[发明专利]控制风力涡轮机的方法及风力涡轮机

权利要求书

1.一种控制风力涡轮机以将冰或其它外来材料从风力涡轮机的叶片去除的方法，所述风力涡轮机具有至少一个叶片和控制器，所述方法包括：

通过安装在叶片上且通信地耦接至所述控制器的传感器来检测附着于所述叶片的冰或其它外来材料的位置；

通过控制器基于冰或其它外来材料的位置来确定待激发的叶片的共振模态；以及

将叶片激发至期望的共振模态；

其中所述共振模态是高于一阶共振模态的共振模态。

2.根据权利要求1所述的方法，确定所述共振模态的步骤包括：

将冰或其它外来材料的位置与叶片在各种共振模态下的共振节点进行比较；以及

基于相对于检测的冰或其它外来材料的位置的相应共振节点位置来确定所述共振模态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，一个或多个共振模态选择成使得相应的一个或多个共振节点最接近于冰或其它外来材料的位置。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述外来材料是冰。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定共振模态的步骤包括：

将外来材料的位置与叶片在各种共振模态下的最大位移的位置进行比较；以及

基于相对于外来材料的位置的相应最大位移位置来确定所述共振模态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，一个或多个共振模态选择成使得相应最大位移位置最接近于外来材料的位置。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述外来材料是灰尘。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，至少两个共振模态被激发。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，

如果冰或其它外来材料在叶片根部、叶片末梢和中间区域上形成，那么二阶共振模态被激发；以及

如果冰或其它外来材料在几乎整个叶片上形成，那么四阶共振模态或更高阶共振模态被激发。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，各种共振模态包括挥舞共振、摆振共振、或扭转共振、或它们的组合。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述叶片的共振通过叶片变桨距系统激发，所述叶片变桨距系统使得叶片绕其轴线旋转，并且所述叶片变桨距系统通信地耦接至所述控制器。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述叶片变桨距系统使得叶片绕其轴线以所确定的共振模态的固有频率或接近于该固有频率变桨距持续一短时间段、暂停、以及然后重复变桨距过程。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述叶片的共振通过叶片变桨距系统激发，所述叶片变桨距系统使得叶片绕其轴线旋转，并且所述叶片变桨距系统通信地耦接至所述控制器，并且所述叶片变桨距系统以接近于所确定的共振模态的固有频率扫描。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述叶片的共振通过外部激发器来激发，所述外部激发器附接到所述叶片上或独立于所述叶片并且通信地耦接至所述控制器。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述传感器是光学传感器。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制器存储有关所述叶片的各种共振节点的数据。

17.一种风力涡轮机，其包括：

至少一个叶片，所述叶片具有安装在其上的传感器，以用于检测附着于所述叶片的冰或其它外来材料；

叶片变桨距系统，所述叶片变桨距系统使得叶片绕其轴线旋转；以及

控制器，所述控制器通信地耦接至所述叶片变桨距系统和所述传感器，所述控制器能控制所述叶片变桨距系统以根据叶片上冰或其它外来材料的位置来将叶片激发至高于一阶共振模态的一个或多个共振模态。

18.根据权利要求17所述的风力涡轮机，其特征在于，所述控制器存储与所述叶片的各种共振节点有关的数据，并且

所述控制器将冰或其它外来材料的位置与叶片的各种共振节点进行比较，并且然后基于相对于冰或其它外来材料的位置的共振节点位置来确定待激发的叶片的共振模态。