[发明专利]监测风力发电设备齿轮箱的方法和系统，以及相应的风力发电设备

说明书

本发明涉及风力发电设备的齿轮箱的监测方法，该风力发电设备包括齿轮箱和至少一个齿轮箱流体回路。在齿轮箱中，齿轮箱流体中的至少一个粒子的粒子特征变量是通过测量齿轮箱的至少一个齿轮箱位置来确定的，和/或在齿轮箱的至少一个齿轮箱位置进行流体采样来确定的，特别的，粒子特征变量是粒子的数量和/或尺寸和/或类型，随后测量齿轮箱流体回路中的路径的齿轮箱流体中的粒子。本发明进一步的涉及相应的电脑程序产品，以及涉及监测包括齿轮箱和齿轮箱流体回路的风力发电设备的监测系统，以及涉及相应的风力发电设备。

上述的方法也称为监测齿轮箱磨损的方法和检测由于风力发电设备(Windenergieanlage，WEA)的齿轮箱的磨损造成的损坏的迹象的方法。此外，通过该监测方法，可以自动的产生和启动消息和/或相应的措施。

在多种风力发电设备中，通过齿轮箱传递转子的转动到发电机。在此，施加强力矩到风力发电设备的齿轮箱，能够导致齿轮箱移动组件的磨损和擦伤。特别是在极端的阵风期间，施加力矩到齿轮箱能够导致严重的齿轮箱损坏。对于正确和可靠的风力发电设备的运行，有必要监测齿轮箱是否处于合适的运行状态，以及在齿轮箱内，磨损是否造成与安全相关的损坏，和/或导致风力发电设备的不必要的停机。

DE10 2008 048 956A1公开了监测具有齿轮箱流体回路的风力发电设备的齿轮箱的方法。其中，通过测量确定齿轮箱流体中的粒子的数量和/或尺寸和/或类型。如果至少一个，特别是测量值超过粒子的数量，将产生状态通信，和/或改变风力发电设备的运行参数。

本发明的目标在于提供更精确的监测方法和系统。

通过本发明的独立权利要求的特征来实现本发明的目的。在从属权利要求中指出有利的实施例。

在本发明的监测方法中，确定至少一个运行特征变量，通过该运行特征变量来确定在确定至少一个测量时的风力发电设备和/或齿轮箱的当前状态，其中，通过确定的运行状态来对最后一个测量量进行赋值。通常的，在风力发电设备中，齿轮箱在转子和发电机直之间互联。齿轮箱流体是齿轮箱润滑剂和/或齿轮箱冷却剂，特别的为齿轮箱油。与本监测方法相关的至少一些运行特征变量，例如，转子的转动速度n和/或风力发电设备的发电机的输出功率P，在任何情况下，在与装置的自动控制相连的风力发电设备中，是已经确定的。基于本监测方法中的运行特征变量，能够至少大致的区分两种不同的运行状态。根据风力发电设备和/或其齿轮箱的当前运行状态或各自的当前运行点的知识，基于测量的结果，可以进行更精确的磨损和擦伤方面的分析。

除了确定齿轮箱流体中的粒子的粒子特征变量，在本发明的一个优选的实施例中，粒子检测器至少具有以下功能：收集粒子(例如，通过产生的磁场)和/或评估粒子的几何(关于磨损、点蚀等)。

根据本发明，在风力发电设备和其齿轮箱中，术语当前运行、当前运行状态等与一般不断改变的运行参数和风力发电设备或其齿轮箱当前的相关运行点相关。

根据本发明优选的实施例，对不同齿轮箱位置的齿轮箱流体中的粒子进行几项测量，其中，将这些测量加权后，在评估中使用。特别的，根据当前运行状态来选择加权。该加权特别的包括加权运行，在该加权运行中，例如，在至少一种可能的状态中确定的结果，在至少一个齿轮箱位置保持忽略不计。相应的加权因子为0。

有利的，通过评估多项测量，可以定位(lokalisiert)齿轮箱中的粒子引起的磨损部位，或者，通过评估多项测量，可以定位齿轮箱中的粒子引起的磨损部位。

根据本发明另一优选的实施例，在运行中，在齿轮箱位置中的至少第一齿轮箱位置，齿轮箱流体内的流动类型(层流或湍流)通过至少一个流动结构来保持，使得在运行中，在齿轮箱位置的至少一个第二齿轮箱位置，齿轮箱流体的流动类型变为受控的。该流动结构为导板或者类似物。

特别的，可以通过控制的方式使用可能的流动，和/或以控制的方式影响或者产生流动。通过导板确定的层流被传输到相应的齿轮箱位置。另外，被导板限制的层流分离，因此，能够到达齿轮箱位置。分离的层流或者湍流产生的死区被作为齿轮箱位置以规定的方式使用。例如，通过导板，以控制的方式产生流动的分离或者形成死区。通过使用所需形状的导板，可以调节流动的速度。此外，通过齿轮箱流体回路，流动速度可以以控制的方式改变。