[發明專利]風力渦輪機槳距柜溫度控制系統

有效

• 申請號: 201611219593.6
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106917722B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 托拜厄斯·羅斯曼
• 申請（專利權）人: 科控工業自動化德國有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 寧曉;鄭霞

本發明公開了一種風力渦輪機槳距柜溫度控制系統。一種用于保持能量儲存設備的溫度的風力渦輪機溫度控制系統，該溫度控制系統具有制動電阻器和電源，該制動電阻器用于向能量儲存設備提供熱量，該電源用于使得電流流入制動電阻器。

發明領域

本發明涉及用于能量儲存設備和控制電路的溫度控制系統的改善。具體而非排他性地，本發明涉及用于保持應急能量儲存設備和控制電路的溫度的溫度控制系統，該緊急能量儲存設備和控制電路用于供能并且控制用于風力渦輪機轉子葉片的應急槳距控制槳距電機。

發明背景

具有安裝在轉子上的轉子葉片的風力渦輪機可以使用可樞轉的轉子葉片用于限制轉子葉片的轉速，以防止在出現強風或者徹底停止旋轉的時候風力渦輪機的結構性損傷。通過將轉子葉片的角度調整為迎風或者順風，控制由轉子葉片經受的旋轉扭矩，并且轉速和生成的風力渦輪機的功率可以被調整并且被保持在操作限值內。常見的是將AC電機用于風力渦輪機的所謂的槳距驅動器，以用于調整每個轉子葉片的迎角。當今，有一種趨勢是將DC電機和由此的用于DC頻率變換的中間電路用于槳距驅動器的DC電源。然而，這在負載將能量饋送至中間電路的時候伴隨著對于控制電壓的需要，以避免受到過電壓損傷。為了這個目的，有時候使用所謂的制動斬波器(同樣被稱作制動單元)。這些制動斬波器包括用作每個DC電機的額外負載的電阻器，歸因于其功能電阻器在本文中還被稱作制動電阻器。

在停止轉子或者以其他方式限制其速度是關鍵的情況下，諸如當風力渦輪機接近過載或者結構性安全閾值的時候，關鍵的是槳距控制機構至少在必須將所有轉子葉片轉到所謂的順槳位置(其中，轉子葉片將使轉子停止)的一段時期可運行。因此，已變成標準實踐的是為這些槳距控制機構提供應急備用電源，使得即使在發生功率損耗或者其他故障風力渦輪機也可以降低轉子速度。

經常以電容器的形式提供應急電源。

低于特定溫度，電容器的內阻顯著增加。作為結果，在緊急情況下由電容器放出的能量的一部分將作為熱量被浪費。在最好的情況下，這代表備用電源的低效，在最壞的情況下，電容降低的輸出可能不足以充分改變轉子葉片的槳距，最終導致對風力渦輪機的損傷。由于風力渦輪機在一定的環境和氣候的范圍中被采用，因此備用電容器的溫度控制是重大課題。現有技術的解決方案是對應急能源設備放電，以便通過應急能源設備自身的內阻為其自身加熱。

現有技術的另一個解決方案是為風力渦輪機配備加熱器(通常是風扇式加熱器)，加熱器操作為將關鍵的內部部件保持在最優溫度處。除了占據空間并且增加重量之外，還已知這些傳統的風扇式加熱器在控制溫度時受磁滯現象影響。此外，風扇式加熱器依賴AC電源。由于很多現代的風力渦輪機使用DC電機和DC中頻轉換器電路，因此在沒有對風力渦輪機的設計進行成本高并且復雜的修改/增加的情況下，不能采用這些傳統的風扇。為了滿足電氣安全要求，為使用AC加熱器而進行的這種修改包括規劃中線通過槳距柜的路線，導致額外的成本。

此外，通過增加風力渦輪機的零件數目，安裝和維護的成本和復雜性都增加了。

因此，理想的是具有向槳距控制機構提供熱量同時使對于額外部件的需求最小化的能力。正如具有提供熱量用于槳距控制機構的其他部件(諸如，控制電路)的能力。

本發明的目的是緩解以上提到的現有技術的一些缺陷。

發明陳述

根據本發明的方面，提供了風力渦輪機，該風力渦輪機包括電源、能量儲存設備、電動機和制動電阻器，其中，電動機偶爾地與制動電阻器電接觸，使得第一電流流過制動電阻器，并且電動機的多余的動能被轉換成熱量，并且其中電源被配置成使第二電流流過制動電阻器，使得制動電阻器產生熱量，并且制動電阻器和能量儲存設備被布置成使得制動電阻器向能量儲存設備提供熱量。