[发明专利]速度受控的倾斜系统

说明书

技术领域

本专利申请涉及风力涡轮机，该风力涡轮机具有带第一转子叶片 的转子和倾斜(pitch)控制系统。更进一步地，本专利申请还涉及一种 控制器，其用于控制风力涡轮机的至少一个转子叶片的倾斜角。最后， 本专利申请还涉及一种用于控制风力涡轮机的转子叶片的倾斜速度 的方法。

背景技术

在紧急事件的情况下，例如，电网断电时，风力涡轮机必须尽可 能快地停机。因此，风力涡轮机的转子叶片从工作位置旋转到顺桨位 置。为此目的，采用了紧急倾斜系统。因为在许多紧急事件中倾斜控 制器没有动力并因而不处于工作状态，所以旋转速度经常是不受控 的。对于将转子叶片从工作位置旋转到顺桨位置所需的旋转速度主要 被采用来尽可能快地降低功率输出，而不是降低由此动作引起的涡轮 机载荷。例如，如果转子叶片被过快地从工作位置旋转到安全位置或 顺桨位置，当转子叶片达到顺桨位置时，转子依然以相对较高的速度 旋转。在这种情况下，可产生高作用力将转子吸向风的方向，使得风 力涡轮机可能损坏。因此，在以前的风力涡轮机中，倾斜速度是固定 的或受限的，以便避免大的作用力。这些固定的倾斜速度通常非常低， 例如8°每秒。由于在风力涡轮机的设计和建造阶段，紧急事件的情况 明显地是未知的，固定的倾斜速度和风况无关，并满足最坏的情况。 为了限制该倾斜速度，紧急倾斜系统通常包括安全制动系统。

其它已知的紧急倾斜系统配备有能量存储装置，例如蓄电池、电 池或电容。在电网断电期间，该能量存储装置为倾斜控制器提供动力， 并使转子叶片能够从工作位置旋转到顺桨位置。如果采用蓄电池或电 容器，在风力涡轮机正常运行期间对它们充电。

此外，已知的应急系统的特定实施例具有在能量存储装置和驱动 转子叶片的倾斜电机之间的直接电连接。在后一种情况下，倾斜速度 不受控制，因为倾斜系统的速度取决于它必须克服的反转矩以及能量 存储装置(例如，电池或蓄电池)的能量存储充电/性能状态。

发明内容

鉴于上述情况，提供了一种风力涡轮机，该风力涡轮机具有带第 一转子叶片的转子和带有用来调节该第一转子叶片的倾斜角的第一 驱动系统的倾斜控制系统，其中，该驱动系统适于将绕转子叶片的纵 轴线旋转的转子叶片的旋转能量转换为另一种形式的能量，从而产生 与旋转方向相反的反转矩。

根据另一方面，提供了一种用来控制风力涡轮机的转子叶片的倾 斜速度的方法。该风力涡轮机包括用于调节所述转子叶片的倾斜角的 至少一个驱动系统，该驱动系统适于以主动模式运行，其中该驱动系 统使转子叶片旋转，该驱动系统也适于以被动模式运行，其中当转子 叶片被驱动系统的力之外的另一个力驱动旋转时，该驱动系统施加与 旋转方向相反的反力，其中当转子叶片的倾斜被从第一位置改变至第 二位置时，通过以所述被动模式操作该驱动系统来控制该倾斜速度。

根据又一方面，提供了一种用于控制风力涡轮机的至少一个转子 叶片的倾斜角的控制器，该控制器适于控制用来调节第一转子叶片的 倾斜角的第一驱动系统，其中该第一驱动系统可以主动模式运行，在 该模式下该驱动系统使转子叶片绕其纵轴线旋转，该第一驱动系统也 可以被动模式运行，在该模式下，转子叶片绕其纵轴线的旋转驱动驱 动电机，使得该驱动系统将旋转能量转化为另一种形式的能量。

根据本发明申请，风力涡轮机的转子叶片的倾斜是转子叶片绕其 纵轴线的旋转。

根据所附权利要求书、说明书和附图，本发明的其它方面、优点 和特征是显而易见的。

附图说明

在本说明书的剩余部分(包括参考附图)更具体地描述了对本领域 技术人员而言本发明的全面而有效的公开，包括其最佳模式，在附图 中：

图1示出了一个风力涡轮机；

图2示意性地示出了风力涡轮机的转子叶片的不同倾斜角；

图3示意性地示出了根据本专利申请的倾斜控制系统；以及

图4示意性地示出了另一个实施例的倾斜控制系统。

具体实施方式