[发明专利]风轮机轮毂的供电结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种风轮机，其包括用于将电力从机舱供给至转子的供电结构。

背景技术

在风电工业中，存在制造尺寸增大的风轮机的趋势，由此也增加了风轮机各个部分的尺寸。传统地，当转子可旋转地连接至机舱时，通过使用滑环将电力从机舱传递至转子。因而，滑环能够用于将电力从静止的机舱传递至旋转的转子。由于风轮机的增大尺寸，滑环需要具有相当大的尺寸。

此外，滑环会受到严重磨损，因而会需要定期维修或者甚至更换。而且，滑环无法始终提供用于高电力电流传输的充分良好接触。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种风轮机，该风轮机具有用于将电力从机舱供给至转子的改进的供电结构。

根据第一方案，本发明提供了一种风轮机，该风轮机包括：机舱；转子，该转子包括附接至轮毂的至少一个叶片，所述转子绕着旋转轴线可旋转地连接至所述机舱；以及供电结构，该供电结构用于将电力从所述机舱供给至所述转子，其中，所述供电结构包括具有连接模式和断开模式的开关，在所述连接模式中所述机舱和所述转子电连接，在所述断开模式中所述机舱和所述转子电断开，并且其中，所述开关适于在所述转子不旋转时从所述断开模式改变至所述连接模式。

在本发明的内容中，术语“风轮机”应该解释为指代一种装置，该装置能够将风能转换为电能，优选供给至电力网。至少一个风轮机叶片从风中提取能量，从而使转子旋转。转子的旋转运动直接经由定子部分和转子部分或者经由驱动链(例如包括主轴、齿轮系统和发电机的输入轴)传递至发电机。

转子包括至少一个附接至轮毂的风轮机叶片。当至少一个风轮机叶片从风中提取能量时轮毂旋转。在风轮机是一种包括用于将转子的旋转运动传递至发电机的驱动链的情况下，轮毂可以有利地以这种方式连接至主轴，所述方式为将轮毂的旋转运动转换成主轴的旋转运动。在本发明的轮毂中，经由轮毂上的主轴凸缘和主轴上对应的凸缘，主轴可以连接至轮毂。类似地，所述至少一个叶片可以经由叶片凸缘和风轮机叶片上的对应凸缘连接至轮毂，优选经由变桨轴承连接至轮毂。

转子绕着旋转轴线可旋转地连接至机舱。机舱可以收纳将机械能转换为电能所必须的部件和系统。部件的范围从重型发电机、变速箱、制动器以及变压器到小的电子部件。

通过提供具有用于机舱和转子之间的电连接的连接和断开的开关的供电结构，能够减小用于将电力从机舱供给至转子的供电结构的磨损，因为能够仅当需要时建立电连接。

此外，磨损甚至可以降得更低，因为当在转子中不需要电力时能够中断电接触。

在本发明的内容中，术语“将电力从机舱供给至转子”应该解释为意味着将电力从机舱供给至转子或者转子中包括的元件，或者至少跟随转子(诸如叶片、轮毂等)的旋转。

风轮机可以包括适于检测转子何时不旋转的旋转传感器。在一个实施例中，旋转传感器形成开关的一部分。该传感器可以形成发电机的一部分或者简单地由发电机构成，即当风轮机不生产电能时，转子可以被认为是“不旋转”。

由于每当转子不旋转时不必要建立从机舱至转子的电连接，所以从断开模式至连接模式的改变可以以转子中的电力需求为条件，即风轮机可以适于检测转子中电力的需求并且基于检测到的需求而从断开模式改变至连接模式。

作为一个例子，转子中的电力需求可以是对用于至少一个叶片进行除冰的电力需求，对用于加热轮毂的电力需求，对用于照明轮毂的电力需求，对用于维修需要的电力需求等。电力还可以用于其他目的。

风轮机可以包括检测结构以检测对电力的需求。检测结构可以具体地与除冰结构通信以当除冰结构启动时改变至连接模式。

开关的模式的改变可以由控制结构控制，例如由电子处理器控制。该控制结构可以从旋转传感器以及从一个或多个电力需求传感器接收输入。电力需求传感器可以包括例如温度传感器、光传感器等。此外，模式的改变可以通过人工干预开启。

因而，从断开模式至连接模式的改变可以自动执行，例如基于指示转子不旋转的信号，或者基于既指示转子不旋转同时又指示存在电力需求的信号。应该理解的是，从断开模式改变之前还需要满足其他参数。

在可替换实施例中，从断开模式至连接模式的改变被人工地执行，或者至少通过人工干预。

为了建立机舱和转子之间的电连接，开关可以包括传输接触面和接收接触面。接收接触面可以跟随转子的旋转而使得接触面能相对于彼此移动地旋转。因而，在断开模式中，接收接触面可以与转子一起旋转。而当转子不旋转时，接收接触面也不旋转，由此开关可以从断开模式改变至连接模式。