KR102556369B1 - Wind power generation having power-off pitch control structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비상시 전원이 공급되지 않는 상태에서 블레이드의 피치를 페더링 조건이 되도록 하는 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기에 관한 것으로서, 블레이드의 피치 상태를 제어하는 피치복원 구조를 가지며, 상기 피치복원 구조는 유압유닛의 구동으로 전후 방향으로 로드를 이동시키고, 솔레노이드 밸브를 포함하는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 로드와 연결되고 상기 로드의 이동에 따라 이동되는 압력봉과 상기 압력봉과 연결된 압력판과 가이드 압력판 사이에 형성된 스프링 및 상기 압력판과 가이드 압력판 사이 거리에 따라 블레이드 피치각도를 제어하는 피치링크를 포함하고, 정전(단전) 상태에서 상기 유압실린더의 작동유 주입구를 제어하는 솔레노이드 밸브가 오픈 상태가 되고 유압실린더 내부 피스톤 앞뒤의 압력이 동일하게 되어 스프링의 복원력으로 압력판이 이동되면서 블레이드의 피치각도가 페더링 상태가 되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a wind power generator having a pitch restoration structure for controlling the pitch state of the blades, wherein the pitch of the blades is adjusted to a feathering condition in an emergency when power is not supplied, and the pitch restoration structure controls the pitch of the blades. The recovery structure moves the rod in the forward and backward directions by driving the hydraulic unit, a hydraulic cylinder including a solenoid valve, a pressure rod connected to the rod of the hydraulic cylinder and moved according to the movement of the rod, and a pressure plate and guide connected to the pressure rod. It includes a spring formed between the pressure plates and a pitch link that controls the pitch angle of the blade according to the distance between the pressure plate and the guide pressure plate. It is characterized in that the pitch angle of the blade becomes a feathering state as the pressure plate is moved by the restoring force of the spring as the pressure in the front and rear of the piston inside the cylinder becomes the same.
Description
본 발명은 비상시 전원이 공급되지 않는 상태에서 블레이드의 피치를 페더링 조건이 되도록 하는 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a wind power generator having a power-unapplied type pitch restoration structure in which power is not supplied in an emergency so that the pitch of blades becomes a feathering condition.
풍력발전기는 타워, 나셀, 허브 및 블레이드를 포함한다. 이러한 풍력발전기는 풍속에 따라 발전량이 결정되는데 발전이 가능한가의 유무에 따라 발전이 불가능한 풍속(시동전 풍속, 극한 풍속)과 발전이 가능한 풍속(저풍속, 중풍속, 고풍속)으로 분류될 수 있다. Wind turbines include towers, nacelles, hubs and blades. These wind turbines determine the amount of power generation depending on the wind speed. Depending on whether or not power generation is possible, it can be classified into wind speeds at which generation is impossible (wind speed before startup, extreme wind speed) and wind speeds at which generation is possible (low wind speed, medium wind speed, high wind speed). .
발전이 가능한 풍속에 있어서, 도 1을 참조하면, 저풍속 영역은 컷인(Cut-in) 이상 속도이며 동기화를 유지할 수 있는 풍속대를 가리킨다. 중풍속 영역은 발전기의 동기화를 유지할 수 있는 풍속 이상에서 정격출력을 생산할 수 있는 정격(rated) 풍속까지를 가리킨다. 또한, 중풍속 영역에서는 풍속에 따른 발전기의 최대 출력 확보를 위하여 출력계수(Cp)가 최대로 되는 피치 각도를 고정하여 지정하는데 이를 최적 피치(Fine pitch) 각도라고 한다. Regarding the wind speed that can be generated, referring to FIG. 1 , the low wind speed region indicates a wind speed zone that is equal to or higher than the cut-in speed and can maintain synchronization. The medium wind speed region refers to a wind speed that can maintain synchronization of the generator up to a rated wind speed that can produce rated output. In addition, in the medium wind speed region, in order to secure the maximum output of the generator according to the wind speed, the pitch angle at which the output coefficient (Cp) is maximized is fixed and specified, which is called the optimal pitch angle.
그리고 고풍속 영역은 정격풍속 이상에서 컷아웃(Cut-out) 풍속까지를 가리킨다. 또한, 고풍속 영역에서는 발전기의 일정한 회전속도를 유지하기 위하여 피치 각도를 연속적으로 제어한다. Further, the high wind speed region refers to a wind speed from the rated wind speed or higher to the cut-out wind speed. In addition, in the high wind speed region, the pitch angle is continuously controlled to maintain a constant rotational speed of the generator.
발전이 불가능한 풍속은 컷인(Cut-in) 이하 풍속 및 컷아웃(Cut-out) 이상 풍속이다. 이 때, 블레이드의 피치 각도는 페더링(Feathering) 상태에 있다. 여기서, 페더링 상태란 바람의 에너지를 받지 않도록 하는 상태를 말하며 블레이드의 피치 각도가 90도 근처를 가리키며, 피치(pitch) 각도란 블레이드가 장착된 중심선을 기준으로 돌아가는 각도를 의미한다. The wind speed at which generation is impossible is a wind speed below the cut-in and a wind speed above the cut-out. At this time, the pitch angle of the blade is in a feathering state. Here, the feathering state refers to a state in which wind energy is not received, and the pitch angle of the blade indicates a vicinity of 90 degrees.
풍력발전기에서 피치제어 기술은 양질의 전기를 최적(최대)으로 생산하기 위해서는 블레이드(blade)의 각도를 조절하여 큰 양력을 받도록 피치제어(fine pitch position control)를 하여야 한다. 다만, 이러한 피치제어 기술은 순간 돌풍이나 정전등의 긴급상황에 대응하지 못하는 문제점이 있었다. Pitch control technology in a wind turbine requires fine pitch position control to receive large lift by adjusting the angle of a blade in order to optimally (maximally) produce high-quality electricity. However, this pitch control technology has a problem in that it cannot respond to emergency situations such as instantaneous gusts or power outages.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로 비상시 전원이 공급되지 않는 상태에서 스프링과 유압실린더의 구조가 블레이드의 피치를 페더링 조건이 되도록 하는 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기를 제공하는 것에 그 목적이 있다. The present invention was invented to solve the above problems, and a wind power generator having a non-powered pitch restoration structure in which the structure of the spring and the hydraulic cylinder makes the pitch of the blade a feathering condition in a state in which power is not supplied in an emergency. Its purpose is to provide
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기는 블레이드의 회전에 의해 전기 에너지를 발생시키는 풍력발전기에 있어서, 상기 블레이드의 피치 상태를 제어하는 피치복원 구조를 가지며, 상기 피치복원 구조는 유압유닛의 구동으로 전후 방향으로 로드를 이동시키고, 솔레노이드 밸브를 포함하는 유압실린더와 상기 유압실린더의 로드와 연결되고 상기 로드의 이동에 따라 이동되는 압력봉과 상기 압력봉과 연결된 압력판과 가이드 압력판 사이에 형성된 스프링 및 상기 압력판과 가이드 압력판 사이 거리에 따라 블레이드 피치각도를 제어하는 피치링크를 포함하고, 정전(단전) 상태에서 상기 유압실린더의 작동유 주입구를 제어하는 솔레노이드 밸브가 오픈 상태가 되고 유압실린더 피스톤 앞뒤의 압력이 동일하게 되어 스프링의 복원력으로 압력판이 이동되면서 블레이드의 피치각도가 페더링 상태가 되는 것을 특징으로 형성될 수 있다. In order to achieve the above object, a wind power generator having a pitch restoration structure without power supply according to an embodiment of the present invention generates electrical energy by rotating blades, and pitch restoration for controlling the pitch state of the blades. The pitch recovery structure moves the rod in the forward and backward directions by driving the hydraulic unit, and the hydraulic cylinder including a solenoid valve and the pressure rod connected to the rod of the hydraulic cylinder and moved according to the movement of the rod and the pressure A solenoid valve including a spring formed between a pressure plate connected to the rod and a guide pressure plate and a pitch link controlling the blade pitch angle according to the distance between the pressure plate and the guide pressure plate, and controlling the hydraulic oil inlet of the hydraulic cylinder in a power failure (power outage) state It can be formed in an open state and the pressure of the front and rear of the hydraulic cylinder piston is the same, so that the pitch angle of the blade becomes a feathering state while the pressure plate is moved by the restoring force of the spring.
상기 피치링크는 유압실린더 로드가 전후 방향으로 이동하면 피치축을 회전시켜 블레이드의 피치각도를 제어하는 것을 특징으로 형성될 수 있다. The pitch link may be formed to control the pitch angle of the blade by rotating the pitch axis when the hydraulic cylinder rod moves in the forward and backward directions.
상기 유압실린더의 솔레노이드 밸브는 유압실린더 피스톤 앞측 작동유 주입구와 유압실린더 피스톤 뒤측 작동유 주입구 사이의 연결관로에 위치하며, 페일 세이프 밸브 기능을 가지고, 상기 솔레노이드 밸브는 정전(단전) 상태에서 밸브가 열리는 상시 열림(Normal Open) 상태인 것을 특징으로 형성될 수 있다. The solenoid valve of the hydraulic cylinder is located in the connecting pipe between the hydraulic cylinder piston front hydraulic oil inlet and the hydraulic cylinder piston rear hydraulic oil inlet, and has a fail-safe valve function. (Normal Open) state.
상기 솔레노이드 밸브는 단전상태에서 유압실린더의 로드가 허브 방향으로 이동되지 않도록 체크밸브를 형성될 수 있다. The solenoid valve may be formed as a check valve so that the rod of the hydraulic cylinder does not move toward the hub in a power failure state.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기는 정상 운전 상태에서 제어장치의 명령에 따라 유압실린더의 로드가 전후방향으로 이동하여 블레이드의 피치 각도를 제어하고, 비상시인 정전 상태에서 기계적인 메커니즘만으로도 블레이드의 피치 각도가 페더링 상태가 되도록 하는 효과가 있다.As described above, the wind power generator having the power-off type pitch restoration structure according to the present invention controls the pitch angle of the blade by moving the rod of the hydraulic cylinder in the forward and backward directions according to the command of the control device in a normal operation state, and the emergency blackout In this state, the mechanical mechanism alone has the effect of causing the pitch angle of the blade to be in the feathering state.
특히, 본 발명은 유압유니트가 전원 비인가 상태에서 작동 압력을 발생시키지 않으므로 유압실린더 내부 피스톤의 앞뒤 압력이 동일하게 되므로 스프링이 실린더 로드를 뒤로 이동하게 하여 블레이드 피치각도가 페더링 상태가 되도록 할 수 있다. In particular, in the present invention, since the hydraulic unit does not generate operating pressure when power is not applied, the front and rear pressures of the piston inside the hydraulic cylinder are equal, so that the spring moves the cylinder rod backward, so that the blade pitch angle can be feathered. .
도 1은 종래기술에서 풍력발전기의 풍속별 블레이드 피치 각도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기의 정상운전(피치각 0°)시 동작관계를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기의 정상운전(피치각 45°)시 동작관계를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기의 비상정지(피치각 90°) 시 동작관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에서 본 발명의 주요부분인 스프링, 압력베어링 및 유압실린더의 작동관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 A부분을 확대한 도면이다. 1 is a graph showing a change in blade pitch angle for each wind speed of a wind turbine in the prior art.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the operating relationship during normal operation (pitch angle 0 °) of the wind power generator having a power-off type pitch restoration structure according to the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the operating relationship during normal operation (pitch angle 45 °) of the wind power generator having a pitch restoration structure for non-powered type according to the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the operation relationship during emergency stop (pitch angle 90 °) of the wind power generator having a pitch restoration structure for non-powered type according to the present invention.
5 is a view showing the operating relationship of the spring, the pressure bearing and the hydraulic cylinder, which are the main parts of the present invention in FIG.
FIG. 6 is an enlarged view of part A of FIG. 5 .
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 하기에 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in many different forms, and therefore is not limited to the examples described below.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떠런 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면과 함께 상세하게 설명한다. Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with drawings to the extent that those skilled in the art can easily practice them in the technical field to which the present invention belongs.
도 2는 본 발명에 따른 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기의 정상운전(피치각 0°)시 동작관계를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기의 정상운전(피치각 45°)시 동작관계를 나타낸 단면도이다. Figure 2 is a cross-sectional view showing the operating relationship during normal operation (pitch angle 0 °) of a wind power generator having a pitch restoration structure without power application according to the present invention, Figure 3 is a wind power having a pitch restoration structure without power application according to the present invention This is a cross-sectional view showing the operation relationship during normal operation of the generator (pitch angle 45°).
본 발명인 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기(100)는 도 2와 같이 피치각이 0°인 상태에서 정상작동을 하는 경우에 제어부(미도시)의 명령에 따라 유압유닛(110)의 동작한다. 상기 풍력발전기(100)는 유압유닛(110)의 구동으로 유압호스(115)로 연결된 유압실린더(120)의 로드(125)가 전후방향으로 이동하면서 양질의 전기를 최적(최대로) 생산하기 위하여 블레이드(105)의 피치각도를 제어한다. When the wind power generator 100 having the pitch restoration structure of the inventors of the present invention is normally operated in a state where the pitch angle is 0 ° as shown in FIG. 2, the operation of the hydraulic unit 110 according to the command of the control unit (not shown) do. In the wind turbine generator 100, the rod 125 of the hydraulic cylinder 120 connected by the hydraulic hose 115 is moved in the forward and backward directions by the driving of the hydraulic unit 110 to optimally (maximally) produce high-quality electricity. The pitch angle of the blade 105 is controlled.
상기 유압실린더(120)는 로드(125)를 전방향(이하, 허브(109) 측으로 이동하는 방향을 전방향이라 한다)으로 최대 이동하는 경우, 도 2와 같이, 상기 로드(125)와 연결된 압력베어링(131)이 압력봉(133)과 함께 전방향으로 최대 전진한다. 이 경우 상기 압력봉(133)은 압력판(135)과 가이드 압력판(147)의 사이가 최대로 짧게 된다. 상기 압력판(135)과 가이드 압력판(147) 사이에는 스프링(145)이 형성되는데, 이때 스프링(145)이 최대로 압축된다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스프링(145)이 최대로 압축된 상태는 풍향을 기준으로 피치각이 0°를 의미한다. When the hydraulic cylinder 120 moves the rod 125 to the maximum in the forward direction (hereinafter, the direction of movement toward the hub 109 is referred to as the forward direction), as shown in FIG. 2, the pressure connected to the rod 125 The bearing 131 moves forward together with the pressure rod 133 in all directions. In this case, the pressure rod 133 is shortened to the maximum between the pressure plate 135 and the guide pressure plate 147. A spring 145 is formed between the pressure plate 135 and the guide pressure plate 147, and at this time, the spring 145 is maximally compressed. As shown in FIG. 2 , the maximum compressed state of the spring 145 means that the pitch angle is 0° based on the wind direction.
정상운전 상태에서 피치각이 30°, 45°, 60°인 것은 유압실린더(120)의 로드(125)의 이동에 따라 제어한다. 본 발명에서는 도3에 풍향을 기준으로 블레이드(105)의 피치각도가 45°인 것을 도시하였다.The pitch angles of 30°, 45° and 60° in normal operation are controlled according to the movement of the rod 125 of the hydraulic cylinder 120. In the present invention, it is shown in FIG. 3 that the pitch angle of the blade 105 is 45° based on the wind direction.
상기 블레이드(105)의 피치각도는 압력판(135) 일측에 연결된 피치링크(140)의 이동으로 제어된다. 상기 피치링크(140)는 블레이드(105) 피치축(107)과 압력판(135) 사이에 형성된다. 상기 피치링크(140)는 유압실린더(120) 로드(125)가 전후 방향으로 이동하면서 피치축(107)을 회전시킨다. 정상 작동상태인 경우에는 제어부(미도시)에서 입력된 신호에 따라 유압유닛(110)이 구동하여 유압실린더(120)의 로드(125) 이동방향을 제어한다. The pitch angle of the blade 105 is controlled by the movement of the pitch link 140 connected to one side of the pressure plate 135. The pitch link 140 is formed between the pitch axis 107 of the blade 105 and the pressure plate 135. The pitch link 140 rotates the pitch shaft 107 while the rod 125 of the hydraulic cylinder 120 moves in the forward and backward directions. In a normal operating state, the hydraulic unit 110 is driven according to a signal input from a controller (not shown) to control the moving direction of the rod 125 of the hydraulic cylinder 120.
본 발명의 구성은 도2 내지 도3과 같은 정상작동으로 블레이드(105)의 피치 각도를 제어하는 것 뿐만 아니라 정전, 정비 혹은 돌풍 등과 같이 전기적 신호가 차단되는 정전(단전) 상태에서 스프링(145)의 탄성(복원력)으로 블레이드(105) 피치각도가 90°가 되도록 하는데 특징이 있다. The configuration of the present invention not only controls the pitch angle of the blade 105 in normal operation as shown in Figs. It is characterized by the elasticity (restoring force) of the blade 105 so that the pitch angle is 90 °.
도 4는 본 발명에 따른 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기(100)의 비상정지(피치각 90°) 시 동작관계를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에서 본 발명의 주요부분인 스프링(145), 압력베어링(131) 및 유압실린더(120)의 작동관계를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 5의 A부분을 확대한 도면이다. Figure 4 is a view showing the operating relationship during emergency stop (pitch angle 90 °) of the wind power generator 100 having a power-unapplied pitch restoration structure according to the present invention, Figure 5 is a spring which is the main part of the present invention in FIG. 145, a view showing the operating relationship of the pressure bearing 131 and the hydraulic cylinder 120, and FIG. 6 is an enlarged view of part A in FIG.
본 발명의 풍력발전기(100)는 정전(단전) 상태에서 블레이드(105) 피치각도가 풍향을 기준으로 90°가 되도록 하여 페더링 상태가 되도록 한다. 상기 블레이드(105)는 페더링 상태가 되면 풍향에도 블레이드(105)에 양력이 발생하지 않게 된다. 상기 블레이드(105)에 양력이 발생하지 않으면 풍력발전기(100)에 형성된 3개의 블레이드(105)가 원을 그리며 움직이는 회전력이 발생하지 않는다. In the wind power generator 100 of the present invention, the pitch angle of the blades 105 is 90 ° based on the wind direction in a power outage (power outage) state to be in a feathering state. When the blade 105 is in a feathering state, no lift is generated on the blade 105 even in the wind direction. If lift is not generated in the blades 105, rotational force for moving the three blades 105 formed in the wind turbine 100 in a circle is not generated.
상기 풍력발전기(100)는 정전(단전) 상태에서 유압실린더(120)의 작동유 주입구를 제어하는 솔레노이드 밸브가 오픈 상태가 된다. 또한, 상기 유압유니트(110)는 정전(단전) 상태에서 작동 압력이 발생하지 않으므로 유압실린더(120) 내부 피스톤 앞뒤의 압력이 동일하게 된다. 이 상태에서 상기 스프링(145)은 정상운전 혹은 피치각을 제어하는 압축된 상태에서 원상태로 돌아가는 복원력을 가지게 된다. 상기 스프링(145)의 복원력은 압력판(135)을 후방향(이하, 허브(109)측에서 유압실린더(120) 방향으로 이동하는 방향을 후방향이라 한다)으로 이동하게 한다. 상기 압력판(135)은 스프링(145)의 복원력으로만 이동되면서 연결된 피치링크(140)가 이동되면서 블레이드(105)의 피치각도가 페더링 상태(90°)가 되도록 한다. In the wind power generator 100, the solenoid valve controlling the hydraulic oil inlet of the hydraulic cylinder 120 is in an open state in a power outage (power outage) state. In addition, since the hydraulic unit 110 does not generate operating pressure in a power outage (power outage) state, the pressure in front and behind the piston inside the hydraulic cylinder 120 becomes the same. In this state, the spring 145 has a restoring force that returns to its original state in a normal operation or a compressed state controlling the pitch angle. The restoring force of the spring 145 causes the pressure plate 135 to move in the rearward direction (hereinafter, a direction from the hub 109 side to the hydraulic cylinder 120 is referred to as a rearward direction). The pressure plate 135 is moved only by the restoring force of the spring 145, and the pitch link 140 is moved so that the pitch angle of the blade 105 becomes a feathering state (90°).
이때, 상기 유압실린더(120)는 솔레노이드 밸브(미도시)와 연동되도록 한다. 상기 솔레노이드 밸브는 정전, 정비 혹은 돌풍 등과 같이 전기적 신호가 차단되는 이상신호에 안전수단으로서 페일 세이프 밸브가 형성되도록 한다. 상기 유압실린더의 솔레노이드 밸브는 유압실린더 피스톤 앞측 작동유 주입구와 유압실린더 피스톤 뒤측 작동유 주입구 사이의 연결관로에 위치하고 페일 세이프 기능을 가진다. 상기 솔레노이드 벨브는 전원이 투입되지 않으면(단전 상태) 밸브가 열리는 상시 열림(NO, Normal Open)인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 솔레노이드 밸브는 체크밸브를 형성하여 정전(단전) 상태에서 유압실린더(120) 로드(125)가 허브(109) 방향으로 이동하지 않도록 한다. At this time, the hydraulic cylinder 120 is interlocked with a solenoid valve (not shown). The solenoid valve forms a fail-safe valve as a safety means for an abnormal signal such as power failure, maintenance, or gust of wind, in which an electrical signal is blocked. The solenoid valve of the hydraulic cylinder is located in a connecting pipe between the hydraulic oil inlet in front of the hydraulic cylinder piston and the hydraulic oil inlet in the rear of the hydraulic cylinder piston and has a fail-safe function. The solenoid valve is characterized in that the valve is normally open (NO, Normal Open) when power is not applied (power off state). At this time, the solenoid valve forms a check valve to prevent the hydraulic cylinder 120 rod 125 from moving toward the hub 109 in a power outage (power outage) state.
따라서 본 발명에 의한 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기(100)는 정상 운전 상태에서 제어장치의 명령에 따라 유압실린더의 로드가 전후방향으로 이동하여 블레이드의 피치 각도를 제어하여 양질의 전기를 생산하도록 하고, 비상시인 정전(단전) 상태에서 스프링(145)의 복원력으로 블레이드(105)의 피치 각도가 페더링 상태가 되도록 하여 블레이드(105)에 양력이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.Therefore, in the wind power generator 100 having a non-powered pitch restoration structure according to the present invention, the rod of the hydraulic cylinder moves in the forward and backward directions according to the command of the control device in a normal operating state to control the pitch angle of the blade to generate good quality electricity. It has the effect of preventing lift from being generated in the blade 105 by making the pitch angle of the blade 105 in a feathering state with the restoring force of the spring 145 in an emergency blackout (power outage) state.
이 외에도 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산 또는 분할되어 실시될 수 있으며, 마찬가지로 분산 또는 분할된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 통상의 기술자가 이해하는 범위 안에서 결합된 형태로 실시될 수 있다. In addition to this, the description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will be able to. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed or divided manner, and likewise, components described as distributed or divided may be implemented in a combined form within the scope of understanding by those skilled in the art. there is.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기
103: 나셀베드프레임 109: 허브
110: 유압유닛 120: 유압실린더
133: 압력봉 145: 스프링
150: 발전기 153: 기어박스100: wind power generator having a power-unapplied pitch restoration structure
103: nacelle bed frame 109: hub
110: hydraulic unit 120: hydraulic cylinder
133: pressure rod 145: spring
150: generator 153: gearbox
Claims (4)
상기 블레이드의 피치 상태를 제어하는 피치복원 구조를 가지며,
상기 피치복원 구조는
유압유닛의 구동으로 전후 방향으로 로드를 이동시키고, 솔레노이드 밸브를 포함하는 유압실린더;
상기 유압실린더의 로드와 연결되고 상기 로드의 이동에 따라 이동되는 압력봉;
상기 압력봉과 연결된 압력판과 가이드 압력판 사이에 형성된 스프링; 및
상기 압력판과 가이드 압력판 사이 거리에 따라 블레이드 피치각도를 제어하는 피치링크를 포함하고,
정전(단전) 상태에서 상기 유압실린더의 작동유 주입구를 제어하는 솔레노이드 밸브가 오픈 상태가 되고 유압실린더 내부 피스톤 앞뒤의 압력이 동일하게 되어 스프링의 복원력으로 압력판이 이동되면서 블레이드의 피치각도가 페더링 상태가 되는 것을 특징으로 하는 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기.
In a wind power generator that generates electrical energy by rotating blades,
Has a pitch recovery structure for controlling the pitch state of the blade,
The pitch restoration structure
A hydraulic cylinder that moves the rod in the forward and backward directions by driving the hydraulic unit and includes a solenoid valve;
a pressure rod connected to the rod of the hydraulic cylinder and moved according to the movement of the rod;
a spring formed between a pressure plate connected to the pressure rod and a guide pressure plate; and
Including a pitch link for controlling the blade pitch angle according to the distance between the pressure plate and the guide pressure plate,
In a power failure (power outage) state, the solenoid valve that controls the hydraulic oil inlet of the hydraulic cylinder is open, and the pressure in the front and rear of the piston inside the hydraulic cylinder becomes the same, and the pressure plate is moved by the restoring force of the spring, and the pitch angle of the blade is in a feathering state. A wind power generator having a non-powered pitch restoration structure, characterized in that being.
상기 피치링크는 유압실린더 로드가 전후 방향으로 이동하면서 피치축을 회전시키면서 블레이드의 피치각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기.
According to claim 1,
The pitch link is a wind power generator having a power-unapplied pitch restoration structure, characterized in that for controlling the pitch angle of the blade while rotating the pitch axis while the hydraulic cylinder rod moves in the forward and backward directions.
상기 유압실린더의 솔레노이드 밸브는 유압실린더 피스톤 앞측 작동유 주입구와 유압실린더 피스톤 뒤측 작동유 주입구 사이의 연결관로에 위치하며, 페일 세이프 밸브 기능을 가지고,
상기 솔레노이드 밸브는 정전(단전) 상태에서 밸브가 열리는 상시 열림(Normal Open) 상태인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기.
According to claim 1,
The solenoid valve of the hydraulic cylinder is located in the connecting pipe between the hydraulic cylinder piston front hydraulic oil inlet and the hydraulic cylinder piston rear hydraulic oil inlet, and has a fail-safe valve function,
The solenoid valve is a wind power generator having a power non-applied pitch recovery structure, characterized in that the valve is in a normally open state in a power failure (power outage) state.
상기 솔레노이드 밸브는 단전상태에서 유압실린더의 로드가 허브 방향으로 이동되지 않도록 체크밸브를 형성하는 것을 특징으로 하는 전원 비인가형 피치복원 구조를 갖는 풍력발전기.
According to claim 1,
The solenoid valve is a wind power generator having a power non-applied pitch restoration structure, characterized in that to form a check valve so that the load of the hydraulic cylinder does not move in the direction of the hub in a power failure state.
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