[发明专利]用于防止风能设备的横向振动的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于防止风能设备的塔筒的横向振动的一种方法和一种装置。

背景技术

对于具有水平的轴和三个转子叶片的风能设备来说，通过叶片角度的同步的调节来如此在额定风速之上调整所述转速，从而通过所述冲角的变化来以这样的方式改变空气动力的升力并且以这样的方式改变驱动力矩，从而可以将所述设备保持在额定转速的范围内。对于高于断开速度的风速来说，额外地将这个叶片调节机制用作制动器，方法是将所述叶片以凸耳迎风调节，使得所述转子不再提供值得一提的驱动力矩。

在进行这种共同的叶片调节时，由于不对称的空气动力的负荷，俯仰力矩和偏转力矩作用于所述转子。所述不对称的负荷比如通过沿垂直的和水平的方向的风剪、由于边界层、通过所述风力发电设备的在风、狂风和湍流中的不精确的定向或者通过所述塔筒上的气流的堵塞（Aufstauung）而产生。为了降低这些不对称的空气动力上的负荷，所述叶片的冲角可以个别地调节（英语：Individual Pitch Control，IPC）。

WO 2008/041066 A1研究风力涡轮机的转子负荷的控制。在此，前后振动也就是沿风向的振动通过共同的倾斜（Pitchen）来抑制，其中试图在此不产生对称的叶片振动。

DE 297 15 249 U1说明了一种具有一个转子和至少一个转子叶片的风能设备，所述转子叶片以能够围绕着其纵轴线旋转的方式支承在所述转子上。为了调节转子叶片角，设置了调节装置，该调节装置设置用于降低施加到所述转子上的偏转力矩和/或俯仰力矩。

发明内容

本发明的任务是，提供用于防止风能设备的塔筒的横向振动的一种得到改进的方法和一种得到改进的装置。

该任务通过按独立权利要求所述的用于防止风能设备的塔筒的横向振动的一种方法和一种装置得到解决。

本发明以这样的认识为基础，即风力发电设备的塔筒的横向振动可以得到抑制，方法是为此使用所述转子叶片的个别的冲角也就是节面角。按本发明的IPC调整器的目的因此是，通过所述叶片的冲角的个别的调节，不仅降低俯仰力矩及偏转力矩，而且也额外地抑制侧向的塔筒振动。

本发明的另一种认识在于，已知的IPC调整可能激发所述塔筒的横向振动。按本发明可以防止这一点，方法是如此设计所述IPC调整器，使得其不会激发所述横向振动。

所述按本发明的方案由此可以有利地结合已知的用来降低作用于所述风能设备的不对称的空气动力上的负荷的IPC调整器来使用，方法是个别地调节所述叶片的冲角。在此典型地将传感器安置在所述转子叶片里面或上面，用于测量所述转子叶片上的冲击弯曲力矩。所述冲击弯曲力矩而后用作用于个别的叶片调节的调整量。所述俯仰力矩和偏转力矩可以通过用陀螺仪来测量吊厢加速度的方式或者通过传感器来检测，所述传感器通过间距测量来测量设备部件的通过所述负荷出现的变形并且由此确定所述负荷。

按本发明，可以通过IPC来有利地降低俯仰力矩和偏转力矩，而不激发所述侧向的塔筒振动，并且可以通过IPC来抑制侧向的振动，而所述俯仰力矩不会不允许地变得很大。

本发明提供一种用于防止风能设备的塔筒的横向振动的方法，所述风能设备具有至少两个设有能够调节的冲角的转子叶片。该方法包括以下步骤：在关于所述转子的俯仰力矩和偏转力矩的信息的基础上来确定一个或者多个用于对所述冲角进行调节的调节量，其中如果在所述调节量的基础上调节所述冲角，则产生反作用的力矩，该反作用的力矩在没有激发塔头的横向振动的情况下反作用于所述俯仰力矩及偏转力矩。