[實用新型]冗余的變槳系統

有效

• 申請號: 201120061522.4
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN202250607U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 法比奧.伯托洛蒂;赫爾曼.凱斯特曼;詹斯.范謝爾維
• 申請（專利權）人: SSB風系統兩合公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D9/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

技術領域

本實用新型涉及一種用于風力發電設備的變槳系統，包括至少一個配屬于設備的每個轉子葉片的、電驅動的變槳驅動器，該變槳驅動器帶有至少一個設置在設備的旋轉部分中的、用于調整葉片的電動機和配屬于電動機的功率和控制單元，該功率和控制單元帶有用于從功率和控制單元向電動機(或反之)傳輸電能數據和控制數據的連接導線，其中，連接導線經由布置在旋轉的部分和軸向連接的固定區域之間的連接位置上的導電滑環導引。

背景技術

現代風力發電設備包括可轉動地支承在轉子上的轉子葉片，所述轉子葉片可以通過單獨改變葉片角改變風相對于每個轉子葉片的迎角(變槳系統)。除了能量有效地調整轉子葉片以最佳地將動能轉化為電能，這種變槳系統還具有安全功能，因為立即將轉子葉片調整到停止位置或順槳位置(Fahnenstellung；此時槳距角為90°)使得能夠避免轉子不允許的旋轉運動或者不允許地超過整個設備的強度值。因此，在具有強風的極端天氣情況下，變槳系統是設備最快起作用的制動器。出于該原因，對變槳系統的可靠性提出了高要求。按照國家或私人監察組織關于風力發電設備安全性的相關規定和指南，風力發電設備即便在變槳系統的部件失效或部分失效時也必須保證可用。

在帶有三個轉子葉片和為每個轉子葉片單獨配置有變槳系統的風力發電設備中，在一個變槳系統失效時，另外兩個變槳系統能夠保證足夠的冗余度。然而，問題是在僅有兩個轉子葉片的情況下，如果其中一個變槳系統失效，則還僅有另一個變槳系統必須滿足安全功能。這對于冗余度而言認為是不足夠的。

DE?603?11?896?T2記載了一種帶有至少兩個變流器的、冗余的變槳系統，所述變流器設計為用于控制變槳系統的功率控制單元。每個驅動器分別僅配設有一個變流器。在一個變槳系統失效時，通過開關裝置使第二變流器工作。

DE?101?16?011?A1記載了一種帶有冗余的變槳系統的風力發電設備。該系統具有多于一個的、用于轉子葉片的驅動器(電動機)，其中，在一個驅動器失效時可以通過開關裝置接通第二驅動器。

變槳系統最敏感的部件之一是所謂的導電滑環或滑環裝置或旋轉接頭，在所述導電滑環或滑環裝置或旋轉接頭中，電能數據和控制數據從設備旋轉的部分傳輸到固定的部分以及從固定的部分傳輸到旋轉的部分。

在風力發電設備中用于傳輸電流的導電滑環例如在DE?201?16?756U1中公開。已知的裝置由兩部分式的環形殼體組成，在所述環形殼體內支承有一個或多個組裝的、反復張開并且可徑向轉動的絕緣殼體，所述絕緣殼體相互嵌接并且相對彼此絕緣。在絕緣殼體中還支承有兩個可相對彼此轉動的滑環。兩個絕緣殼體與彈簧一起支承在用作支承軸的內套筒上并且軸向鎖止在該環形殼體的外套筒中。所述用于支承的環形殼體的兩個套筒能夠沿軸向移動并鎖止以及轉動360°。在此，絕緣殼體與滑環和用于承載的環形殼體的兩個套筒之間的彈簧可拆卸地、并且軸向彈性地被擠壓在一起。

導電滑環或滑環裝置通常承受非常強的電負荷和機械應力。在這種部件失效或故障時，變槳系統的安全功能不起作用，尤其是對于系統設置在設備的旋轉部分中的那部分不起作用。這涉及驅動電動機和變流器設置在旋轉部分中的那部分。

DE?197?52?241C2記載了一種用于在汽車的汽車電路中為用電器供電的發電機。該發電機具有一個用于交流電的雙線定子繞組，兩個電流分離的定子繞組和一個帶有調節器的勵磁繞組。與第一調節器并聯地配設有另一調節器的勵磁繞組通過分別一個自有的電刷對由相互獨立工作的滑環供電。

實用新型內容

用于風力發電設備的冗余變槳系統的現有技術在導電滑環或滑環單元失效方面沒有提供足夠的功能可靠性。因此，本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種冗余的變槳系統，該變槳系統也能關于導電滑環的故障提供足夠的系統功能安全性。

因此，按照本實用新型創造一種用于風力發電設備的變槳系統，包括至少一個配屬于設備的每個轉子葉片的電驅動的變槳驅動器，該變槳驅動器帶有至少一個設置在設備的旋轉部分中的、用于調整葉片的電動機和一個配屬于電動機的功率和控制單元，該功率和控制單元帶有用于從功率和控制單元向電動機和從電動機向功率和控制單元傳輸電能和控制數據的連接導線，其中，所述導線經由一個設置在旋轉部分和軸向連接的固定區域之間的連接位置上的第一導電滑環導引，并且其中，所述系統具有與第一導電滑環在機械和電方面分開工作的另一導電滑環，該另一導電滑環與功率和控制單元和電動機連接或者可連接，以便在第一導電滑環失效時保持可靠的電能和控制數據的傳輸。