[发明专利]用于风力涡轮机噪声控制和损坏探测的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于在风力涡轮机中的噪声控制和损坏探测的系统和方法。特别地，本发明涉及控制由风力涡轮机产生的噪声或通过感测声学发射探测损坏的系统和方法。

背景技术

近来，作为环境安全并且相对廉价的备选能源，风力涡轮机已经受到增加的关注。由于该增长的注意，已经做出相当大的努力以开发可靠且有效的风力涡轮机。

通常，风力涡轮机可包括通过轮毂联接到发电机转子上的多个叶片。发电机转子可安装在外壳或外罩内，外壳或外罩可定位在管形塔架或底座的顶部上。轮毂和叶片可形成风力涡轮机转子。公用级的风力涡轮机(例如设计成向公共电网提供电能的风力涡轮机)可具有大的风力涡轮机转子(例如直径为大约30米或更大)。这些风力涡轮机转子上的叶片能够将风能转换成旋转扭矩或力，其驱动一个或多个发电机的转子，发电机转子旋转地联接到涡轮机转子上。然而，叶片的转动会产生不希望的噪声。

降低由风力涡轮机产生的噪声的一个已知方法是停止或减载运行整个系统，从而防止或减轻噪声的产生。然而，停止或减载运行整个系统也阻碍系统产生希望量的能量。降低系统中的噪声的另一种已知的技术是通过对系统的机械改造。例如，可在系统以及包围此类构件的任何外壳上应用噪声隔离涂层，以降低产生的噪声。备选地，可将系统制造成带有噪声吸收或噪声减弱的特征。然而，使用噪声隔离涂层、噪声吸收特征和/或噪声减弱特征是昂贵的，并且给系统增加了显著的复杂性和花费，还不允许响应于变化的外部条件而降低噪声。此外，噪声隔离涂层、噪声吸收特征和/或噪声减弱特征并不充分地屏蔽由叶片的转动产生的噪声。

发明内容

在本发明的一个实施例中，为风力涡轮机提供了一种控制噪声的方法。该方法包括以下步骤：从一个或多个传感器接收一个或多个信号；判定信号是否在预定范围外；以及响应于接收一个或多个信号的步骤，调整风力涡轮机的操作参数。调整操作参数以改变由风力涡轮机产生的噪声的量。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种探测风力涡轮机的损坏的方法。该方法包括以下步骤：从一个或多个传感器接收一个或多个信号；判定信号是否在预定范围外；以及响应于判定步骤发出警报。

在本发明的又一个实施例中，提供了一种用于控制噪声或探测损坏的风力涡轮机系统。该系统包括可操作地安装在风力涡轮机上的至少一个叶片。一个或多个传感器附接到风力涡轮机上，并且构造成接收与风力涡轮机的运行特性有关的一个或多个信号。控制器构造成评估一个或多个信号，以判定信号是否在预定范围外。该系统构造成如果信号在预定范围外，则调整风力涡轮机的运行特性和/或发出警报。

联系通过示例图示了本发明的原理的附图，根据以下的优选实施例的具体实施方式，本发明的其它特征和优点将变得清楚。

附图说明

图1图示了根据本发明的一个实施例的风力涡轮机的侧视图；

图2图示了根据本发明的一个实施例的风力涡轮机的一部分的局部剖视图；

图3图示了根据本发明的一个实施例的控制器的示意图；

图4图示了具有根据本发明的一个实施例用于探测声学发射的传感器的风力涡轮机叶片的透视图；

图5是图示了根据本发明的一个实施例的一种方法的流程图；以及

图6是图示了根据本发明的一个实施例的另一种方法的流程图。

贯穿这些附图，在任何可能处，使用相同标号代表相同部件。

部件列表

10  风力涡轮机

14  塔架

16  外罩

18  转子

22  轮毂

24  叶片

26  发电机

30  转子轴

36  齿轮箱

40  控制器

42  偏航系统

46  风速计

48  传感器

50  传感器

52  传感器

62  总线

64  处理器

66  随机存储器

68  存储装置

70  只读存储器

72  I/O装置

74  传感器接口

410 传感器

510 接收信号

520 判定步骤

530 正常运行模式步骤

540 调整操作参数步骤

610 接收信号

620 判定步骤

630 正常运行模式步骤

640 发出警报步骤

具体实施方式