[发明专利]具有单个斜度装置的风力发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电设备，该风力发电设备具有用于产生电能的发电机、驱动所述发电机的带有斜度可调节的转子叶片的转子和中央控制装置，其中为所述转子叶片设置了单个斜度装置，所述单个斜度装置则包括调节驱动装置、与中央控制装置的通信连接以及调节器，并且其中为了关闭所述风力发电设备可以将所述转子叶片置于切断位置中。

背景技术

风力发电设备，尤其这样的具有较高功率等级的风力发电设备，越来越多地设有转子，其转子叶片可以在其迎角方面进行调节。在这种情况下谈及斜度可调节的转子叶片。它们与传统的、在较小的功率等级下占优势的、具有固定的转子叶片的风力发电设备、即所谓的由流动轮廓调节的(stallgeregelt)风力发电设备相比，具有这样的优点，即通过转子叶片的调节可以影响从风中提取的并且输送到风力发电设备的转子-/发电机系统中的机械功率。这尤其在风速高的情况下与由流动轮廓调节的具有固定的转子叶片的设备相比不仅在效率方面而且在调节质量方面都提供了优点。具有斜度可调节的转子叶片的风力发电设备的另一个巨大的优点是，在有故障的情况下可以通过将转子叶片调节到一个旗帜位置(Fahnenposition)中这种方法使风力发电设备很快地紧急停止。由此在有故障的情况下或者在比如由于猛烈的风暴出于安全原因停止运行时，可以实现这一点，即转子象旗帜一样表现并且不再向转子轴或者说发电机施加任何转矩。

为调节转子叶片，已经公开了不同的系统。一方面有所谓的中央斜度装置，其中借助于布置在所述风力发电设备的吊舱中或者转子的轮毂中的执行器在多数情况下用液压方法来共同调节转子叶片。这样的中央斜度装置的优点是，它们在调节方面十分简单并且从结构方面来讲大多数开销很小。另一方面已经公开，相应地为转子的转子叶片设置单个斜度装置，用于调节这个转子叶片的迎角。所述单个斜度装置大多数构造为以液压或电气方式起作用的，并且由风力发电设备的上级中央控制装置来触发。在此可以如此进行触发，从而共同地(集体地)操纵所述转子叶片，或者将转子叶片单个地(周期性地)在转子转动一圈的幅度范围内进行调节。除了周期性调节的方案之外，所述单个斜度调节装置还提供这样的优点，即它们在设备部件失灵时在紧急运行中也能独立调节。因此甚至在单个斜度装置失灵时还可以用其余的单个斜度装置将转子基本上置于旗帜位置中，从而最多还只有很小的转矩作用于发电机。这种风力发电设备由DE-A-19739164得到公开。

已公开的具有可调节的转子叶片的风力发电设备的缺点是，在紧急调节时会引起高的机械负荷。通过在转子还在转动时对转子叶片的快速调节，会产生几乎跳跃式的纵向位移变化，由此会使下部结构发生不利的振动。这一情况会因在单个斜度装置上转子叶片的操纵速度不同而加剧，由此会导致失衡和进一步的负荷。

发明内容

根据最后提到的现有技术，本发明的任务是，改进开头所述类型的风力发电设备，使得其在运行中在有故障的情况下为避免危险的负荷能够可靠地停止下来。

按本发明的解决方案在于具有独立权利要求所述特征的一种风力发电设备或者说一种方法。优选的改进方案是从属权利要求的主题。

一种风力发电设备具有用于产生电能的发电机、驱动该发电机的带有斜度可调节的转子叶片的转子以及控制装置，其中设置了用于所述转子叶片的单个斜度装置，而所述单个斜度装置则包括调节驱动装置、与所述中央控制装置的通信连接以及调节器，并且其中为使所述风力发电设备停止下来所述转子叶片可调节到一个切断位置中，在该风力发电设备中，按照本发明，所述单个斜度装置此外包括一个故障情况探测器，该故障情况探测器设置用于对异常的运行状态进行识别并且与触发装置相连接，而所述触发装置则使相应的转子叶片调节到切断位置中。

本发明基于这样的构思，即如此构造所述单个斜度装置，使得其能够自动地识别故障情况，并且在有故障时随后在不依赖于所述中央控制装置的相应信号的情况下将转子叶片移到所述切断位置中。因而所述单个斜度装置有能力自给自足地识别故障情况并且作出相应反应，也就是说将相应配属于该单个斜度装置的转子叶片移入一个安全的切断位置中。在此，不仅在有故障的情况下而且在正常运行中都对转子叶片的调节进行监控，从而能够直接对可能出现的与额定状态的偏差进行检查和补偿。为此根据可能相应地因风速、涡流、入流方向或风力发电设备或者说其余的单个斜度装置的运行状态而产生的相应要求对转子叶片的运动进行个别的调整。以此由于本发明可以为停止情况也就是将转子叶片移到切断位置中这种情况实现转子叶片调节的最佳特性。