[發明專利]用于提供可變機械制動扭矩的方法和系統

有效

• 申請號: 201010624657.7
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102116260A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: A·布雷克斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D9/00;F16D55/224;F16D65/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本文中描述的主題大體涉及風力渦輪，并且更具體地涉及用于向風力渦輪的制動盤提供可變機械制動扭矩的方法和系統。

背景技術

因為是環保的并且相對便宜的替代能源，風力渦輪接收增加的注意。隨著對替代能源的興趣增長，做出相當大的努力以開發可靠的并且效率高的風力渦輪。

至少一些風力渦輪包括經由轉子聯接到傳動系的多個轉子葉片。一些傳動系包括有助于增大和/或減小轉子的扭矩的變速箱。一些變速箱包括有助于減小轉子的速度的制動系統。更具體地，制動鉗(brake?caliper)相對聯接到轉子的制動盤的至少一側施加力，從而形成摩擦并且使制動盤減速和/或停止。代表制動系統的功率的制動扭矩可通過將由制動鉗施加的力乘以從施加的力的點到輪轂中心的距離來進行計算。

至少一些已知的機械制動系統能夠施加僅僅一個大的恒定制動扭矩到制動盤上。大的恒定制動扭矩的重復的和/或長期的應用可損害轉子和/或變速箱，從而最終影響轉子、變速箱和/或傳動系的可靠性。

發明內容

在一個方面中，提供方法用于控制用于風力渦輪的傳動系的旋轉速度。傳動系聯接到轉子軸和發電機轉子軸。機械制動器以操作的方式聯接到傳動系。機械制動器包括制動鉗和聯接到傳動系的制動盤。促動制動鉗以在制動盤上施加制動力。制動力產生由制動系統施加的制動扭矩。檢測風力渦輪的參數。基于參數確定操作命令。基于操作命令控制機械制動器。操作命令選擇性地調節由制動系統施加的制動扭矩。

在另一個方面中，提供制動系統用于控制用于風力渦輪的傳動系的旋轉速度。傳動系聯接到轉子軸和發電機轉子軸。制動系統包括以操作的方式聯接到傳動系的機械制動器。機械制動器包括制動鉗和聯接到傳動系的制動盤。傳感器構造成檢測風力渦輪的參數。控制器構造成促動制動鉗以在制動盤上施加制動力。控制器構造成基于參數控制機械制動器以選擇性地調節由制動力產生的制動扭矩。

在又一個方面中，提供風力渦輪。風力渦輪包括轉子、傳動系以及將轉子聯接到傳動系的轉子軸。風力渦輪還包括發電機和將發電機聯接到傳動系的發電機轉子軸。機械制動器以操作的方式聯接到傳動系。機械制動器包括制動鉗和聯接到傳動系的制動盤。傳感器構造成檢測風力渦輪的參數。控制器構造成控制傳動系的旋轉速度。控制器構造成促動制動鉗以在制動盤上施加制動力。控制器構造成基于參數控制機械制動器以選擇性地調節由制動力產生的制動扭矩。

附圖說明

圖1是示例性風力渦輪的透視圖；

圖2是適合用于圖1中示出的風力渦輪的示例性機艙的透視局部橫截面圖；以及

圖3是圖1中示出的風力渦輪的示意圖；以及

圖4是用于操作圖1中示出的風力渦輪的示例性方法；以及

圖5-7示出在圖4中示出的方法實施期間風力渦輪的操作特征。

部件列表

10風力渦輪

12塔架

14支撐表面

16機艙

18轉子

20輪轂

22旋轉軸線

24轉子葉片

26風向

28變槳軸線

30控制器

32偏航軸線

34發電機

36轉子軸

38發電機轉子軸

40傳動系

42變速箱

44低速側

46高速側

52制動系統

54制動盤

56制動鉗

58第一閥

60第二閥

62傳感器

64功率傳感器

66制動傳感器

68轉子軸傳感器

70發電機轉子軸傳感器

72角度傳感器

74偏航傳感器

76頻率傳感器

78風速計

80氣壓傳感器

82溫度傳感器

84相對濕度傳感器

86總線

88處理器

90隨機存取存儲器

92存儲裝置

94只讀存儲器(ROM)

96輸入/輸出裝置

98傳感器接口

100示例性方法

102將制動系統聯接到傳動系

104促動制動鉗以施加制動力

106檢測風力渦輪的參數

108將參數通信到控制器

110確定用于制動系統的操作命令

112將操作命令通信到制動系統

114基于操作命令控制制動系統

116形成參數矩陣

204在時間段中

206制動扭矩