[发明专利]应急倾角驱动器电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风轮机的应急倾角驱动器电源。

背景技术

典型地，现代风轮机具有带可调节的倾角的转子叶片。转子叶片 可借助于布置在转子毂中的倾角驱动器绕其纵轴转动。典型地，倾角 驱动器被电地或液压地致动。通过调节转子叶片的倾角，可以控制风 轮机的发电，并且可实现转子的空气动力学的制动。尤其是，转子叶 片当移动到顺桨(feather)位置时产生制动转矩。由此，转子叶片 保证转子不进一步加速，因而，转子叶片形成用于风轮机的空气动力 学制动。

转子叶片的空气动力学制动效果还用于在紧急情况下制动转子， 例如，当驱动系统出现故障时或当风轮机处于失控状态时。因此，非 常重要的是，即使当风轮机例如由于闪电而被损坏或处于失控状态 时，应急系统绝对可靠地工作。尤其是，甚至在停电情况下也要求倾 角驱动器工作。

目前，毂中的蓄电池用于存储在紧急情况下供给到倾角驱动器的 电力。因而，即使当用于倾角驱动器的正常电源不起作用时，转子叶 片也能在紧急情况期间转出风外。然而，用作蓄电池的蓄电器 (accumulators)非常重，并且需要用于正常工作的稳定的温度条件。 而且，它们的寿命有限，并且它们需要经常维护。另外，需要用于蓄 电池的再充电的复杂的充电电路。

发明内容

考虑到上述情况，提供一种应急倾角驱动器电源。该应急倾角驱 动器电源包括用于产生电力的辅助发电机，其中该辅助发电机是永久 励磁多极发电机，适于当被以风力转子速度驱动时产生用于风轮机的 倾角驱动器的充足的电力。而且辅助发电机连接到风轮机的至少一个 倾角驱动器电机。

因而，提供作为用于紧急情况的能量存储器的蓄电池就显得不必 要了。取而代之的是，辅助发电机利用风力转子的转动能量调节转子 叶片的倾角用于空气动力学制动。永久励磁发电机不依赖于外部电 源，以便使其即使在风轮机系统完全断电的情况下也能适当地工作。 而且，辅助发电机可以是简单和可靠设计的，以便使其与电池能量存 储器相比削减维护强度。最终，这种应急倾角驱动器电源比基于电池 的电源更可靠，这对于应变系统是极其重要的问题。

从独立权利要求、说明书和附图，将清楚本发明的其他方向、优 点和特征。

根据本发明的第一方面，提供一种倾角驱动器电力后备。该倾角 驱动器电力后备包括具有永磁体的后备多极发电机。该后备发电机设 计成在低转子速度下产生用于倾角驱动器的充足的电力。而且，该后 备发电机连接到风轮机的倾角驱动器。

因而，提供作为用于紧急情况的能量存储器的蓄电池就显得不必 要了。取而代之的是，后备发电机供给从由风力转子捕获的风能产生 的电力。因而，为了将转子叶片从风中转出而给倾角驱动器供给能量。 由于永久励磁后备发电机不依靠外部电源，所以即使在完全断电的情 况下也保证了其操作。而且，后备发电机所需的维护与蓄电池能量存 储器相比显著减少。最终，倾角驱动器后备比蓄电池后备更可靠地工 作。

根据本发明的另一个方面，提供一种具有风力转子的风轮机，该 风力转子具有至少一个转子叶片。可通过倾角驱动器调节该至少一个 转子叶片的倾角。而且，风力转子连接到用于驱动主发电机的低速转 子轴。风轮机还包括可由转子轴驱动的主发电机和连接到倾角驱动器 的永久励磁多极辅助发电机。

因而，即使当没有外部电力可用时，例如，在电网完全故障的情 况下，风轮机也适于将其转子叶片倾入到顺桨(feathered)位置。 而且，与蓄电池后备系统相比，显著降低了维护强度，即，时间和成 本。这提高了用于例如近海(off-shore)位置的偏远地带的这种风 轮机的可用性。最终，后备发电机系统比蓄电池后备系统更可靠 (robust)，从而使采用这种辅助发电机的风轮机更适于例如近海条 件的苛刻的环境条件。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于在紧急情况下给风轮机 的至少一个倾角驱动器提供电力的方法。该方法包括以下步骤：在风 轮机中设置永久励磁多极后备发电机，以在从12到50rpm的范围内 的低速操作后备发电机，以产生电力，并且在紧急情况下，将如此产 生的电力供给到倾角驱动器以将转子叶片倾入到顺桨位置。

附图说明

在说明书的以下部分中较具体地阐述对本领域的技术人员的本发 明的完全和使能性公开，包括其最佳方式，以及对附图的参照，在附 图中：

图1是风轮机的示意图；