[发明专利]用于调整风力涡轮机偏航角的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及包括具有附接到桨毂上的多个转子叶片的转子 的风力涡轮机，并且尤其涉及一种用于相对于风力涡轮机位置上的风 向来调整风力涡轮机的偏航角的方法及设备。

背景技术

通常，风力涡轮机包括偏航制动器控制单元和偏航马达控 制单元，以便提供偏航制动器驱动信号和偏航马达驱动信号，这些信 号与偏航角调整单元相配合来用于调整整个风力涡轮机的偏航角。此 外，风力涡轮机包括偏航动量传感器，以便测量风力涡轮机的偏航动 量。执行此类测量通常是为了通过将相互依赖或独立的倾斜(pitch)偏 移附加至各转子叶片上来减小不同构件如主轴和桨毂上的负载。为了 最为有效地减小负载，通过使用偏航角调整单元调整风力涡轮机的偏 航角来将偏航动量控制为零。

风力涡轮机作为一种对环境安全且相对便宜的能源而变得 日益重要。因此，对改善风力涡轮机性能的不断增长的需求引起有关 相对于风力涡轮机位置上的风向来最佳地调整偏航角方面的努力。由 于风力涡轮机位置上的风向可快速地变化，故即便对于变化的风向， 偏航调整单元也必须提供对偏航角的可靠调整。风力涡轮机包括促动 器装置如偏航马达和偏航制动器，以便使机器机舱相对于风力涡轮机 位置上的风向旋转。此类促动器装置通常为具有齿轮箱的大型电动驱 动装置。这些系统较为复杂和昂贵，因为它们必须提供将风力涡轮机 朝向进风方向定向所需的转矩。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于将风力涡轮机的 偏航角从实际偏航角调整至所期望的偏航角的方法，其中，风力涡轮 机包括具有附接到桨毂上的至少一个转子叶片的转子，该方法包括测 量风力涡轮机位置上的风向，测量风力涡轮机的偏航角和/或相对于机 舱定向的风向，依照测得的风向和测得的偏航角和/或相对于机舱定向 的风向来计算该至少一个转子叶片的倾斜角，以及根据计算出的倾斜 角来调整该至少一个转子叶片的倾斜角，以便产生偏航动量来将偏航 角从实际偏航角改变至所期望的偏航角。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将风力涡轮机的 偏航角从实际偏航角调整至所期望的偏航角的方法，其中，风力涡轮 机包括具有附接到桨毂上的多个转子叶片的转子，该方法包括测量风 力涡轮机位置上的风向，测量风力涡轮机的偏航角和/或相对于机舱定 向的风向，依照测得的风向和测得的偏航角和/或相对于机舱定向的风 向来计算用于更改偏航角的设定信号，测量风力涡轮机的偏航动量， 依照设定信号和测得的偏航动量来计算转子叶片的倾斜角，以及根据 计算出的倾斜角来调整转子叶片的倾斜角，以便产生偏航动量来将偏 航角从实际偏航角改变至所期望的偏航角。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括具有附接到桨毂 上的多个转子叶片的转子的风力涡轮机，所述风力涡轮机还包括适于 测量风力涡轮机位置上的风向的传感器装置，用于依照测得的风向和 实际偏航角和/或相对于机舱定向的风向来计算用于使偏航角从实际 偏航角更改至所期望的偏航角的设定信号的第一处理单元，以及促动 器装置，其适于依照该设定信号来调整多个转子叶片中的至少一个转 子叶片的倾斜角，以便产生偏航动量来将偏航角从实际偏航角改变至 所期望的偏航角。

根据从属权利要求、说明书及附图，本发明的其它方面、 优点和特征将更为明显。

附图说明

在余下说明书中，包括参照附图，对于本领域的普通技术 人员而言更为具体地阐述了本发明包括其最佳模式的完整和能够实 施的公开内容，在附图中：

图1示出了相对于风力涡轮机位置上的进风方向进行定向 的风力涡轮机的示意性侧视图；

图2为示出偏航角的风力涡轮机的示意性顶视图；

图3为用于通过调整转子叶片的倾斜角来控制相对于进风 方向的风力涡轮机偏航角的设备的框图；

图4为用于通过依照风向和偏航动量调整转子叶片倾斜角 来控制相对于进风方向的风力涡轮机偏航角的设备的框图；

图5为用于依照实际风向和实际偏航角来调整风力涡轮机 偏航角的方法的流程图，该方法由图3中所示的设备执行；以及

图6为用于依照实际风向、实际偏航角和由偏航动量传感 器测得的偏航动量来调整偏航角的方法的流程图，该方法由图4中所 示的设备执行。

零件清单

100  风力涡轮机

101  转子叶片

102  管状塔架

103  机器机舱