[發明專利]用于傳動系組件中的扭振減振的方法

有效

• 申請號: 201310203271.2
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103452773B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: C.弗賴爾;A.瓦特;S.格里姆
• 申請（專利權）人: ZF腓特烈港股份公司
• 主分類號: F03D15/00
• 分類號: F03D15/00;F03D7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁冰;楊國治

本發明涉及一種用于特別是能量產生設備（100、200）中的傳動系組件（101）中、特別是傳動裝置中的扭振減振的方法，其中傳動系組件（101）具有輸入軸（110）和輸出軸（111），其中在傳動系中與輸入軸（110）的轉速（113）和輸出軸（111）的轉速（114、103）之間的差相關地來調節輸出側的負載（102）。

技術領域

本發明涉及一種用于特別是能量產生設備中的傳動系組件中的扭振減振的方法，以及涉及一種用于執行該方法的計算單元。

背景技術

由例如傳動裝置、聯軸器和連接元件（軸）等組件組成的傳動系是不同的電能產生設備、例如風能設備、水力設備等的重要組成部分。傳動系完成下述任務：建立在驅動裝置（例如風能設備的轉動件）和從動裝置（例如相應的發電機）之間的機械連接，借助該機械連接通過轉動來傳遞能量。傳動系組件、例如傳動裝置用于將在驅動裝置上存在的轉速和轉矩轉換成相應于發電機的工作范圍的值。在需要驅動裝置和從動裝置之間分開時使用聯軸器，并且軸建立了所涉及的組件之間的機械連接。其它組件、如機械制動器等也能內置在傳動系中。

因為涉及的組件不能任意剛性地制造，而是具有有限的剛性，所以組件會被激勵產生固有振動。這種激勵例如可以通過非恒定的輸入功率（在風能設備中例如由于暴風或者說陣風或風擾動）、通過外部干擾或者通過其它設備組件的固有運動實現。其它來源的振動也能導致傳動系中的振動，例如在風能設備中的塔振動或者基于傳動裝置的齒輪嚙合振動。

振動對所涉及的組件、特別是傳動裝置的使用壽命產生不利影響。持續的脈動負荷（Schwellbelastung）提高了相關部件的磨損并導致了更短的更換間隔，這對設備和網絡運營商意味著經濟上和技術上的負擔并減小設備收益。特別是從風能設備在海面區域在預計將來可能發展越來越多的角度看，這方面越來越重要，因為在那里進一步使得受損的組件的更換更為困難。因此，提出了減小振動以延長組件的使用壽命的目標。

為了避免振動，可以使用其負荷可調節的發電機。例如，在此發電機可以是雙饋異步發電機，該雙饋異步發電機在定子側直接與電網連接并且在轉子側通過中間直流電路供給，由此不同頻率和振幅的電壓和電流可以作用于轉子。在現有技術中還使用了同步發電機，該同步發電機通過整流器利用中間直流電路連接在電網上，并可以相應地進行調節。由于所述調節可能性可以為發電機預定轉矩，該轉矩與造成損壞的振動相匹配，由此轉矩減小了該振動且相應地阻尼了在傳動系中存在的扭矩。

因此從DE 10 2007 019 907 B4已知了一種方法，該方法根據發電機轉速通過能振動的減速元件形成了控制差，由此確定了用于發電機控制的校正扭矩。

在US 2008/0067815中描述了類似的方法，據此由發電機轉速的變化產生一信號，通過該信號通過發電機調整扭矩實現了減震。

這些解決方案的缺點在于，扭矩的造成損壞的振動僅以受限的精確性來查明，且因此也限制了補償過程的質量。由轉速來查明振動特別是具有顯著的不精確性。

在DE 10 2009 059 669 A1中描述了由轉動件和發電機位置之間的角度差來確定并阻尼傳動系中的扭矩。然而為此必須非常精確地已知傳動系的剛性。

因此值得期待的是，盡可能簡單且有效地阻尼傳動系組件中的扭振。

發明內容

根據本發明提出了一種用于特別是能量產生設備中的傳動系組件中的扭振減振的方法。

雖然本發明在該申請的框架內特別是參考風能設備進行描述，但是本發明絕不局限于風能設備或用于能量產生的設備，而是原則上可用于所有下述裝置，其中可能出現軸、軸系等的扭振，特別是具有中間連接的傳動裝置的軸和軸系的扭振。