[发明专利]用于使风能设备运行的方法和风能设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使风能设备运行的方法，其中风能设备具有一 个转子、至少一个可调整角度的转子叶片、一个用于制动转子的机械制 动装置和一个运行控制装置以及一个安全系统。本发明还涉及一个风能 设备，具有一个转子、至少一个可调整角度的转子叶片、一个用于制动 转子的机械制动装置和一个运行控制装置以及一个安全系统。

背景技术

公知用于使风能设备运行的方法和风能设备。为此例如参阅教材撰 写的“Windkraft Systemauslegung，Netzintegration und Rege lung(风力系统设 计，网组合和调节)”Siegfried Heier，第4版，B.G.Teubner，2005年2 月。风能设备的运行和风能设备本身在其设计方面、尤其是在其安全性 方面是严格的。尤其是在强风时与停电相结合，在这种情况下由于风在 转子中产生的空气动力转矩不遇到发电机的阻力，可能产生极大的塔负 荷、尤其是塔脚弯矩、不可控的叶片角度调整和甚至触发安全链。由于 电网事故或一般由于发电机的卸载使转子在强风时开始加速，直到风能 设备的制动系统开始制动转子。根据制动功率强度在风能设备上产生不 同强度的负荷。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于使风能设备运行的可靠方法和一个 相应可靠的具有降低的极限负荷的风能设备。

这个目的通过用于使风能设备运行的方法得以实现，其中风能设备 具有一个转子、至少一个角度可调整的转子叶片、一个用于制动转子的 机械制动装置和一个运行控制装置以及一个安全系统，具有下面的方法 步骤：

-通过以至少一个转子叶片在出现故障信号以后的小于8.5°/s的平 均角度调整率角度调整来制动转子，

-只要转子的转速超过预给定的第一转速极限，通过机械制动装置 制动转子，

-只要转子的转速超过预给定的第二转速极限，就触发安全系统， 其中转子被制动且其中第二转速极限大于第一转速极限，其中对于功能 强大的风能设备即使在与极大的暴风联系的发电机负载减少时也不超 过第二转速极限，所述暴风的出现可能性少于每三个月一次。

通过按照本发明的方法即使在极大的暴风和发电机同时卸载时，能 够运行风能设备，使得不产生例如其塔脚弯矩或转子弯矩的太大负荷。

尤其是只要转子转速超过可预给定的第一转速极限，通过以少于 8.5°/s的平均角度调整率的角度调整制动转子与通过机械制动装置制动 转子的组合与另一特征组合实现按照本发明的结果。低的角度调整率尤 其用于防止，转子叶片太快地旋转，由此防止不期望的逆推进。这种认 识基于，为了制动转子尽可能缓慢的角度调整率减小负荷。在不可预见 的暴风时转子超速的隐患缺陷通过按照本发明的附加措施(第一和第二 转速极限)按照本发明可以可靠地抑制。目前在现有技术中不考虑在故 障情况下例如负荷下降时的这种低的角度调整率，因为在暴风时产生的 超速状态已经导致不可接受的高负荷。

在本发明的范围内平均角度调整率、意味着尤其是在通过角度调整 实现的制动的时间段上的角度调整率平均值，机械制动装置尤其在这个 时间期间不制动转子。用于通过角度调整制动转子的角度调整率最好不 仅是平均值而且是持续地小于8.5°/s。

最好使机械制动装置对于具有传动器的风能设备作用于传动链的 快速侧。发电机以其称为动子的旋转部件也位于这一侧上。但是机械制 动装置也可以设置在传动链的慢速侧，即设置在传动器与转子叶片之间 的一侧上。但是也可以设计无传动器的风能设备，因此制动作用于转子 轮毂或发电机动子部位。在本发明的范围内转子的概念尤其也包括传动 链、快速轴、发电机动子、传动器、转子轴(＝慢速轴)、转子轮毂和 转子叶片的概念。转子的制动尤其意味着传动链制动。

通过角度调整制动转子可以与通过机械制动装置制动转子附加或 可选择地实现。也可以选择首先通过角度调整制动转子，接着执行两个 制动方案，即通过角度调整和通过机械制动装置。

在触发安全系统以后尤其可以使转子最好在绕过()运 行控制装置的情况下制动。但是运行控制装置也可以是安全系统的一部 分，或者安全系统可以是运行控制装置的一部分，由此在触发安全装置 以后不必一定为制动绕过运行控制装置。