러한 볼트 고정 시 아직 회전하고 있는 로터는 록킹 볼트에 의해 트랩핑(trapping)되어 갑작스럽게 정지된다. 그러나 다이내믹 볼트 고정 시 이러한 조치는 풍력 발전 설비의 록킹부들에 바람직하지 않고, 이는 고정 장치에 손상이 야기된 경우에 특히 치명적이다. 회전중인 로터에서 다이내믹 볼트 고정을 실시하려는 시도 중에 예를 들어 록킹 볼트는 록킹 웨브를 따라 슬라이딩되고, 과부하 상태에서 록킹 홈에 맞물린다. 이로 인해 록킹 웨브가 마모되고, 록킹 홈의 영역에서 록킹 웨브의 부분들이 갈라질 수 있다. 이에 따라 록킹부들이 풍력 발전 설비의 록킹을 더 이상 보장할 수 없게 될 수 있다. 로터를 오류 없이 고정할 수 있도록 하기 위해, 특히 록킹할 수 있도록 하기 위해, 제동 시 로터의 확실한 위치 설정이 가능한 것이 바람직하다. 특히 다이내믹 볼트 고정을 저지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 과제는 풍력 발전 설비의 중단 시 로터를 개선된 방식으로 위치 설정할 수 있고, 특히 고정할 수 있고, 바람직하게는 록킹할 수 있는 방법과 장치를 제공하는 것이다. 바람직하게는 풍력 발전 설비의 작동 제한적인 중단을 위한 방법과 관련된다. 특히 위치 설정은, 고정, 특히 정지 위치에서의 록킹이 풍력 발전 설비의 정지부의 손상 없이 자동으로 가능하게 되도록 확실하게 이루어져야 한다. 특히 로터의 위치 설정은 미리 정해진 최종 위치에서 가능해야 한다.
상기 방법과 관련한 과제는 본 발명에 따라 청구범위 제 1 항의 풍력 발전 설비를 작동하기 위한 방법에 의해 해결된다. 본 발명에 따라, 최종 위치가 미리 정해지고, 로터는 조절되어 최종 위치에 할당된 정치 위치로 제동되고, 미리 정해진 최종 위치에서의 위치 설정을 위해 로터는 정지 위치에서 정지할 때까지 자동으로 제동되고, 정지 위치에서의 고정을 위해, 특히 록킹을 위해 기계적 고정 장치가 체결된다. 특히 기계적 고정 장치는 자동으로 체결될 수 있다.
본 발명의 사상은 풍력 발전 설비를 위한 청구범위 제 21 항의 조절 장치에 관한 것이고, 상기 조절 장치는 풍력 발전 설비의 작동을 위한, 특히 풍력 발전 설비의 작동 제한적인 중단을 위한 본 발명에 따른 방법의 실시를 위해 형성된다. 본 발명의 사상은 청구범위 제 22 항의 컴퓨터 프로그램 제품 및 청구범위 제 23 항의 디지털 저장 매체에 관한 것이다.
장치와 관련한 과제는 본 발명에 따라 청구범위 제 24 항의 풍력 발전 설비에 의해 해결된다. 본 발명에 따라 풍력 발전 설비는 조절 장치를 포함하고, 상기 조절 장치는 최종 위치의 입력을 기록하고, 최종 위치에 할당된 정지 위치로의 로터의 제동을 조절하고, 미리 정해진 최종 위치에 대한 위치 설정 시 정지 위치에서 정지할 때까지 로터를 자동으로 제동하고, 고정을 위해, 특히 록킹을 위해 정지 위치에서 기계적 고정 장치의 체결을 검출하도록, 특히 기계적 고정 장치가 자동으로 체결되도록 형성된다.
본 발명의 사상은 정지 위치의 설정 시 충분히 정확하고 신뢰성을 갖는 것으로 입증된다. 구체적으로 바람직한 개선예와 관련해서 특히, 정지 위치에서의 고정을 위해, 특히 록킹을 위해 자동으로 체결되는 기계적 고정 장치를 제공하는 것이 가능하다. 이는 토크를 정지시키는 힘에 의해 실행될 수 있고, 상기 힘은 로터 상의 공기 역학적 힘에 상응하게 설계되고, 예를 들어 주어진 풍속에 따라 설계될 수 있다. 기본적으로 기계적 고정 장치의 수동 체결도 가능하다. 자동 체결 과정 및 수동 체결 과정에서, 정지 위치는 고정, 특히 록킹을 위해 적합한 것이 바람직한 것으로 입증되었다. 특히 이는 정지 위치에서의 록킹을 위해 풍력 발전 설비의 정지부와 로터의 부분 사이의 형상 끼워 맞춤 방식의 결합을 이용하는 기계적 고정 장치의 경우에 바람직한 것으로 입증된다. 기본적으로는 추가로 또는 대안으로서 마찰 결합이 가능하다. 본 발명의 사상은 따라서 로터의 재시동을 저지하기 위해, 특히 정지 위치에서의 로터의 록킹을 위한 기계적 고정 장치의 가능한 한 저항 없는 간단하고 확실한 체결을 제공한다.
특히 지금까지 수동으로 조정된 수동 볼트 고정 또는 록킹 과정은 상기 사상에 따라 이제는 담당자의 개인적인 경험을 따르지 않아도 된다. 또한 작업 안전성이 증가하는데, 그 이유는 정지, 특히 록킹을 위한 로터의 재위치 설정을 실시하기 위해 담당자가 반드시 나셀 내의 풍력 발전 설비의 회전 영역으로 들어가지 않아도 되기 때문이다. 따라서 상기 사상은 예를 들어 로터의 고정, 특히 록킹 후에야 정지 위치에서 개방되는 분리 방식의 보호 장치를 제공할 수 있다. 전술한 다이내믹한 볼트 고정은 완전히 불가능해지고, 이로 인해 가능한 손상도 저지된다. 또한 정비 시 유지 보수 시간도 단축되는데, 그 이유는, 예를 들어 타워 베이스에 정비 담장자가 진입할 때 제동 과정 및 위치 설정 과정이 먼저 자동으로 시작될 수 있기 때문이다. 경우에 따라서 고정 과정, 특히 록킹 과정도 자동으로 시작될 수 있다. 따라서 전체적으로 설비의 정지 시간이 단축된다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항에 제시되고, 과제 제기 및 바람직한 가능성과 관련해서 본 발명의 사상을 개선하는 개별적인 바람직한 가능성들을 제공한다.
특히 바람직하게 하나 이상의 다양한 제동 기능이 제공된다. 이는 제동 작용의 효과를 높인다. 특히 기계적 제동 작용이 조절 방식으로 제공될 수 있고 및/또는 공기 역학적 제동 작용이 조절 방식으로 제공될 수 있고 및/또는 발전기, 특히 발전기 로터의 계자 전류가 조절될 수 있다. 또한 기계적 상용 브레이크 및/또는 공기 역학적 판 브레이크 및/또는 전자기적 발전기 브레이크 및/또는 기계적 고정 장치를 포함하는 브레이크 시스템, 특히 마찰 방식 및/또는 형상 끼워 맞춤 방식의 결합에 의해 체결 가능한 고정 장치가 제공될 수 있다. 특히 브레이크 시스템과 관련해서 하나 이상의 브레이크는 브레이크 적용의 조절을 위한 조절 장치에 접속되는 것이 제시된다. 즉 정지 위치는 미리 정해진 최종 위치에 의해 비교적 효과적으로 접근될 수 있고, 확실하게 록킹될 수 있다.
바람직하게는 정지 위치에서의 고정을 위해, 특히 록킹을 위해 기계적 고정 장치가 제공되고, 상기 고정 장치는 자동으로 체결된다. 이로 인해 수동 작동되는 브레이크 또는 그와 같은 수동식 브레이크 수단에 의한 로터의 수동 고정 또는 록킹은 대체로 불필요하고, 정비 작업 시 안전성이 높아진다.
바람직하게 특히 추가로 마찰 결합 하에 형상 끼워 맞춤 방식의 결합에 의해, 로터의 재시동을 방지하기 위한 록킹이 이루어질 수 있다. 형상 끼워 맞춤 방식의 결합은 예를 들어 기계적인 방법의 형상 끼워 맞춤 결합 방식의 소수의 고정 장치에 의해, 예컨대 로터의 록킹 홈에 삽입을 위한 1개, 2개 또는 다수의 록킹 볼트에 의해 이루어질 수 있다. 이로 인해 로터는 유지 보수 시간의 단축과 동시에 안전 신뢰성의 증가 하에 록킹될 수 있다.
구조적으로 구현된 특히 바람직한 개선예와 관련해서 기계적 작동 브레이크 및 기계적 고정 장치는 디스크 브레이크에 통합될 수 있다. 이러한 브레이크 시스템은 비교적 공간 절감 방식으로 신뢰성 있게 구현될 수 있다. 특히 바람직하게 고정 웨브, 특히 브레이크 디스크가 풍력 발전 설비의 회전부에, 특히 로터 허브 하우징에 및/또는 발전기의 회전부, 예컨대 발전기 로터, 특히 링 발전기의 링 로터에 설치될 수 있다. 특히 바람직하게 브레이크 수단 - 특히 브레이크슈 및/또는 록킹 볼트 - 은 풍력 발전 설비의 고정부에, 특히 터빈실 하우징에 및/또는 발전기의 고정부, 예컨대 발전기 스테이터에 설치될 수 있다. 특히 브레이크슈는 고정 웨브, 특히 브레이크 디스크에 대한 적용을 위해 풍력 발전 설비의 고정부에 형성될 수 있고, 고정 웨브, 특히 브레이크 디스크는 소수의 록킹 홈을 가지며, 상기 홈은 결합 가능한 소수의 록킹 볼트에 할당된다.
특히 바람직한 개선예와 관련해서 정지 위치는 발전기의 코깅 토크를 록킹에 이용할 때 설정된다. 특히 로터의 최종 위치는, 로터의 각도 위치가 사전 설정되어 발전기의 디텐트(detent) 위치에 할당됨으로써 미리 정해질 수 있다.
바람직하게 최종 위치의 연속적인 각도 조절 스케일은 발전기의 불연속적인 디텐트 스케일에 의해 정지 위치의 준불연속적인 스케일에 할당되고, 특히 불연속적인 디텐트 스케일은 발전기에서의 각도 간격에 의해 사전 설정되고, 상기 각도 간격은 발전기 링, 특히 스테이터 링 및/또는 로터 링에 걸친 록킹 홈 분포 및/또는 극 분포에 의해 정해진다.
발전기, 특히 발전기 로터의 계자 전류가 조절되는 제동을 위한 방법이 특히 효과적이고 바람직하게 조절 가능한 것으로 입증되었다. 바람직하게 제동 시 발전기 로터의 극편은 여자 조절부에 의해 여자 브레이크 조절 변수에 의존해서 정해진 계자 전류에 의해 여자되고, 상기 여자 브레이크 조절 변수는 회전 속도, 감속, 외부 온도, 및 풍속을 포함하는 변수들의 그룹에서 선택된 하나 이상의 변수를 포함한다.
개선예는 로터의 제동이 발전기, 특히 발전기 로터, 예컨대 발전기의 극편의 계자 전류에 의해 달성될 수 있다는 사상에 기초한다. 개선예는 또한 제동 작용을 야기하기에 적합한 발전기의 계자 전류가, 바람직하게는 조절과 관련해서, 미리 정해진 최종 위치에 예정된 방식으로 할당될 수 있는 정지 위치를 조절 방식으로 설정하기 위해 이용될 수 있다는 사실을 인식하였다. 결과적으로 본 발명의 사상은 풍력 발전 설비의 나셀의 정지부에 대한 로터의 자동 위치 설정을 가능하게 한다. 바람직하게 이러한 사상은 발전기의 계자 전류의 조절에 의해 정지 위치에서 정지할 때까지 로터의 조절된 제동을 가능하게 한다.
개선예에서는 바람직하게, 계자 전류가 로터의 제동 또는 그 밖의 감속의 재현을 위해 수동으로 조절될 수 있기 때문에, 감속을 위한 계자 전류를 록킹에 이용함으로써 로터의 감속이 훨씬 더 정확하게 조절될 수 있다는 것을 인식하였다. 예를 들어 계자 전류는 예컨대 30% 또는 그와 같이 정해진 값으로 선택될 수 있다. 그와 달리 전기 기계적 브레이크는 현재로서는 2개의 작동 상태만을, 즉 항상 폐쇄된 상태 또는 개방된 상태만을 또한 부분적으로는 불확실하게 재현할 수 있다. 그와 달리 계자 전류는 부하에 의존하고, 조절 회로와 관련해서 비교적 정확하게 설정될 수 있으므로, 미리 정해진 최종 위치에 따라 로터의 정확한 위치 설정이 기본적으로 가능해진다.
바람직하게 로터의 적어도 하나의 회전 속도 및 감속은 제동 시 측정되고, 계자 전류의 조절을 위해 이용된다. 이를 위해 예를 들어 증분형 엔코더는 로터의 회전 속도 및/또는 감속에 해당하는 측정 변수를 실제값으로서 제공할 수 있다. 설정 회전 속도와 설정 감속은 조절기에서, 예를 들어 PID 조절기 또는 그와 같은 것에서 계자 전류의 록킹 이용 하에 조절 변수로서 설정될 수 있다.
특히 바람직한 개선예와 관련해서, 미리 정해진 최종 위치에 할당된 정지 위치를 설정하기 위해 발전기의 코깅 토크가 이용될 수 있다. 예를 들어 바람직하게 로터의 최종 위치는, 로터의 각도 위치가 사전 설정됨으로써 미리 정해질 수 있다. 이는 예를 들어 12시 위치 또는 0 내지 360°의 다른 각도 위치, 예를 들어 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80°, 90°또는 이들의 수 배일 수 있다. 로터의 각도 위치가 사전 설정되면, 각도 위치에 발전기의 디텐트 위치가 할당된다. 다시 말해서, 발전기의 불연속적인 디텐트 스케일에 최종 위치의 연속적인 각도 조절 스케일이 할당되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 할당은 로터의 최종 위치를 미리 결정한 직후의 제 1 할당일 수 있고, 계속해서 제동 시 풍력 발전 설비가 중단될 때 작동 제한적인 긴급한 상황에 맞게 다이내믹하게 조정될 수 있다. 바람직하게 발전기의 불연속적인 디텐트 스케일과 연속적인 각도 조절 스케일 사이에서 할당은 정적이지 않고, 조절 회로와 관련해서 다이내믹하게 조정될 수 있다. 미리 정해진 최종 위치에 가급적 가까이 유지하기 위해, 예를 들어 미리 정해진 최종 위치는 먼저 약간 상승된 정지 위치에 할당되고, 추후 시점에 약간 낮아진 정지 위치에 할당될 수 있다.
분산적인 디텐트 스케일은 예를 들어 발전기에서의 각도 간격에 의해 사전 설정된다. 각도 간격은 특히 발전기 링에 걸친, 특히 링 발전기에서 스테이터 링 및/또는 로터 링에 걸친 록킹 홈 분포 및/또는 극 분포에 의해 주어진다.
여자 브레이크 조절 변수로서 예를 들어 회전 속도 감속, 외부 온도 또는 풍속이 이용될 수 있다. 브레이크 적용 조절 변수로서 예를 들어 회전 속도, 위치, 외부 온도 또는 풍속이 이용될 수 있다. 다시 말해서 발전기, 특히 발전기 로터의 계자 전류는 로터의 실제 측정된 회전 속도 및/또는 감속에 의존해서 설정될 수 있다. 또한 외부 온도 및 풍속이 이용될 수도 있다. 로터의 로터 블레이드의 공기 역학적 제동 작용을 조절하기 위해 특히 풍속이 이용될 수도 있다. 기계적 브레이크는 또한 조절 방식으로 브레이크 적용 조절 변수에 따라 미리 정해질 수 있다. 또한 이를 위해 특히 로터의 회전 속도 및/또는 위치가 이용될 수 있다. 브레이크 적용 조절 변수로서 외부 온도 및 풍속이 이용될 수도 있다. 특히 개선예에서, 기계적 브레이크는 브레이크 적용 조절 변수의 임계값 미만에서야 제공된다. 방법은 이러한 개선예에서 바람직하게 제 1 조기 제동 과정 시 발전기의 계자 전류에 의한 제동만을 제공하고, 제 2 후속 제동 과정 시 제동은 발전기의 계자 전류 및 기계적 브레이크에 의해 제공된다. 바람직하게 이로써 기계적 브레이크의 부하가 감소된다. 특히 기계적 브레이크는 적은 비용으로 또한 더 효과적으로 설계될 수 있다. 경우에 따라서 기계적 브레이크는 더 작은 부하 범위에 맞게 설계될 수 있다.
로터가 조절 방식으로 풍력에 의해 피칭됨으로써, 특히 로터의 제동을 위한 조절된 계자 전류 및 기계적 상용 브레이크 외에 추가로 로터의 로터 블레이드의 조절된 공기 역학적 제동 작용이 이용될 수 있다. 공기 역학적 제동 작용과 여자 제동 작용 및 기계적 브레이크의 조합은 조절 회로에 특히 바람직한 것으로 입증되었다. 바람직하게 방법은 개선예에서, 풍력 발전 설비를 로터가 정지할 때까지 중단을 위해 이용될 수 있다.
특히 바람직하게 조절 장치는 보정될 수 있고 및/또는 학습 방식의 최적화를 위한 개방 시스템으로서 형성될 수 있다. 특히 이것은 보정될 수 있고 및/또는 브레이크 적용의 학습 방식의 최적화를 위해 개방 시스템으로서 형성될 수 있는, 브레이크 적용 조절을 제공하기 위한 조절 유닛과 관련된다. 특히 이는 추가로 또는 대안으로서, 보정될 수 있고 및/또는 학습 방식의 최적화를 위한 개방 시스템으로서 형성될 수 있는, 여자 제동을 위한 조절 유닛과 관련된다. 보정 브레이킹 및 다수의 상용 브레이킹에 의해 풍력 발전 설비의 조절 장치는 최적화되고, 록킹 이용이 증가할수록 시스템의 유지 보수 시간 및 록킹을 위해 정지 위치에서 로터의 위치 설정의 신뢰성은 감소한다.
고정 위치의 분포, 특히 록킹 위치의 분포는, 록킹 위치 분포의 록킹 위치와 발전기 로터의 코깅 토크로 인한 디텐트 위치가 일치하도록 록킹 홈의 분포 및/또는 발전기의 극 분포에 매칭되는 것이 특히 바람직한 것으로 입증되었다. 기본적으로 각각의 계자 전류는 소위 코깅 토크를 발생시키고, 상기 코깅 토크는 발전기의 기계적 구조에 따른 규정된 위치에서 로터를 정지시킬 수 있다. 이는 특히 소수의 록킹 홈의 개수 및 소수의 극 쌍과 관련된다. 발전기의 다른 기계적 상치 구조물도 코깅 토크의 발생에 기여할 수 있다. 발전기의 극과 록킹 홈의 조합 및 록킹 홈은, 극점 감도, 즉 코깅 토크에 따른 로터, 발전기의 위치 설정이 볼트 고정 및/또는 록킹을 지원하도록 구조적으로 바람직하게 선택될 수 있다.
바람직하게 풍력 발전 설비는
- 기계적 상용 브레이크 및/또는
- 공기 역학적 판 브레이크 및/또는
- 전자기적 발전기 브레이크 및/또는
- 특히 마찰 결합 및/또는 형상 끼워 맞춤 방식의 결합에 의해 체결 가능한 기계적 고정 장치
를 포함하고, 이 경우 하나 이상의 브레이크는 제동 작용의 조절을 위한 조절 장치에 조절 가능하게 접속된다.
기계적 상용 브레이크는 제 1 적용 드라이브(drive)를 포함하고, 상기 제1 적용 드라이브에 의해 브레이크 수단, 특히 브레이크슈가 작동 수단, 특히 고정 웨브 및/또는 브레이크 디스크에 적용될 수 있는 것이 바람직한 것으로 입증되었다. 기계적 상용 브레이크는 바람직하게는 브레이크 작용, 특히 브레이크 작용의 적용을 조절하기 위한 조절 장치에 대한 제 1 인터페이스를 포함한다.
기계적 고정 장치는 제 2 적용 드라이브를 포함하고, 상기 제2 적용 드라이브에 의해 브레이크 수단, 특히 록킹 볼트 및/또는 브레이크슈가 록킹 수단, 특히 록킹 홈 및/또는 브레이크 디스크에 고정될 수 있는 것이 바람직한 것으로 입증되었다. 기계적 고정 장치는 바람직하게 록킹 작용의 조절을 위한 조절 장치에 대한 제 2 인터페이스를 포함한다.
공기 역학적 판 브레이크는 피치 모터를 포함하고, 상기 모터에 의해 블레이드의 취부각이 조절될 수 있고, 제동 작용, 특히 피치 위치의 조절을 위한 조절 장치에 대한 제 3 인터페이스를 포함하는 것이 바람직한 것으로 입증되었다.
전자기적 발전기 브레이크는 발전기 로터의 극편의 계자 전류의 조절을 위한 제 4 인터페이스 및/또는 발전기의 디텐트 감도의 전달을 위한 제 5 인터페이스를 포함하는 것이 바람직한 것으로 입증되었다.
이러한 방법에서, 조절 루프 내에서 제 1 인터페이스, 제 2 인터페이스, 제 3 인터페이스, 제 4 인터페이스 및/또는 제 5 인터페이스가 제어될 수 있다.
바람직하게 풍력 발전 설비에서 기계적 상용 브레이크 및 기계적 고정 장치는 디스크 브레이크 내에 통합된다. 바람직하게는 특히 소수의 록킹홈을 가진 고정 웨브, 특히 디스크 브레이크의 브레이크 디스크는 풍력 발전 설비의 회전부에 설치되고, 브레이크 수단은 풍력 발전 설비의 고정부에 설치된다. 브레이크 디스크는 예를 들어 로터 허브 하우징에 설치될 수 있다. 풍력 발전 설비의 고정부는 바람직하게 터빈실 하우징에 설치된다.
특히 바람직하게 고정 웨브, 특히 브레이크 디스크는 발전기의 회전부, 예컨대 발전기 로터에, 특히 링 발전기의 링 로터에 설치될 수 있다. 풍력 발전 설비의 고정부는 바람직하게 스테이터 고정부에, 특히 스테이터 지지 암에 설치된다.
브레이크 수단은 바람직하게 브레이크 유닛이고, 상기 브레이크 유닛은 바람직하게 브레이크슈 및/또는 록킹 볼트 또는 그와 같은 고정 수단, 특히 또한 고정 수단을 위한 적절한 드라이브를 포함한다.
기계적 브레이크는 추가로 또는 대안으로서 터빈실 하우징의 기계적 구동 트레인에서, 특히 로터 허브와 발전기 사이의 구동 트레인에서 디스크 브레이크로서 구현될 수도 있다.
특히 바람직하게 브레이크슈는 브레이크 디스크에 대한 이송을 위해 풍력 발전 설비의 고정부에 형성되고, 브레이크 디스크는 소수의 록킹 홈을 포함하고, 상기 록킹 홈은 상기 홈에 결합 가능한 소수의 록킹 볼트에 할당된다.
특히 증분형 엔코더 및/또는 풍속계를 포함하는 센서 시스템은 브레이크 조절 변수의 측정을 위해 형성되고, 상기 조절 변수들은 회전 속도, 위치, 외부 온도, 풍속을 포함하는 변수들의 그룹에서 선택되고, 센서 시스템은 제동 작용의 조절을 위한 조절 장치에 접속된다.
본 발명의 실시예들은 하기에서 도면을 참고로 설명된다. 상기 도면은 실시예들을 반드시 일정한 비율로만 도시하는 것이 아니라, 오히려 설명을 위해 이용되는 도면은 개략적으로 및/또는 약간 변형된 형태로 구현된다. 도면에서 직접 파악할 수 있는 교리의 보완과 관련해서 해당되는 선행기술이 참조된다. 또한 본 발명의 보편적인 사상에서 벗어나지 않으면서, 실시예의 형태와 세부 사항과 관련된 다양한 변형과 변경이 이루어질 수 있다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 공개된 본 발명의 특징들은 개별적으로는 물론 임의로 조합한 형태로도 본 발명의 개선에 중요할 수 있다. 또한 본 발명의 범주에는 상세한 설명, 도면 및/또는 청구범위에 공개된 적어도 2개의 특징들의 모든 조합이 포함된다. 본 발명의 보편적 사상은 이하에 도시 및 설명된 바람직한 실시예의 정확한 형태 및 세부사항에 제한되지 않거나 청구범위 청구된 대상과 비교해서 한정된 대상으로 제한되지 않는다. 제시된 치수 설계 범위에서 명시된 한계 내의 값들은 비평형값으로서 공개되고, 임의로 사용될 수 있고 청구될 수 있다. 본 발명의 다른 장점, 특징 및 세부사항들은 바람직한 실시예의 하기 설명에 도면을 참고로 제시된다.
본 발명에 따르면, 풍력 발전 설비의 중단 시 로터를 개선된 방식으로 위치 설정할 수 있고, 특히 고정할 수 있고, 바람직하게는 록킹할 수 있는 방법과 장치, 구체적으로는 풍력 발전 설비의 작동 제한적인 중단을 위한 방법을 얻을 수 있으며, 특히 위치 설정은, 고정, 특히 정지 위치에서의 록킹이 풍력 발전 설비의 정지부의 손상 없이 자동으로 가능하게 되도록 확실하게 이루어지고, 로터의 위치 설정은 미리 정해진 최종 위치에서 가능하게 된다.
도 1은, 로터의 조절된 제동, 예정된 위치 설정 및 자동 록킹에 의해 로터가 정지되어 고정될 수 있고, 풍력으로 구동 가능한 로터가 로터 허브에 의해 로터 헤드에, 즉 발전기 구동부에 연결될 수 있는 나셀을 구비한 풍력 발전 설비의 바람직한 실시예를 도시한 도면.
도 2는 작동 중단 및/또는 정지 상태에서 록킹을 위해 하나 이상의 상이한 제동 기능, 즉 기계적 브레이크 및/또는 공기 역학적 브레이크 및/또는 전자기식 브레이크의 이용 하에 발전기의 디텐트 위치를 이용하는 정지 위치에서 로터의 제동, 위치 설정 및 록킹을 위한, 개략적으로 도시된 조절 장치를 포함하는, 도 1의 풍력 발전 설비의 나셀을 부분적으로 도시한 사시도.
도 3은 특히 바람직한 기계적인 고정 장치를 도시하는 가운데, 도 2의 나셀을 도시한 부분 단면도.
도 4는 도 2의 나셀을 위한 특히 바람직한 기계적 고정 장치를 도시한 다른 부분 단면도.
도 5는, 기계적 상용 브레이크와 로터의 재시동을 저지할 목적으로 정지 위치에서 로터를 록킹하기 위한 록킹 장치가 디스크 브레이크에 통합되고, 기계적 고정 장치는 록킹 볼트 및 록킹 홈에 의한 형상 끼워 맞춤 방식의 결합 및/또는 마찰 결합을 제공하는, 디스크 브레이크 형태의 기계적 브레이크를 포함하는 발전기에 있는 바람직한 기계적 고정 장치를 예시적으로 도시한 도면.
도 6은 터빈실 하우징과 로터 허브 하우징 사이의, 변형예에 따른 기계적 고정 장치로서, 록킹 장치 및/또는 기계적 브레이크를 설치하기 위한 방법을 도시한 상세부(X)의 영역을 도시한 도면(6a) 및 상세부(X)를 다른 관점에서 도시한 도면(6b).
도 7은 바람직한 실시예의 방법을 위한 순서도.
도 1은 타워(1), 나셀(2) 및 여기에서 3개의 로터 블레이드(3.1, 3.2, 3.3)를 가진 로터(3)를 구비한 풍력 발전 설비(1000)를 도시한다. 로터 블레이드(3.1, 3.2, 3.3)의 로터 헤드(5)는, 도 2에 상세히 도시된, 내부에 설치된 로터 허브(9)를 가진 스피너(4)를 통해 도 2에 도시된 발전기(7)에 구동 가능하게 결합된다. 또한 로터 블레이드(3.1, 3.2, 3.3)는 도 2에 도시된 판 베어링(8)을 통해 로터 허브(9) 또는 허브 어댑터에 연결되고, 상기 로터 허브는 발전기(7)의 고정된 발전기 스테이터(7.2)에서 전류 생성을 위해 발전기(7)의 발전기 로터(7.1)를 구동시킨다. 도 2는 상기 판 베어링(8), 로터 허브 및 발전기 로터(7.1)와 발전기 스테이터(7.2)를 가진 발전기(7)를 포함하는 나셀(2) 내부의 터빈실 세부사항을 도시한다.
로터(3)가 회전중일 때 로터 허브 하우징(15)은 나셀의 터빈실을 둘러싸는 터빈실 하우징(12)에 대해 회전된다. 로터 허브(9)와 판 베어링(8)은 이 경우 로터 허브 하우징(15)에 결합한다. 발전기 로터(7.1)는 로터 허브(9)와 마찬가지로 회전 가능하게 지지되어, 축 저널(19) 위에서의 로터(3)의 회전 운동이 발전기 로터를 회전 구동하도록 배치된다.
터빈실(20)의 플랫폼(21)은 나셀(2)의 축(A)을 풍향에 따라 정렬시키기 위해 아지무스 베어링의 작동을 위한 소수의 아지무스 모터(22)를 지지한다. 플랫폼(21) 상에서 풍력 발전 설비는 국부적으로 단말기(31)에 의해 제어 가능하고, 단말기(31)에 의해 도 2에 개략적으로 도시된 풍력 발전 설비의 조절 장치(30)에 액세스될 수 있고, 따라서 단말기(31)에 의해 예를 들어 작동 제한적인 정비 동안 풍력 발전 설비(1000)를 작동 제한적으로 중단시킬 수 있는 명령 및 파라미터가 제어될 수 있다. 타워 베이스 내의 또는 타워 베이스에 있는 다른 제 1 단말기(31')는 예를 들어 제어를 위한 장치(30)에 접속될 수 있고, 다른 제 2 단말기(31")는 컨트롤 센터 내에 제공될 수 있고, 따라서 제어를 위한 장치(30)에 접속될 수 있다.
정비 시 로터 허브 하우징(15)에서 조치를 실행해야 하는 경우에 - 필요 시 풍력 발전 설비에서의 다른 조치도 실행해야 하는 경우에 - 로터(3)가 정지되고, 정지 상태에서 로터의 운동을 저지할 목적으로, 특히 풍력 발전 설비의 재시동을 저지할 목적으로 록킹되는 것을 필요로 한다. 예를 들어 도 6a는 로터 블레이드(3.1)가 12시 방향인 로터(2)의 제 1 정지 위치(P1)에서 정지 상태의 풍력 발전 설비(1000A)를 도시하고, 도 6b는 로터 블레이드(3.1)가 2시 방향인 로터(3)의 제 2 정지 위치(P2)에서 정비 담당자(P)가 정비 작업을 실시하는 동안 정지 상태의 풍력 발전 설비(1000B)를 도시한다.
정비 작업을 준비하기 위해 풍력 발전 설비(1000, 1000A, 1000B)는, 로터(3)가 기계적으로 및/또는 공기 역학적으로 제동됨으로써, 로터(3)가 정지할 때까지 작동 제한적으로 중단된다. 여기에 설명된 사상의 조절 전략을 이용하지 않는 경우 로터(3)는 제동에 의해 어느 정도 예측 가능하게 주어지는 휴지 위치에서 정지되어야 한다. 상기 휴지 위치가 로터를 위한 록킹 가능한 정지 위치와 일치하지 않는 경우에, 로터(3)는 적절하지 않은 휴지 위치로부터 록킹 가능한 정지 위치로 이행되어야 한다. 로터(3)를 적절하지 않은 휴지 위치로부터 록킹 가능한 정지 위치로 이행하기 위한 추가 과정이 필요하기 때문에, 로터(3)가 적절하지 않은 상기 휴지 위치에서 정지되는 것은 방지되어야 한다.
또한 회전 중인 로터(3)가 록킹 가능한 정지 위치에서 바로 수동으로 트랩핑됨으로써 상당한 잔류 토크로 상기 로터를 갑작스럽게 정지시킬 가능성도 있으며, 이는 바람직하지 않다. 이는 다이내믹 트랩핑이라고도 한다. 다이내믹 트랩핑은 아직 회전 중인 로터(3)가 정지 위치에서 록킹에 의해 정지됨으로써 이루어진다. 이러한 과정은 로터(3)를 록킹하는 고정 장치에 상당한 로드 및 모멘트를 전달하고, 고정 장치를 현저히 손상시킬 수 있다. 따라서 이것은 방지되어야 하고, 바람직하게 기술적인 상황에 따라 가급적 배제되어야 한다.
로터가 정지할 때까지 풍력 발전 설비의 중단을 위해 로터(3)의 공기 역학적 제동 작용은, 피치 모터(61)에 의해 조절 가능한 로터 블레이드(3.1, 3.2, 3.3)의 상응하는 취부각에서 이용될 수 있고, 상기 제동 작용은 개략적으로 도시된 공기 역학적 브레이크(60)에 의해 구현될 수 있다.
이러한 공기 역학적 브레이크(60) 외에 로터의 작동 시 - 즉 로터(3)가 회전 중인 경우에 - 기계적 상용 브레이크가 이용될 수 있다. 기계적 상용 브레이크는 바람직하게 로터(3)에 의해 구동되는 회전부에, 예를 들어 회전 샤프트(여기에 해당되지 않고 도시되지 않음)에 직접 작용할 수 있다. 도시된 고정 축 저널(19)을 포함하는 풍력 발전 설비의 구동 트레인의 경우에 상용 브레이크(40)는 기본적으로 발전기 로터에 작용할 수 있다(여기에 바람직하게 도시되어 도 3 및 도 4를 참고로 이하에 설명됨). 변형예에서(여기에 해당되지 않고 도시되지 않음) 경우에 따라 예컨대 로터 허브(9)와 같은 구동 트레인의 다른 회전부들에 작용할 수도 있다. 이 경우 상용 브레이크(40)의 제 1 브레이크 수단은 발전기 스테이터(7.2)에 설치되고, 발전기 로터(7.1)에 있는 제 2 브레이크 수단에 작용한다. 상용 브레이크(40)는 즉 발전기 스테이터(7.2)와 발전기 로터(7.1) 사이에서 작용하고, 그러한 경우에 발전기 스테이터(7.2)와 발전기 로터(7.1) 사이에 설치된다.
변형예에서 상용 브레이크는 축 저널(19) 상의 베어링에, 특히 발전기 로터(7.1)와 축 저널(19) 사이의 베어링에 작용할 수 있다(여기에 해당되지 않고 도시되지 않음).
여기에 예시적으로 도시된 다른 기계적 상용 브레이크(40)는 추가로 또는 대안으로서 나셀(2)의 회전부와 나셀(2)의 고정부 사이에 제공될 수 있고, 예를 들어 상기 로터 허브 하우징(15)과 터빈실 하우징(12) 사이에 제공될 수 있다.
도 2에 개략적으로 예를 들어 도시된 기계적 상용 브레이크(40, 40') 중 적어도 하나의 브레이크에 대해 추가로 또는 대안으로서 풍력 발전 설비(1000)는 나셀(2)에 - 파킹 브레이크라고도 하는 - 기계적 록킹부 또는 록킹 브레이크를 포함하고, 상기 록킹부는 기계적 고정 장치에 의해 로터(3)를 정지 위치에서 록킹하도록 형성된다. 상기 고정 장치(50)는 개략적으로 예를 들어 도 3 및 도 4에 - 록킹 브레이크로서 - 상세히 도시된 기계적 상용 브레이크(40, 40')와, 즉 이 경우 발전기 스테이터(7.2)와 발전기 로터(7.1) 사이의 기계적 상용 브레이크(40)와 조합하여 [변형예에서 및/또는 터빈실 하우징(12)과 로터 허브 하우징(15) 사이의 기계적 상용 브레이크(40')와 조합하여] 도시된다.
계속해서 특히 발전기 스테이터(7.2)와 발전기 로터(7.1) 사이의 기계적 상용 브레이크(40)를 포함하는 고정 장치(50)가 도 3 및 도 4와 관련해서 설명된다. 기계적 상용 브레이크(40)를 포함하거나 포함하지 않는 록킹부는 기본적으로 다양한 방식으로, 예를 들어 마찰 결합 및/또는 형상 끼워 맞춤 방식의 결합에 의해 구현될 수 있다. 록킹부의 재현을 위한 형상 끼워 맞춤 방식의 결합의 예는 도 5에 도시된다.
풍력 발전 설비의 회전부를 정지 또는 록킹하기 위해, 일반적으로 마찰 결합외에 또한 풍력 발전 설비(1000)의 정지부에 설치된 브레이크슈가 풍력 발전 설비(1000)의 정지부에 설치된 브레이크 디스크에 작용할 수 있다. 유사하게 풍력 발전 설비(1000)의 회전부의 브레이크 디스크에 작용하는 풍력 발전 설비의 고정부의 브레이크슈는 기계적 상용 브레이크를 위해 이용될 수 있다. 특히 이 경우 기계적 상용 브레이크(40)는 록킹부와 조합하여 구현될 수 있다. 이 경우 기계적 상용 브레이크(40)는 기능을 확장하여 브레이크슈 압력이 계속해서 증가할 때 록킹부의 제 1 부분으로서 이용될 수 있다.
경우에 따라서 전술한 기계적 상용 브레이크(40) 없이 단독으로 구현된 록킹부는 계속해서 도 3 및 도 4의 고정 장치(50)에 의해 설명된다. 변형된 고정 장치(50')를 위한 상용 브레이크(40')의 대안적인 배치는 도 6a 및 도 6b의 상세부(X)로서 개략적으로 도시된다.
이하에서 동일하거나 유사한 특징들 또는 동일하거나 유사한 기능의 특징들에 대해 편의상 동일한 도면부호가 사용된다. 도 3 및 도 4와 관련해서 특히 고정 장치(50)가 설명되고, 이 경우 나머지 특징들과 관련해서 전술한 설명이 참조된다.
도 3에서 구동 트레인의 형성을 위한 로터(3)와 발전기(7)로 이루어진 시스템(100)의 상세한 구조를 볼 수 있다. 발전기 로터(7.1)에 의한 발전기(7)처럼 로터(3)는 로터 허브(9)에 의해 축 저널(19) 상에 회전 가능하게 지지되고, 이 경우 로터(3)의 회전 운동은 발전기 로터(7.1)의 회전 운동으로 전환될 수 있다. 발전기 스테이터(7.2)에서 회전하는 발전기 로터(7.1)는 발전기(7)의 설계에 따라 전류를 발생시킨다. 발전기 로터는 적절하게 원주를 따라 배치된 극(7P)을 포함하고, 발전기 스테이터(7.2)는 적절한 스테이터 와인딩(7S)을 포함한다.
발전기 스테이터(7.2)는 소수의 스테이터 지지 암(17)에 의해 지지되고, 상기 지지 암은 스테이터 스타(18)에 고정된다. 축 저널(19)과 스테이터 스타는 터빈실(20) 내의 아지무스 베어링(23) 상에서 터빈실 캐리어(24)에 의해 지지된다.
고정 장치(50)의 재현을 위해 발전기 로터(7.1)는 지지 구조(17P)의 가장자리에 고정 웨브(16)를 갖고, 상기 고정 웨브는 소수의 고정 홈(16N)과 마찰면(16S)을 갖는다. 상세히 도시되지 않은 상기 고정 웨브는 로터 허브 하우징의 가장자리에 형성될 수도 있다는 것에 주의해야 한다. 고정 웨브(16)는 전술한 고정 장치(50)의 재현을 위해 [또는 변형예에서 터빈실 하우징(12)과 로터 허브 하우징(15) 사이의 고정 장치(50')의 재현을 위해] 이 경우 고정 수단(14)과 함께 작용한다. 고정 장치(50)[또는 고정 장치(50')]는 주로 도 5에 설명된다.
도 4는 발전기(7)의 발전기 로터(7.1)와 발전기 스테이터(7.2) 사이에 고정 웨브(16) 또는 고정 홈(16N) 및 마찰면(16S)을 가진 고정 장치(50)의 재현을 위한 기계적 상용 브레이크(40)를 확대하여 도시한 확대 사시도이다. 특히 도 4에서 도 5와 관련하여 록킹 볼트(51)를 위한 지지부가 록킹 기능을 하는 상용 브레이크의 부분으로서 도시되고, 상기 록킹 볼트는 일반적으로 도면부호 52로 도시된 록킹 홈[52; 여기에서 고정 홈(16N)]에 대한 결합을 위해 제공된다.
일반적으로 형상 끼워 맞춤 방식의 결합의 재현을 위해 예를 들어 록킹 볼트(51)는 풍력 발전 설비(1000)의 회전부의 록킹 홈(52)에 결합될 수 있고, 이로써 풍력 발전 설비의 회전부를 멈출 수 있다. 따라서 록킹부의 제 2 부분이 형성될 수 있다.
이 경우 도 5에 도시된 실시예에서 기계적 상용 브레이크(40)는 록킹 수단을 가진 기계적 고정 장치(50)의 부분으로서 디스크 브레이크에 통합된다. 브레이크 디스크(42) 형태의 고정 웨브(16)는 풍력 발전 설비의 회전부 - 이 경우 발전기 로터(7.1) - 에 형성된다. 브레이크 수단 - 이 경우 브레이크슈(41)와 록킹 볼트(51)는 - 풍력 발전 설비의 고정부에 - 이 경우 발전기 스테이터(7.2)에 설치된다. 변형예에서 고정 웨브는 로터 허브 하우징(15)에 형성될 수 있고, 브레이크 수단은 터빈실 하우징(12)에 형성될 수 있다.
브레이크슈(41)는 브레이크 디스크(42)에 대한 적용을 위해 형성되며, 기계적 상용 브레이크(40)의 부분이다. 로터(3)의 정지 시 그리고 브레이크슈 압착력의 증가 시 브레이크슈(41)는 브레이크 디스크(42)와 조합하여 기계적 고정 장치(50)의 제 1 부분으로 이용되고, 상기 고정 장치에 의해 로터(3)가 고정될 수 있다. 또한 브레이크 디스크(42)는 록킹 홈(52)으로서 소수의 상기 홈(16N)을 갖고, 상기 록킹 홈은 록킹 홈(52)에 결합 가능한 소수의 록킹 볼트(51)에 할당된다. 록킹 볼트(51)와 록킹 홈(52)의 조합은 기계적 고정 장치(50)의 제 2 부분으로서 실제 록킹부를 형성하고, 일단 설정된 상기 록킹부는 외부 상황(예를 들어 풍속 또는 네트워크 가용성)과 무관하게 로터(3)를 확실하게 정지시키고, 이동, 즉 재시동의 위험을 방지한다.
이 경우 특히 형상 끼워 맞춤 방식의 결합에 의해 구현된 파킹 브레이크 또는 그와 같은 록킹 장치에서는 - 기계적 고정 장치(50)의 전술한 제 2 부분에서처럼 - 록킹 위치에서만 록킹 볼트(51)가 록킹 홈(52) 내로 통과하기 때문에, 록킹 위치를 위한 로터(3)의 도 6의 예를 들어 P1, P2와 같이 정해진 정지 위치만을 고려한다는 보편적으로 설명된 문제점들이 기본적으로 나타난다. 일반적으로 이를 위해 도 6b에 도시된 정비 담당자(P)에 의해 로터(3)의 잔여 회전 속도가 평가된다. 상용 브레이크(40, 40')의 필수적인 액세스 시간을 고려하는 것은 물론 - 예를 들어 전기 기계식 또는 유압식 적용 장치에 따라 - 기계적 상용 브레이크(40, 40')의 감속을 고려해서, 록킹 홈(52)이 브레이크 디스크(42) 내에서 록킹 볼트(51) 앞에 정확히 정지하도록 로터(3)를 위치 설정하는 것이 시도된다. 그러한 경우에만 록킹부는 - 즉 이 경우 고정 장치(40)의 제 2 부분은 - 록킹될 수 있고, 특히 록킹 볼트(51)는 록킹 홈(52) 내로 볼트 고정될 수 있다.
도 2는 풍력 발전 설비(1000)의 예에서 전술한 문제점들을 제거하기 위한 조절 장치(30)를 도시하고, 상기 조절 장치는 하나 이상의 조작 단말기(31, 31', 31")에 의해 조작 가능하며, 기능적으로 상이한 브레이크에 제어 가능하게 접속된다. 상기 브레이크는 다음을 포함한다.
- 각각 하나만 또는 조합하여 2개가 제공될 수 있는 상용 브레이크(40, 40') 중 적어도 하나의 상용 브레이크.
- 로터 블레이드(3.1, 3.2, 3.3)의 피치각에 작용하는 소수의 피치 모터(61)에 의해 조절 가능한 공기 역학적 브레이크(60).
- 발전기(7), 특히 발전기 로터(7)의 여자 상태에서 조절 가능한, 발전기(7)에 형성된 전자기식 브레이크(70).
- 이 경우 로터 허브 하우징(15)과 나셀(2)의 터빈실 하우징(12) 사이의 소수의 록킹 홈(52)과 록킹 볼트(51)에 의해 구현된 기계적 고정 장치(50)의 부분으로서 록킹부.
브레이크(40, 40', 50, 60, 70)는 조절 장치(30)에 제어 접속된다. 로터 발전기 장치라고도 하는, 나셀(2), 발전기(7) 및 로터(3)로 이루어진 시스템(100)에 하나 또는 다수의 브레이크(40, 40', 50, 60 및/또는 70)를 가진 브레이크 시스템(200)이 접속되고, 상기 브레이크 시스템은 제어장치(30)에 구현된 브레이크 모듈(210)에 브레이크 또는 브레이크들의 제어를 위한, 즉 전기 및/또는 유압에 의해 적용 가능한 기계적 상용 브레이크(40)의 조절 방식의 제어를 위한, 기계적 고정 장치(50)를 이용한 록킹부의 자동 이송을 위한, 공기 역학적 브레이크(60)의 제어를 위한, 그리고 전자기식 브레이크(70)의 제어를 위한 인터페이스(240, 250, 260, 270)를 통해 제어 접속된다. 브레이크 모듈(210)은 파선으로 도시된 적절한 제어 라인에 의해 작동될 수 있고, 상기 제어 라인은 단말기(31, 31', 31")에 의해 조작 가능하다. 푸시 버튼 및/또는 모니터가 입력 단말기로서 조절 장치(30)에 접속되고, 이는 로터(3)의 바람직한 최종 위치의 입력을 가능하게 한다.
브레이크 모듈(210)은 적어도 하나의 풍속 센서(Sv), 속도 센서(Sn) 및 감속 센서(Sa)를 포함하는 센서 시스템(230)으로부터 조절 변수에 대한 측정값을 얻는다. 브레이크 모듈(210)은 보정 모듈에 의해 보정될 수 있다.
브레이크 시스템(200)은 기본적으로, 로터(3)와 풍력 발전 설비(1000)의 나셀(2)에/내에 있는 발전기(7)로 이루어진 시스템(100), 즉 로터(3)와 발전기(7)를 작동 시 자동으로 제동하고, 하나 또는 다수의 조절식 브레이크(40, 40', 60, 70)를 이용해서 정지 상태까지 위치 면에서 정확하게 최종 위치로 감속하여 제동하고, 기계적 고정 장치(50)의 부분으로서 록킹부에 의해[추가로 또는 대안으로서 록킹 장치(50')의 변형예에서] 정지 상태에서 실제로 바람직한 최종 위치에 록킹하는 것을 가능하게 한다.
도 6은 도 6a 및 도 6b에 나셀(2) 영역의 각각 구형의 풍력 발전 설비(1000A) 또는 신형의 풍력 발전 설비(1000B)를 도시한다. 이 경우 동일하거나 유사한 부분들 또는 동일하거나 유사한 기능의 부분들에 동일한 도면부호가 사용된다. 도 6a 및 도 6b의 상세부(X)는 기계적 상용 브레이크(40')의 상세한 설명을 위해 도 5에서 기계적 고정 장치(50')로서 기계적 록킹 장치와 조합하여 도시된다.
풍력 발전 설비(1000A, 1000B)의 고정부는 터빈실 하우징(12)에 의해 형성될 수 있다. 로터(3)의 부분으로서 풍력 발전 설비의 가동부, 즉 회전부는 로터(3)의 로터 허브 하우징(15)일 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 4에 따른 바람직한 실시예에서 풍력 발전 설비(1000)의 고정부는 이 경우 발전기 스테이터(7.2)에 의해, 구체적으로는 발전기 스테이터(7.2)의 지지 암에 의해 형성된다. 로터(3)에 의해 구동되는 풍력 발전 설비의 가동부, 즉 회전부는 이 경우 발전기(7)의 발전기 로터(7.1)이다.
록킹 볼트(51)는 록킹 홈(52)과 함께 기계적 고정 장치(50)의 제 2 부분의 형태인 록킹 장치를 형성한다. 록킹 볼트(51)는 모터(53) - 예를 들어 전기 모터 또는 유압 장치 또는 공기압 장치 또는 자기 액추에이터 - 에 의해 방사방향(R)으로 록킹 홈(52)을 향해 이송될 수 있고, 원주(U)를 따른 적절한 상대적 위치 설정 시, - 즉 록킹 홈(52)과 록킹 볼트(51)의 일치하는 각도 위치에서 - 모터(53)의 작동 하에 록킹 볼트(51)는 록킹 홈(52) 내로 삽입될 수 있다. 모터(53)는 경우에 따라서, 록킹 볼트(51)가 부분적으로만 록킹 홈(52)의 각도 위치에 위치하면 반경(R)을 따라 이송되도록 형성될 수도 있다. 록킹 홈(52)은 개구 플랜지(52.1, 52.2)를 갖고, 상기 플랜지는 록킹 볼트(51)를 깔때기 형태로 수용할 수 있으므로, 상기 록킹 볼트는 자동 조정 방식으로 록킹 홈(52) 내로 삽입될 수 있다. 따라서 록킹 볼트(51)는 실질적으로 원추형으로 테이퍼링되는 외부 표면(51.1)을 갖고, 상기 표면은 실질적으로 치수적으로 록킹 홈(52)의 플랜지(52.1, 52.2)와 동일하거나 약간 더 가파른 기울기를 갖는다.
기계적 상용 브레이크(40)는 디스크 브레이크 형태로 형성되고, 즉 브레이크슈(41)와 브레이크 디스크(42)가 함께 작용함으로써 제공되는 기능을 갖는다. 상징적으로만 도시된 브레이크슈(41)는 풍력 발전 설비(1000)의 운전 시에도, 즉 로터(3) 또는 로터 허브 하우징(15)의 회전 중에도 - 마찰 결합으로 - 브레이크 디스크(42)에 마찰을 가할 수 있다.
이는 특히 공기 역학적 브레이크(60)와 조합하여 보조적으로, 로터(3)를 비상 상황에서도 신속하게 정지시키는 매우 효과적인 방법을 제공한다. 일반적으로 공기 역학적 브레이크(60)는, 풍력 발전 설비의 정상적인 중단 시 서행 운동할 때까지 로터를 감속시켜 제동한 후에, 로터(3)를 정지시키기 위해 기계적 상용 브레이크(40)를 이용하기에 충분하다. 로터(3)가 아직 회전 중일 때, 특히 비상시, 예를 들어 부하 범위에서 로터(3)가 아직 회전 중일 때 기계적 상용 브레이크(40)의 활성화 시 기계적 상용 브레이크(40)는 로터(3)에 대한, 즉 상기 로터의 감속에 대한 부하 토크를 상당히 높인다. 심한 경우에 기계적 상용 브레이크(40)는 네트워크 부하의 결함 시에도 로터(3)를 정지시키기 위한 확실한 수단이다.
추가로 - 경우에 따라서 모든 경우는 아니지만, 특히 예를 들어 네트워크 부하의 결함 상태가 아닌 경우에 - 록킹 볼트(51)와 록킹 홈(52)이 각도 위치에서 일치하도록 나셀(2)의 정지부에 대해 로터(3)의 자동 위치 설정을 실행하기 위해, 전자기식 브레이크(70)가 이용될 수 있는 것이 밝혀졌다. 정지될 때까지 로터(3)의 제어된 제동은 계자 전류의 제어에 의해 비교적 간단하게 가능하다는 것이 입증되었다. 그 결과 공기 역학적 브레이크(60)와 기계적 상용 브레이크(40; 홀딩 브레이크라고도 함) 및 경우에 따라서 전원이 제공된 경우 전자기식 브레이크(70)도 브레이크로써 사용될 수 있다.
로터(3)의 자동 제동을 위한 특히 바람직한 방법은 기본적인 제 1 방법의 부분(S-Ⅰ)에서 공기 역학적 브레이크(60)를 이용한, 특히 발전기 로터(7.1)의 계자 전류, 즉 전자기식 브레이크(70)의 이용 하에 자동화된 제동을 제공한다. 비상시가 아니라면, 로터의 확실한 임계 회전 속도 아래에서, 즉 상기 로터가 서행 또는 매우 느리게 회전하는 경우에만 기계적 브레이크(40)는 추가로 로터의 잔류 회전 운동을 감속시킨다. 계속해서 기본적인 제 2 방법의 부분(S-Ⅱ)에서 나셀(2)의 고정부에 대한 로터(3)의 자동 위치 설정은, 특히 록킹 홈(52)이 실제로 록킹 볼트(51)에 대해 정지하도록 이루어진다. 그러나 항상 대략 동일한 각도 위치에서 정지한다. 발전기(7)의 코깅 토크는 바람직하게 위치 설정 시 로터(3)를 디텐트 장치 내에서 정지시키기 위해 이용될 수 있는 것이 밝혀졌다. 발전기 로터의 계자 전류의 제어/조절 하에 및/또는 기계적 상용 브레이크(40)의 제어/조절 하에 정지할 때까지 로터(7)의 제동이 이루어질 수 있고, 그 결과 잔류 운동에 의해 정지 상태에서 기본적인 제 3 방법 부분(S-Ⅲ)에서 록킹을 가능하게 하는 정확한 위치 설정이 이루어질 수 있는 것이 밝혀졌다.
기본적인 제 3 방법 부분(S-Ⅲ)에서 도 5에 주로 도시된 바와 같이 록킹 홈(52) 내로 록킹 볼트(51)가 자동으로 삽입됨으로써 자동 또는 수동으로 - 이 경우 자동으로 - 볼트 고정이 이루어진다. 또한, 즉 기계적 고정 장치(50)의 제 2 부분의 록킹에 의한 풍력 발전 설비의 회전부[여기에서 발전기 로터(7.1) 및/또는 변형예에서 로터 허브 하우징(15)]의 록킹에 추가하여, 마찰 결합 시 홀딩 브레이크보다 브레이크 디스크(42)로 브레이크슈(41)의 더 큰 압착력을 갖는 기계적 상용 브레이크는 기계적 고정 장치(40)의 제 1 부분을 형성할 수 있다.
기계적 고정 장치(50)와 관련한 록킹 및 기계적 방식의 상용 브레이크(40) 또는 홀딩 브레이크의 조합은 특히 여기에 도시된 디스크 브레이크와 관련해서 입증되었다. 이를 위해 디스크 브레이크의 브레이크 디스크(42)는 브레이크슈(41)에 의해 마찰 결합 시 고정될 수 있는 브레이크 표면[예를 들어 소위 마찰면(16S)]뿐만 아니라, 소수의 록킹 홈(52)을 갖고, 상기 록킹 홈에 소수의 록킹 볼트(51)가 결합될 수 있다. 소수란 기본적으로 하나 이상, 즉 한 개, 두 개, 세 개 등이다.
도 7은 전술한 풍력 발전 설비(1000, 1000A, 1000B)에서 로터(3)의 자동식 및 조절식 제동과 고정을 위한 바람직한 방법 과정을 순서도로 도시한다. 록킹은 기본적으로 가능하고, 자동으로 구현된다. 정비 시간의 감소와 동시에 신뢰성 있게 풍력 발전 설비의 재시동이 저지된다.
상기 방법은 제 1 방법 부분(S-Ⅰ)에서 로터(3)의 제동, 제 2 방법 부분(S-Ⅱ)에서 정지 위치로의 로터(3)의 위치 설정 그리고 제 3 방법 부분(S-Ⅲ)에서 정지 위치(P1, P2)에서의 로터(3)의 록킹을 포함하는 기본적인 구성을 따른다. 구체적으로 이 경우, 제 1 방법 부분(S-1)에서 공기 역학적 브레이크(60)에 의한[로터 블레이드(3.1, 3.2, 3.3)의 피치각을 이용한] 자동 제동은 바람직하게 전자기식 브레이크(70)를 통해 로터의 계자 전류에 의한 제동과 조합하여 실행된다. 구체적으로 이 경우, 제 2 방법 부분(S-Ⅱ)에서 나셀의 고정부에 대한 로터의 자동 위치 설정(예를 들어 록킹 볼트에 대한 록킹 홈의 위치 설정)은, 특히 발전기(7)의 코깅 토크를 이용해서 그리고 정지 위치까지 로터(3)의 제어 방식의 제동 하에[기계적 상용 브레이크(40, 40') 형태의 홀딩 브레이크의 제어와 전자기식 브레이크(70)에 의한 계자 전류의 제어 하에] 실행된다. 구체적으로 이 경우 제 3 방법 부분(S-Ⅲ)에서 자동 볼트 고정 또는 수동 볼트 고정은 기계적 고정 장치(50)를 이용해서(예를 들어 록킹 홈 내로 록킹 볼트의 삽입 = 형상 끼워 맞춤 방식의 결합) 또는 홀딩 브레이크에 의한 록킹을 이용해서(마찰 결합) 이루어진다. 이는 로터의 재시동을 확실하게 저지하기 위함이다.
제 1 단계(S1)에서 풍력 발전 설비는 정비 상태가 된다. 제 2 단계(S2)에서 설비의 볼트 고정/록킹을 위한 푸시 버튼, 키보드 또는 디스플레이 및 기타 맨머신 인터페이스(ManMachine-Interface; MMI)에 의해 필요한 최종 위치, 즉 정지 위치의 선택이 이루어진다. 이는, 예를 들어 발전기 스테이터(7.2)에 대한 발전기 로터(7.1)의 상대 위치 설정을 고려하여 정지 위치로서 주어질 수 있다. 따라서 특정한 로터 블레이드, 예컨대 로터 블레이드(3.1)에 대해 예를 들어 0 내지 360°의 위치가 최종 위치로서 선택될 수 있고, 즉 예를 들어 로터 블레이드(3.1)는 12시 방향 위치에 할당된 후에 발전기 스테이터(7.2)에 대한 발전기 로터(7.1)의 상대 위치 설정에 의해 분류된 정지 위치에 할당될 수 있다.
제 3 단계(S3)에서 로터(3)의 로터 블레이드(3.1, 3.2, 3.3)를 풍력으로 회전시키기 위해 피치 모터(61)가 작동됨으로써 공기 역학적 브레이크(60)가 작동된다. 로터는 서행한다. 난류 및 와류로 인해 공기 역학적 브레이크(60)에 의한 로터의 감속이 이루어진다.
제 4 단계(S4)에서 설비의 회전 속도와 감속이 결정될 수 있다.
제 5 단계(S5)에서 감속을 향상시키기 위해 로터(3)의 극편에 특히 전자기식 브레이크(70)에 의해 추가 계자 전류가 제공된다. 계자 전류는 주어진 회전 속도(n)와 감속(a)에 기초해서 자동으로 선택된다. 이로써 로터(3)의 조절된 제동, 어느 경우든 제어된 제동이 야기될 수 있다. 계자 전류의 조절은 기계적 상용 브레이크(40)의 조절보다 신속하고 정확한 것이 입증될 수 있다.
단계 S2 내지 단계 S5는 실질적으로 제 1 방법 부분(S-Ⅰ)에서 자동 제동에 해당한다. 단계 S6 내지 단계 S8 및 단계 S10은 실질적으로 제 2 방법 부분(S-Ⅱ)에서 자동 위치 설정에 해당한다. 단계 S1 내지 단계 S9는 실질적으로 제 3 방법 부분(S-Ⅲ)에서 자동 록킹에 해당한다.
제 6 단계(S6)에서 어떤 회전 속도(n)와 위치(S)에서 기계적 브레이크(40)가 액세스되는지 자동으로 계산하는 소프트웨어 또는 그와 같은 컴퓨터 프로그램이 이용될 수 있다. 이는 전자기식 브레이크(70)를 이용한 동시 제동에 의해, 예를 들어 발전기, 특히 발전기 로터(7.1)의 계자 전류에 의해 야기될 수 있다. 이로 인해 로터(3)는 조절 방식으로 정지되므로, 특히 형상 끼워 맞춤 방식의 결합 하에 자동으로 고정 장치가 체결될 때 미리 정해진 최종 위치에 따라 접근되는 정지 위치는, 설비 고정적으로 미리 정해진 록킹 위치에 일치하도록 할당된다. 간단하게 록킹 위치 분포에 의해 록킹 홈 분포 및/또는 극 분포는, 록킹 위치 분포의 록킹 위치가 코깅 토크로 인한 발전기 로터의 록킹 위치와 일치하도록 매칭된다. 최종 위치 설정은 발전기(7)의 코깅 토크에 의해 야기될 수 있다 도 5의 예에서 록킹 볼트(51)는 조절 전략에 따라 록킹 홈(52)에 대한 정지 위치에 놓인다.
특히 이를 위해 제 7 단계(S7)에서 증분형 엔코더 - 일반적으로 센서 시스템(230)의 센서(Sn, Sa) - 에 의한 브레이크 시스템(200)의 필수 감속값의 계산을 위해 테스트 제동 시 미리 결정될 수 있고, 후속하는 제동 시 보정 또는 최적화될 수 있다. 이로 인해 기계적 브레이크(40) 및/또는 전자기식 브레이크(70)의 감속값의 보정 또는 작동 중에 자동 조정이 예를 들어 조절 장치(30)의 보정 모듈(220)에서 이루어질 수 있다. 이는 브레이크 시스템(200)의 제동의 긴급한 상태와 관련해서 그리고 경우에 따라서 풍력 발전 설비(1000)의 외부 온도 또는 풍속[센서(Sv)에 의해 측정됨]에 의존해서도 이루어질 수 있다.
제 8 단계(S8)에서 로터(3)는 자동으로, 즉 단계(S2)에서 규정된 최종 위치에 할당된 정지 위치에서 작동 중단되고, 이 경우 정지 위치에서 마찰 결합에 의해서만 홀딩 브레이크가 활성화될 수 있는 것이 아니라 [브레이크 디스크(42)에서 브레이크슈(41)의 마찰 결합식 체결에 의해] 록킹에 의해서도[록킹 홈(52) 내로 적어도 하나의 록킹 볼트(51)의 형상 끼워 맞춤 결합 방식의 체결에 의해] 활성화될 수 있다.
제 9 단계(S9)에서 수동으로 또는 자동으로 비회전부에 대한 회전부 - 여기에서 터빈실 하우징(12)에 대해 로터 허브 하우징(15) - 의 볼트 고정 또는 다른 방식의 록킹은 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 록킹 장치 형태의 기계적 고정 장치(40)에 의해 이루어질 수 있다. 록킹은 문제가 없는 것으로 입증되었는데, 그 이유는 조절 전략에 따라 록킹 볼트(51)는 정지 위치에서 록킹 홈(52)에 대해 배치되기 때문이다.
작동을 이유로 조절 전략은 단계 S10에서 중단되어야 하고 단계 S9에서 취해진 정지 위치가 더 이상 록킹 가능하지 않으면, 방법 부분 S-Ⅱ와 S-Ⅲ은 로터(3)의 위치 설정 및 록킹을 위해 반복될 수 있고 또는 하나 이상의 블레이드(3.1, 3.2, 3.3)는 간헐적으로 풍력으로 피칭될 수 있으므로, 회전 속도(n)가 다시 빨라질 수 있고, 결과적으로 록킹 가능한 정지 위치에 이를 수 있다. 방법에서 조절 루프와 관련해서 신뢰성이 바람직하므로, 상기 방법은 정비 담당자(P)를 위태롭게 하지 않고 자동으로 반복될 수 있다.
특히 기계적 상용 브레이크(40) 및/또는 공기 역학 브레이크(60)의 감속 외에도 계자 전류가 이용됨으로써, 로터(3)의 감속이 훨씬 정확하게 조절되는 것이 달성될 수 있다. 상용 브레이크로서 전자기식 브레이크(40)는 기본적으로 2개의 상태만을 - 폐쇄 또는 개방만을 - 인식하기 때문에, 여자 중에 연속해서 또는 단계적으로 예를 들어 램프 형태로 또는 그와 같이 조정될 수 있고, 최대 계자 전류의 예를 들어 30%로 또는 다른 조정된 값으로 설정될 수 있다. 이로써 조절 장치(30), 센서 시스템(230) 및 브레이크 시스템(200)[기계적 브레이크(40) 및/또는 전자기식 브레이크(70) 및/또는 공기 역학적 브레이크(60)]을 포함하는 조절 회로는 정지 상태에서 록킹 가능한 정지 위치로 로터(3)의 정확한 위치 설정 그리고 후속하는 정지 위치에서의 상기 로터의 문제없는 자동 록킹을 가능하게 한다.
1 : 타워 2 : 나셀
3 : 로터 3.1, 3.2, 3.3 : 로터 블레이드
4 : 스피너 5 : 로터 헤드
7 : 발전기 7.1 : 발전기 로터
7.2 : 발전기 스테이터 7P : 극
7S : 스테이터 와인딩 8 : 판 베어링
9 : 로터 허브 12 : 터빈실 하우징
14 : 고정 수단 15 : 로터 허브 하우징
16 : 고정 웨브 16N, 16S : 홈, 마찰면
17S, 17P : 스테이터 지지암, 지지 구조
18 : 스테이터 스타 19 : 축 저널
20 : 터빈실 21 : 플랫폼
22 : 아지무스 모터 23 : 아지무스 베어링
24 : 터빈실 캐리어 30 : 센서
30 : 조절 장치 31, 31', 31" : 단말기
40, 40' : 상용 브레이크, 특히 디스크 브레이크
41 : 브레이크슈 42 : 브레이크 디스크
45 : 공기 역학적 브레이크
50 : 고정 장치, 록킹부를 가진 상용 브레이크
51 : 록킹 볼트 51.1 : 외부 표면
52 : 록킹 홈 52.1 52.2 : 개구 플랜지
53 : 모터 60 : 공기 역학적 브레이크
61 : 피치 모터 70 : 전기 브레이크
100 : 로터(3), 발전기(7) 및 나셀(2)로 이루어진 시스템
200 : 브레이크 시스템 210 : 브레이크 모듈
220 : 보정 모듈 230 : 센서 시스템
240, 250, 260, 270 : 인터페이스
1000, 1000A, 1000B : 풍력 발전 설비
A : 축 a : 감속
n : 로터 회전 속도 P : 정비 담당자
P1, P2 : 정지 위치 R : 방사방향
r : 반경 S : 위치
Sv, Sn, Sa : 풍속(v), 감속(a), 로터 회전 속도 측정 센서
S-Ⅰ, S-Ⅱ, S-Ⅲ : 방법 부분들
U : 원주
S1 내지 S10 : 방법 단계 1 내지 방법 단계 10

Claims (32)

  1. 로터(3)를 정지시켜 고정하는, 풍력 발전 설비(1000)의 운전을 위한 방법으로서,
    - 브레이크를 이용하여 상기 로터(3)를 제동하는 단계,
    - 상기 로터(3)를 정지 위치로 위치 설정하는 단계, 및
    - 정지 위치(P1, P2)에서 상기 로터(3)를 고정하는 단계
    를 포함하는 방법에 있어서,
    - 최종 위치가 미리 정해지고(S2),
    - 상기 로터(3)는 브레이크와 제어 가능하게 연결되는 조절 장치의 브레이크 모듈(210)에 의해 조절되어 최종 위치에 할당된 정지 위치로 제동되고(S-Ⅰ),
    - 미리 정해진 최종 위치에 대한 위치 설정을 위해(S-Ⅱ), 로터는 정지 위치에서 정지할 때까지 브레이크에 의해 자동으로 제동되고, 정지 위치는 고정을 위한 디텐트로서 발전기의 코깅 토크를 이용하여 설정되고(S6), 로터의 최종 위치는, 로터의 각도 위치를 사전 설정하여 이 각도 위치를 발전기의 디텐트 위치에 할당함으로써 미리 정해지며,
    - 상기 정지 위치에서의 고정을 위해(S-Ⅲ) 기계적 고정 장치가 체결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 풍력 발전 설비(1000)는 발전기(7)를 포함하고, 상기 발전기(7)는 발전기 로터(7.1) 및 발전기 스테이터(7.2)를 구비하며, 상기 발전기 로터(7.1)는 상기 로터(3)의 회전 운동에 의해 회전하도록 배치되고,
    고정 시 발전기 로터(7.1)는 발전기 스테이터(7.2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 풍력 발전 설비(1000)는 나셀(2)의 터빈실을 둘러싸는 터빈실 하우징(12) 및 상기 터빈실 하우징(12)에 회전 가능하게 결합되는 로터 허브 하우징(15)을 포함하고,
    고정 시 로터 허브 하우징(15)은 터빈실 하우징(12)에 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 발전기 로터(7.1)는 로터 허브(9)에 의해 구동되고,
    고정 시 로터 허브(9), 발전기 로터(7.1)의 베어링, 또는 양자 모두가 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 고정은 록킹에 의해 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 고정은 기계적 제동 작용에 의해 마찰 결합 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제동을 위해(S-Ⅰ)
    기계적 제동 작용이 조절 방식으로 도입되고(S6, S8), 제동 작용에 의한 감속은 전류 형성 또는 기타 부하로 인해 야기된 감속을 능가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 로터의 적어도 회전 속도, 감속, 또는 양자 모두는 증분형 엔코더에 의해 제동 시(S-Ⅰ) 측정되고(S4), 제동의 조절을 위해(S-Ⅱ) 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 로터는 정지 위치에서 발전기의 코깅 토크에 의해 록킹되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 2 항에 있어서, 최종 위치의 연속적인 각도 조절 스케일은 발전기의 불연속적인 디텐트 스케일에 의해 정지 위치의 준불연속적인 각도 스케일에 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 발전기(7)는 발전기 링을 포함하고, 불연속적인 디텐트 스케일은 발전기에서의 각도 간격에 의해 사전 설정되며, 상기 각도 간격은 발전기 링에 걸친 록킹 홈 분포, 극 분포, 또는 양자 모두에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 2 항에 있어서, 제동 시 발전기 로터의 극편은 여자 조절부에 의해 여자 브레이크 조절 변수에 따라 미리 정해진 계자 전류에 의해 여자되고(S5), 여자 브레이크 조절 변수는 회전 속도, 감속, 외부 온도, 및 풍속을 포함하는 변수들의 그룹에서 선택된 하나 이상의 변수를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 로터의 로터 블레이드는 공기 역학적 브레이크 작용으로의 제동 시(S3) 풍력에 의해 피칭되고, 공기 역학적 브레이크의 조절 변수는 회전 속도, 감속, 외부 온도, 및 풍속을 포함하는 변수들의 그룹에서 선택된 하나 이상의 변수를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제동 시 기계적 브레이크는, 브레이크 적용 조절에 의해 브레이크 적용 조절 변수에 따라 미리 정해진 브레이크 적용(S6, S8)에 의해 작동되고, 상기 브레이크 적용 조절 변수는 회전 속도, 위치, 외부 온도, 및 풍속을 포함하는 변수들의 그룹에서 선택된 하나 이상의 변수를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 브레이크 적용 조절에 의해 미리 정해진 상기 브레이크 적용은 보정되는 것(S7)을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 브레이크 적용 조절은 브레이크 적용의 학습 방식의 최적화를 위해 개방 시스템으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정지 위치에서의 고정을 위한 상기 기계적 고정 장치는 자동으로 체결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 미리 정해진 최종 위치에 따라 접근되는 정지 위치는 설비에 대해 고정적으로 미리 정해진 록킹 위치에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 록킹 위치는 록킹 홈(52)에 의해 미리 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 고정 위치 분포, 록킹 위치 분포, 또는 양자 모두는, 록킹 위치 분포의 록킹 위치가 코깅 토크로 인한 발전기 로터의 디텐트 위치와 일치하도록, 극 분포, 록킹 홈 분포, 또는 양자 모두에 매칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법의 실시를 위해 형성된 풍력 발전 설비를 위한 조절 장치에 있어서,
    - 풍력 발전 설비의 브레이크와 연결되는 브레이크 모듈(210)을 포함하고, 상기 브레이크 모듈은 풍력 발전 설비의 로터(3)의 제동을 미리 정해진 최종 위치에 할당된 정지 위치로 조절하고, 브레이크는 정지 위치에서의 정지 조건으로 로터를 자동으로 제동하고,
    - 조절 장치는 정지 위치에서의 고정을 위해 기계적 고정 장치의 체결을 검출하며,
    - 정지 위치는 고정을 위한 디텐트로서 발전기의 코깅 토크를 이용하여 설정되고(S6), 로터의 최종 위치는, 로터의 각도 위치를 사전 설정하여 이 각도 위치를 발전기의 디텐트 위치에 할당함으로써 미리 정해지는 것을 특징으로 하는 조절 장치.
  22. 삭제
  23. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법이 실시되도록 프로그래밍 가능한 컴퓨터 시스템 또는 조절 장치와 함께 작용할 수 있는 전자적으로 판독 가능하고 컴퓨터 실행 가능한 명령을 포함하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  24. 나셀을 구비한 풍력 발전 설비로서, 상기 나셀에서 풍력으로 구동될 수 있는 로터가 로터 허브에 의해 발전기에 구동 가능하게 결합되고, 로터는 제동, 위치설정 및 록킹에 의해 정지되어 록킹될 수 있는 것인 풍력 발전 설비에 있어서,
    사전 설정된 최종 위치의 입력을 기록하는 조절 장치를 포함하고,
    - 상기 조절 장치는 풍력 발전 설비의 브레이크와 연결되는 브레이크 모듈(210)을 더 포함하고, 상기 브레이크 모듈은 최종 위치에 할당된 정지 위치로 로터(3)의 제동을 조절하고, 상기 브레이크 모듈은 미리 정해진 최종 위치에 대한 위치 설정 시 정지 위치에서 정지할 때까지 자동으로 로터를 제동하고,
    - 상기 조절 장치는 상기 정지 위치에서의 고정을 위한 기계적 고정 장치의 체결을 검출하며,
    - 상기 정지 위치는 고정을 위한 디텐트로서 발전기의 코깅 토크를 이용하여 설정되고(S6), 로터의 최종 위치는, 로터의 각도 위치를 사전 설정하여 이 각도 위치를 발전기의 디텐트 위치에 할당함으로써 미리 정해지는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 조절 장치(30)는 브레이크와 연결되고, 상기 브레이크는,
    - 브레이크 수단의 작동을 위한 적용 드라이브를 포함하는 기계적 상용 브레이크(40, 40'),
    - 피치 모터를 포함하는 공기 역학적 판 브레이크(60),
    - 여자의 조절을 위한 전자기적 발전기 브레이크(70), 및
    - 기계적 고정 장치(50)
    중 하나 이상을 제동 작용의 조절을 위한 브레이크 장치로서 포함하고,
    하나 이상의 브레이크 장치(40, 40', 50, 60, 70)는 제동 작용의 조절을 위한 조절 장치(30)에 접속되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 기계적 상용 브레이크(40) 및 기계적 고정 장치(50)가 디스크 브레이크에 통합되고,
    - 상기 디스크 브레이크의 브레이크 디스크는 풍력 발전 설비의 회전부에 설치되고,
    - 상기 디스크 브레이크의 브레이크 수단은 풍력 발전 설비의 고정부에 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  27. 제 26 항에 있어서, 브레이크슈가 상기 브레이크 디스크에 적용되기 위해 풍력 발전 설비의 고정부에 형성되고, 상기 브레이크 디스크는 록킹 홈에 결합 가능한 복수의 록킹 볼트에 할당된 복수의 록킹 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  28. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 센서 시스템(230)이 제동 작용의 조절을 위한 조절 장치(30)에 접속되고, 상기 센서 시스템(230)은 증분형 엔코더(Sa, Sn), 풍속 센서(Sv), 또는 양자 모두를 포함하고, 센서 시스템은 회전 속도, 위치, 외부 온도, 및 풍속을 포함하는 변수들의 그룹에서 선택된 브레이크 조절 변수의 측정을 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  29. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 조절 장치(30)에 입력 단말기(31, 31', 31")가 최종 위치의 입력을 위해 접속되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  30. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 조절 장치에 학습 가능한 보정 장치가 접속되거나 통합되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  31. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제동을 위해(S-Ⅰ)
    공기 역학적 제동 작용이 조절 방식으로 제공되고(S3), 제동 작용에 의한 감속은 전류 형성 또는 기타 부하로 인해 야기된 감속을 능가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제동을 위해(S-Ⅰ)
    발전기의 계자 전류가 제동 작용의 제공 하에 조절되고(S5), 제동 작용에 의한 감속은 전류 형성 또는 기타 부하로 인해 야기된 감속을 능가하는 것을 특징으로 하는 방법.
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