[发明专利]用于风力涡轮机的浆距角的调节系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的浆距角的调节系统。

更具体地，本发明涉及一种用于典型地在兆瓦输出范围的高额定容量的风力涡轮机的浆距角的调节系统。

背景技术

在风力发电站，风力得以被利用。其中，风的动能例如通过风力涡轮机的旋转叶片转化成电能。风能是一种来源于太阳辐射的可再生能量。

因此，风力涡轮机被越来越多地用于电能生产。风力涡轮机的一个显著技术问题是风速随机变化很大，而且地面摩擦会引起风速梯度。

在现代发电站中通过调节浆距角来实现对转子获得功率的调节。风力涡轮机达到其额定功率使用的风速被称作其额定风速，当风速变化时，发电机和涡轮机的旋转速度可以在低于额定风速下变化。超过额定风速，通过调节浆距角来保持旋转速度和功率为恒定值。

通常，通过使叶片偏斜到与旋转平面呈90度，大型风力发电站会出现停机。在此情况下，对于每个叶片必须有相应的浆距角调节，即，使得可分别地并彼此独立地调节每个叶片。这意味着例如在一个叶片失灵时，可以调节其它叶片，以致可以停止涡轮机。 

原则上，浆距角总是保持恒定，直到涡轮机的额定风速。在这种情况下，当风速变化时，涡轮机的旋转速度会改变，从而使得叶片相对于气流的入射角保持在恰当位置。超过涡轮机额定风速时，叶片的桨距角被调节，以致获得的速度和功率与额定风速时相同。当风速增大时，叶片的入射角被降低，在这种情况下，叶片得到在风中较小部分的功率。

更具体地，为此目的，风力涡轮机配备有用于桨距角的调节系统，利用这些系统，通过使转子的叶片绕其纵轴线偏斜来调节叶片角度，在此情况下，在变化的风力状况下实现最优功率的风力发电站运行，同时提高了风力涡轮机的起动性，例如在过高风速下风力涡轮机的运行通过使叶片偏斜到空闲状态而被阻止。

现今，桨距角或者通过电动方式或者通过液压方式来调节。在电动调节中，使用齿轮电机，叶片的偏斜轴承配备有齿轮缘。齿轮电机包括连接到齿轮缘的小齿轮（pinion）。齿轮电机中速度值相当高，大约为1000。这些电机通常是直流电机，并且配置有大的冷却风扇。系统在没有外部电力供应情况下也必须能运行，为此在转子的轮毂中设置了电池。这些类型的旋转电池寿命较短。除此之外，需要在轮毂中设置用于调节浆距角的接线盒和其它电力装置，在此情况下，系统复杂。

在液压调节中，叶片是通过液压方式偏斜的。许多现有技术的系统在旋转的轮毂中包含许多组件，这会引起技术问题。

发明内容

本发明的目的是要实现一种用于调节风力涡轮机的浆距角的系统，其比现有技术的方案更加简单，运行更加可靠。更具体地，一个目标是要实现一种系统，其中将旋转轮毂中液压组件的数量减至最小。此外，通过此发明，希望降低机械应力，并提高涡轮机的效率比和生产率。

根据本发明的系统基于例如机械液压方案，其中借助在旋转轴线的方向上运动并相对于其它轴线倾斜的驱动装置来实现浆距角的调节。杆形控制部件在轴承上安装到（铰接到）驱动装置上，该控制部件连接到叶片，以使叶片偏斜，以及用于调节浆距角。

在根据本发明的系统中，可以极简单和可靠的布置结构来连续地调节浆距角。

根据本发明的系统的本质特征在独立权利要求1详细描述，而其优选实施例本质特征在其它权利要求中详细描述。

通过倾斜驱动装置，根据一直到额定风速的风力梯度（风切变），实现了电池效率。超过额定风速时，通过倾斜，在轮边缘的整个区域中实现了均匀负载。

当风速增大到过高时，系统能够将叶片偏斜到空闲状态，使其用作空气动力制动器。

附图说明

下面，通过借助一些实施例并参照附图更加详细地描述了本发明，其中，

图1示出了一个风力涡轮机，

图2以局部剖视图示出了风力涡轮机的轴和根据本发明的调节系统，

图3以透视图示出了根据本发明的调节系统的倾斜后视图，和

图4以透视图示出了根据本发明的调节系统的倾斜前视图。

具体实施方式