[发明专利]用于风力发电机的叶片角度调节驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及用于风力发电机的叶片角度调节驱动器，其包括至少一个电力转换器，与所述转换器电连接并且由或者能够由所述转换器供电的至少一个电动机，以及至少一个监测单元，该至少一个监测单元监测所述转换器的运行并且借助其识别或者能够识别转换器的运行中的一个或多个误动作，从而据此中断或者能够至少临时地中断转换器的运行。本发明还涉及用于控制风力发电机中叶片角度调节驱动器的转换器的方法。

背景技术

DE 202005012040U1公开一种调节转子叶片的电气设备，其具有同时向换流器和中间电路单元供电的具有电压限制的恒流源，从而使用由解耦部件和电池组成的蓄电池或者使用中间电路电容器。恒流源的电流-电压特性曲线由电压限制调节，使得只有当网络中断时，或者当存在电动机的短时间高负载时，中间电路单元才带负载，从而中间电路单元起从转子向风轮机反馈电能的泄放装置(drain)的作用。

DE 102006009127A1示出了一种风轮机，它包括具有转子叶片的转子，转子叶片的俯仰角可由俯仰角调节装置改变；伺服电动机，其与俯仰角电路连接，并且与为了调节目的而设置的应急电路连接，从而在正常运行期间，转子叶片由俯仰角电路操纵，而在应急运行期间，转子叶片由应急电路操纵，应急电路包括电能储存器、开关装置、至伺服电动机的连接线路和保护装置。保护装置包括功率通量检测器模块，其被配置成判定电力是否流入或流出伺服电动机，还包括放电模块，其被配置成当电力流出伺服电动机时，限制应急电路中的电压和/或电流。

在风力发电机中，具有转换器的驱动器被用作控制转子叶片位置的俯仰驱动系统。在这方面，该驱动系统可基于直流电流而构成，由直流转换器和直流电动机(串绕机器，并绕机器或双绕组机器)组成，或者可基于交流电流构成，由频率转换器(具有或不具有矢量定向控制)和三相机器(异步机器或同步机器)组成。为了桥接电压波动或者瞬时压降，就具有直流中间电路的直换向转换器来说，用二极管在中间电路上连接电池或电容。因此，对于这些情形来说，可从电池获得所需的能量。

为了不超过转换器的最大容许电流，监测持续的电流。特别配置转换器的容许电流限制，因为动态峰值电流被允许规定的一段时间，之后，被降低到小于峰值电流的标称电流。

结合到转换器中的是确保转换器的可运行性的不同监测功能。常规的监测功能用于，例如监测电动机的实际速度值，关于过载(输出短路、接地故障)检查转换器的输出晶体管，关于电源断相(在可被设定的时间之后的错误消息)检查向转换器供电的电源，监测转换器的中间电路电压(中间电路电压过高，过低或者具有附加比较阈值)，监测电子器件供电，关于过载检查制动电阻，监测冷却体温度，关于过速检查速度，关于开路输出(open output)检查转换器，监测在转换器中运行的CPU程序，监测通信(仅当通信用于控制的目的时：串行接口，CAN总线，选项模块)，监测电动机温度和电动机过载，以及在直流系统中另外用于监测励磁电流。这些监测过程可被修改，也可部分启用和/或停用。

当使用直流驱动器时，对于朝着安全位置(例如，转子叶片的顺桨桨距)方向的应急运行，通过切换触点，将电动机直接连接到电池。因此，对于交流电来说，为了确保朝着安全位置方向必需的应急运行，需要转换器。这种原理类似地越来越多地用于直流驱动器，因为切换的必要性由此不再适用。

在转换器中，在特定的时间段提供动态峰值电流(取决于实际值和偏压)，在没有任何偏压的情况下，该时间段有效。电流随后被降低到设定的连续电流(标称电流)。所述值和持续时间是按照固定的方式预先确定的。此外，利用所谓的Ixt计算来监测电流。

在存在对应的偏压和持续电流要求的情况下，可能发生转换器只允许标称电流的情况。取决于载荷力矩，这意味着一直到驱动器的停止为止，达不到所涉及的电动机的要求速度值，这会导致转子叶片的位置不对称的危险。

如果转换器内的监测功能之一检测到错误，将导致转换器的禁用，从而引起通过转子叶片位置的高级监测，启动应急运行。然而，对于这种应急运行来说，可运行的转换器是必需的，以便在初始进行出错重置。在应急运行期间，监测过程继续运行，以致会再次出现驱动器的停止，从而引起转子叶片的位置不对称的危险。

发明内容

本发明的目的是开发一种在开始时提及的那种叶片角度调节驱动器，以在应急运行期间，转子叶片能够尽可能快地到达其安全位置。

根据本发明，上述目的是利用根据权利要求1所述的叶片角度调节驱动器，和根据权利要求9所述的方法实现的。在从属权利要求中提供了本发明的优选改进。