[发明专利]用于风力涡轮机的保护系统

说明书

技术领域

本发明大体涉及风力涡轮机，且更具体地涉及用于在停机或紧急 停止期间保护风力涡轮机的系统。

背景技术

最近，作为环保且成本相对低廉的替代能源，风力涡轮机已经受 到越来越多的关注。随着这种不断增加的兴趣，已做出大量努力来发 展可靠且高效的风力涡轮机。

通常，风力涡轮机包括具有多个叶片的转子。转子安装到位于桁 架或管状塔筒顶部的壳体或外罩上。公用级风力涡轮机(即设计成为公 共电网提供电能的风力涡轮机)可以具有大型转子(例如直径为30米或 更长)。这些转子上的叶片将风能转换成旋转扭矩或力，旋转扭矩或力 驱动可通过齿轮箱旋转地联接到转子上的一个或多个发电机。齿轮箱 将涡轮转子的固有的低的旋转速度提高，以使发电机将机械能有效地 转换成电能，电能被供给到公共电网中。

风力涡轮机需要冗余的制动系统，以便满足安全要求。第一制动 系统通常使用气动制动来使涡轮机叶片变桨到顺桨叶位置上，且第一 制动系统包括存储的能源，从而使得在公共电网掉电之后能发生叶片 变桨。第二制动系统通常包括不能克服全部风扭矩而停止涡轮机的盘 式制动器。叶片变桨已经在具有可容易地用液压蓄能器或具有电池备 份和DC马达的电气DC系统支持的液压缸和旋转联接布置的商用风 力涡轮机上得到实现。第三制动器解决方案是通过偏航启动(例如90°) 使叶片从风中移出。但是，已经知道所有这些已知的制动系统都失败 了，且在一些情况下，风力涡轮机发生了灾难性的损伤。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种用于风力涡轮机的制动系统。该风 力涡轮机包括具有至少一个叶片的转子。发电机包括具有多个相位的 多个定子绕组。制动系统包括多个电阻器，以及连接在定子绕组和电 阻器之间的至少一个开关。开关能够构造成使定子绕组通过电阻器彼 此连接，以实现风力涡轮机的转子的减速或停止。

本发明的另一个方面提供了一种用于风力涡轮机的制动系统。该 风力涡轮机包括具有至少一个叶片的转子，以及具有多个定子绕组的 发电机，该多个定子绕组具有多个相位。制动系统包括定子绕组短路 系统，制动系统具有连接在多个定子绕组和定子绕组短路系统之间的 至少一个开关。开关能够构造成使定子绕组通过定子绕组短路系统彼 此连接，以实现风力涡轮机的转子的减速。

本发明的又一个方面提供了一种用于风力涡轮机的制动系统。风 力涡轮机包括具有至少一个叶片的转子，以及具有多个定子绕组的发 电机，该多个定子绕组具有多个相位。制动系统包括连接在定子绕组 之间的至少一个开关。开关能够构造成使定子绕组彼此连接，以实现 风力涡轮机转子的减速。

附图说明

图1是风力涡轮机的示例性构造的示意图。

图2是图1所示的且包括已知的齿轮传动系的示例性风力涡轮机 构造的外罩的剖面透视图；

图3是根据本发明的一个方面的可与图1的风力涡轮机一起使用 的辅助性制动系统的简化示意图；

图4是根据本发明的另一个方面的可与图1的风力涡轮机一起使 用的辅助性制动系统的简化示意图；

图5是根据本发明的又一个方面的可与图1的风力涡轮机一起使 用的辅助性制动系统的简化示意图；

图6是根据本发明的又一个方面的可与图1的风力涡轮机一起使 用的辅助性制动系统的简化示意图；

部件列表

100    风力涡轮机

102    外罩

104    塔筒

106    转子

108    叶片

110    毂

112    控制面板

114    变桨驱动器

116    轴

118    齿轮箱

120    发电机

122    联轴器

124    偏航驱动器

126    塔筒顶平台

128    气象杆

130    主轴承

132    主机架

310    制动器

320    频率变换器

330    制动系统

340    开关

350    电阻器