[发明专利]具有同轴的变桨马达的立式风力发电设备以及其安装套件和其运行方法

说明书

本发明涉及一种具有多个竖直的桨叶(7)的立式风力发电设备(1)，所述多个竖直的桨叶(7)分别紧固至各自竖直的桨叶轴(26)从而能够借助马达驱动而彼此独立地可围绕相应的桨叶转动轴线(C₇)转动运动，并且多个竖直的桨叶(7)被支承成可围绕竖直的转子转动轴线(C₂)在共同的圆形轨迹(K)上旋转，以及涉及一种用于运行立式风力发电设备(1)的方法，其中预设立式风力发电设备(1)的可围绕相应的竖直的桨叶轴(26)被驱动的竖直的桨叶(7)的角位置。根据本发明，通过如下方式特别有效且保护材料地运行立式风力发电设备(1)：借助于通过分别与桨叶轴(26)同心地设置的变桨马达(27)直接驱动桨叶(7)来持续调节桨叶(7)的角位置。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1及15的前序部分的立式风力发电设备和用于立式风力发电设备的安装套件和用于运行立式风力发电设备的方法。

背景技术

从现有技术中已知具有主动桨叶控制的立式风力发电设备。申请人的WO2015/185299A1描述了一种具有竖直的桨叶的立式风力发电设备，所述竖直的桨叶可以分别由伺服电机经由传动装置驱动地围绕其转动轴线被带到预定的且随时可变的转动位置中，其中提供虚拟凸轮盘，其分别经由桨叶在环绕圆上的位置来确定桨叶角度的变化曲线，并且其中根据虚拟凸轮盘进行主动控制。

此外，申请人的欧洲专利EP2235365B1涉及一种具有至少一个可围绕竖直轴线转动的转子的风力发电设备，该转子在两个水平的、以一定间距彼此叠置的支承平面之间包括多个转子叶片，所述转子叶片均匀地分布地设置在环周上，并且分别可绕竖直枢转轴线枢转，其枢转范围在两侧由止挡件限界。

此外，文献US3,902,072A公开了一种具有水平旋转平台的风力发电机，在其外周上设置有多个竖直的桨叶，这些桨叶全部围绕中央轴线并且分别围绕自身的轴线同轴地旋转。竖直的桨叶的转动取决于风向及风速的变化，并且每个单独的桨叶的转动被控制成，使得在平台的环绕路径的3/4上从风中获取功率，而在其余路径上，桨叶被调节成，使得其对风的阻力最小。经由中央的传动机构与共用的伺服电机进行对桨叶的控制。

文献US4,410,806A描述一种具有旋转结构的立式风力发电设备，该旋转结构包括一列可旋转的竖直的桨叶，这些桨叶的位置被控制成，使得只要风速足够，旋转结构便达到恒定转速。微处理器控制装置处理关于风速、风向及旋转结构转速的信息并且生成用于设定桨叶位置的电信号。该设备的控制装置包括电桨叶致动器，借助该电桨叶致动器来调制旋转结构的桨叶。桨叶调制控制用来确定转子转速的攻角。风速表输出设备启动及停止的数据，而风向表则用于使桨叶的翻转部(Umschlagen)保持相对于风向成90°和270°。该控制装置设计成，使得在风速介于19至40英里/小时的情况下维持恒定的转速。

文献US4,494,007A公开了一种立式风力发电设备，其中由一个风向标经由共同机构在桨叶绕共同的中央轴线环绕期间控制围绕该共同的中央轴线旋转的桨叶的定向，使得当风速变化时，改变桨叶的转动位置。

文献US4,609,827A描述了一种具有转子叶片的立式风力发电设备，所述转子叶片具有桨叶型廓。通过设置于转子外部的机构来控制正向的且同步的桨叶定向系统。

最后，在“Vertical Axis Wind Turbine with Individual Active Blade PitchControl(带有独立的主动桨距控制的立式轴风力发电机)”中，中国哈尔滨的哈尔滨工程大学机电工程学院的张立勋，梁迎彬，李儿肖，张松和郭健，2012IEEE，描述了一种具有独立主动桨叶控制的立式风力发电设备，其中将伺服电机安装到保持桨叶的臂上，并应分别通过皮带驱动器引起根据桨叶方位角进行的桨叶的桨距角调节。