[發明專利]速度受控的傾斜系統

有效

• 申請號: 200910002461.1
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101487446A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: J·J·尼斯;P·阿亨巴赫;P·羅加爾;A·布雷克斯;S·里肯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;楊松齡

技術領域

本專利申請涉及風力渦輪機，該風力渦輪機具有帶第一轉子葉片 的轉子和傾斜(pitch)控制系統。更進一步地，本專利申請還涉及一種 控制器，其用于控制風力渦輪機的至少一個轉子葉片的傾斜角。最后， 本專利申請還涉及一種用于控制風力渦輪機的轉子葉片的傾斜速度 的方法。

背景技術

在緊急事件的情況下，例如，電網斷電時，風力渦輪機必須盡可 能快地停機。因此，風力渦輪機的轉子葉片從工作位置旋轉到順槳位 置。為此目的，采用了緊急傾斜系統。因為在許多緊急事件中傾斜控 制器沒有動力并因而不處于工作狀態，所以旋轉速度經常是不受控 的。對于將轉子葉片從工作位置旋轉到順槳位置所需的旋轉速度主要 被采用來盡可能快地降低功率輸出，而不是降低由此動作引起的渦輪 機載荷。例如，如果轉子葉片被過快地從工作位置旋轉到安全位置或 順槳位置，當轉子葉片達到順槳位置時，轉子依然以相對較高的速度 旋轉。在這種情況下，可產生高作用力將轉子吸向風的方向，使得風 力渦輪機可能損壞。因此，在以前的風力渦輪機中，傾斜速度是固定 的或受限的，以便避免大的作用力。這些固定的傾斜速度通常非常低， 例如8°每秒。由于在風力渦輪機的設計和建造階段，緊急事件的情況 明顯地是未知的，固定的傾斜速度和風況無關，并滿足最壞的情況。 為了限制該傾斜速度，緊急傾斜系統通常包括安全制動系統。

其它已知的緊急傾斜系統配備有能量存儲裝置，例如蓄電池、電 池或電容。在電網斷電期間，該能量存儲裝置為傾斜控制器提供動力， 并使轉子葉片能夠從工作位置旋轉到順槳位置。如果采用蓄電池或電 容器，在風力渦輪機正常運行期間對它們充電。

此外，已知的應急系統的特定實施例具有在能量存儲裝置和驅動 轉子葉片的傾斜電機之間的直接電連接。在后一種情況下，傾斜速度 不受控制，因為傾斜系統的速度取決于它必須克服的反轉矩以及能量 存儲裝置(例如，電池或蓄電池)的能量存儲充電/性能狀態。

發明內容

鑒于上述情況，提供了一種風力渦輪機，該風力渦輪機具有帶第 一轉子葉片的轉子和帶有用來調節該第一轉子葉片的傾斜角的第一 驅動系統的傾斜控制系統，其中，該驅動系統適于將繞轉子葉片的縱 軸線旋轉的轉子葉片的旋轉能量轉換為另一種形式的能量，從而產生 與旋轉方向相反的反轉矩。

根據另一方面，提供了一種用來控制風力渦輪機的轉子葉片的傾 斜速度的方法。該風力渦輪機包括用于調節所述轉子葉片的傾斜角的 至少一個驅動系統，該驅動系統適于以主動模式運行，其中該驅動系 統使轉子葉片旋轉，該驅動系統也適于以被動模式運行，其中當轉子 葉片被驅動系統的力之外的另一個力驅動旋轉時，該驅動系統施加與 旋轉方向相反的反力，其中當轉子葉片的傾斜被從第一位置改變至第 二位置時，通過以所述被動模式操作該驅動系統來控制該傾斜速度。

根據又一方面，提供了一種用于控制風力渦輪機的至少一個轉子 葉片的傾斜角的控制器，該控制器適于控制用來調節第一轉子葉片的 傾斜角的第一驅動系統，其中該第一驅動系統可以主動模式運行，在 該模式下該驅動系統使轉子葉片繞其縱軸線旋轉，該第一驅動系統也 可以被動模式運行，在該模式下，轉子葉片繞其縱軸線的旋轉驅動驅 動電機，使得該驅動系統將旋轉能量轉化為另一種形式的能量。

根據本發明申請，風力渦輪機的轉子葉片的傾斜是轉子葉片繞其 縱軸線的旋轉。

根據所附權利要求書、說明書和附圖，本發明的其它方面、優點 和特征是顯而易見的。

附圖說明

在本說明書的剩余部分(包括參考附圖)更具體地描述了對本領域 技術人員而言本發明的全面而有效的公開，包括其最佳模式，在附圖 中：

圖1示出了一個風力渦輪機；

圖2示意性地示出了風力渦輪機的轉子葉片的不同傾斜角；

圖3示意性地示出了根據本專利申請的傾斜控制系統；以及

圖4示意性地示出了另一個實施例的傾斜控制系統。

具體實施方式