[发明专利]用于监视风力涡轮机的操作的方法和系统

说明书

技术领域

本公开内容一般涉及控制风力涡轮机的操作，且更具体地涉及监视风力涡轮机内所包括的制动系统的磨损。

背景技术

风力涡轮发电机利用风能发电。风力涡轮发电机典型地包括具有将风能转换成驱动轴的旋转运动的多个叶片的转子，该驱动轴又被用于驱动发电机来发电。多个叶片的每一个均可进行变桨以提高或降低转子的转速。风力涡轮发电机的功率输出随风速增加直到风速达到涡轮机的额定风速。在额定风速及以上，风力涡轮发电机以额定功率操作。该额定功率是风力涡轮发电机能以对于涡轮机构件预定的可接受疲劳水平操作的输出功率。在高于一定速度的风速下，或在超过预定大小的气流紊流水平(典型地称为“跳闸极限”或“监视设定点极限”)下，风力涡轮机可能停机，或可通过调节叶片的桨距或制动转子而减小负荷，以便保护风力涡轮机构件免于损坏。

典型地，风力涡轮发电机包括制动装置，例如，用于减慢或停止转子的旋转的制动装置以及用于将可变桨距转子叶片保持在设定位置的制动装置。这些制动装置的每一个都是易损件并且与制动装置的磨损状态有关的数据将有益于安排和/或执行对风力涡轮机的维护。

发明内容

一方面，提供了一种用于监视风力涡轮机的转子叶片变桨控制系统内的叶片变桨制动器的磨损的方法。该转子叶片变桨控制系统包括叶片变桨致动器。该方法包括接合叶片变桨制动器并测量在叶片变桨制动器接合时的叶片桨距位移。该方法还包括基于在叶片变桨制动器接合时测出的叶片桨距位移确定制动器磨损水平，并生成对应于该制动器磨损水平的制动器磨损水平输出信号。

另一方面，提供了一种风力涡轮机转子叶片变桨系统。该系统包括转子叶片变桨制动器、变桨致动器和构造成测量变桨致动器的位移的位移传感器。该系统还包括处理器，该处理器与位移传感器通信联接并构造成确定对应于在变桨制动器接合时测出的变桨致动器的位移的制动器磨损水平。

又另一方面，提供了一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括联接到风力涡轮发电机上的转子。该转子包括多个可变桨距转子叶片和构造成使该多个可变桨距转子叶片旋转的转子叶片变桨控制系统。该转子叶片变桨控制系统包括叶片变桨制动器、叶片变桨致动器和构造成监视叶片变桨致动器的位移的位移监视传感器。该风力涡轮机还包括联接到该转子叶片变桨控制系统上并构造成控制转子叶片变桨控制系统的系统控制器。该系统控制器构造成接收来自位移监视传感器的信号，监视叶片变桨致动器在叶片变桨制动器接合时的位移，并基于所述叶片变桨致动器在所述叶片变桨制动器接合时的位移确定制动器磨损水平。

附图说明

图1是示例性风力涡轮机的一部分的透视图。

图2是图1中所示的风力涡轮机的一部分的局部剖视图。

图3是用于图1中所示的风力涡轮机中的示例性叶片变桨系统的透视图。

图4是图1中所示的风力涡轮机的框图。

图5是图3中所示的叶片变桨系统的框图。

图6是用于监视图3的叶片变桨系统内的叶片变桨制动器的磨损的示例性方法的流程图。

零部件清单

10  风力涡轮机

12  机舱

14  转子

16  塔架

20  旋转轴线

22  轮毂

24  叶片

26  发电机；

28  转子轴

30  发电机轴

32  齿轮箱；

34  变频器

36  盘式制动器

38  偏航系统

40  旋转轴线

42  叶片变桨系统

44  系统控制器

46  变桨致动器

48  叶片变桨制动器

50  叶片变桨控制器

52  位移传感器

54  传感器

56  传感器

62  总线

64  处理器

66  存储器

68  存储装置

70  ROM

72  I/O设备

74  传感器接口

80  变桨致动器控制模块

82  编码器/解码器模块

84  制动器控制模块

100 流程图

110 方法

120 接合叶片变桨制动器

122 测量叶片桨距位移