[发明专利]校准风力涡轮机的负载传感器的方法

说明书

公开了校准风力涡轮机的负载传感器的方法和用于这样的负载传感器校准的风力涡轮机。风力涡轮机包括转子、多个转子叶片和与转子叶片相关联的多个负载传感器。当转子旋转时，将至少一个转子叶片从第一校准位置移动到第二校准位置。正移动的转子叶片的数量比多个转子叶片的数量至少少1。转子的旋转可以在风力涡轮机的空转期间。(多个)转子的移动可以改变叶片的桨距角。也可以移动未移动到校准位置的至少一个转子叶片以例如控制转子的速度。

技术领域

本发明涉及校准风力涡轮机的负载传感器的方法以及用于这样的负载传感器校准的风力涡轮机。

背景技术

在风力涡轮机的部件上的加载被谨慎地控制，以便最大化效率并最小化磨损和损坏。负载传感器通常安装在风力涡轮机上，一般在转子叶片上。这些传感器需要校准，以便将由这些传感器测量的值转换成涡轮机部件上的实际负载。

用于校准这些传感器的一个先前考虑的方法是校准过程，其中转子旋转，同时叶片处于固定桨距角。其它先前的方法固定转子，使得其在与叶片负载传感器有关的测量被进行时(例如当一个叶片是水平时)是不动的。这样的方法可能不足以提供作用于叶片上的力和力矩的更复杂的模型所需的数据。这样的更复杂的模型可能是需要的，以便避免负载估计中的大的不准确性，这可导致令人不满意的磨损或损坏减轻。以确切的精度将转子停在特定的位置处也可能是实际上有挑战性的。在其它先前的方法中，较不复杂的模型用于负载计算和校准，例如忽略由于离心效应而产生的轴向负载和/或忽略不沿着测量轴的力的影响。

在一些先前的方法中，可以在理想情况中通过使用差分传感器设置来处理轴向负载的影响，其中两个传感器放置在叶片的相对侧上。这些方法可能不是足够准确的，其中由于安装容限或由于叶片的结构设计，不能在叶片上将传感器可靠地放置成确切地对准。当使用每叶片三个或更多个传感器时，较不复杂的模型另外是不够的。

另一先前的方法旋转转子，同时涡轮机的其它部件也移动。然而，在这样的方法中，测试过程和/或移动必须大大地被限制，以便防止转子的停转(这需要测试重新启动)或转子的过大的速度(这可能损坏涡轮机部件)。此外，这样的方法一般不能够在不停转、产生过大的速度或损坏部件或风力涡轮机的情况下使用涡轮机部件的运动的全范围来进行测试。

在另一先前的方法中，使用用于加载的更复杂的模型，但仅在涡轮机的正常运行期间进行测量。这可以不允许所有可能的加载情况的完全测试，并且在任何情况下由于与对上面的测试过程类似的原因，再次不能测试运动的全范围。而且，在涡轮机的正常运行中，所有叶片同时操作。

本发明目的在于处理这些问题并提供对已知的设备和方法的改进。

发明内容

在所附权利要求中阐述了本发明的方面和实施例。

概括地说，本发明的第一方面的一个实施例可以提供校准风力涡轮机的负载传感器的方法，风力涡轮机包括转子、多个转子叶片和与转子叶片相关联的多个负载传感器，该方法包括当转子旋转时：将至少一个转子叶片从第一校准位置移动到第二校准位置，其中正移动的所述至少一个转子叶片的数量少于所述多个转子叶片的数量；以及从负载传感器测量负载值。

因为不是所有叶片都移动到校准位置，这些(少于全部)叶片的移动对转子上的空气动力学效应贡献较少，并且因此转子可以更一致且安全地旋转，同时仍然得到(多个)叶片的完全校准移动。

涡轮机可以例如具有三个转子叶片。被移动、改变、变更或修改(在位置上)或操纵的叶片的数量可以仅仅是叶片之一。与叶片相关联的传感器可以是每个叶片的共同数量，例如每个叶片一个或多个。传感器可以布置在叶片的根部处，以测量叶片负载。它们还可以或替代地沿着转子叶片的长度设置。

适当地，转子的旋转或转动是在风力涡轮机的空转期间。例如，可以使用特定的校准过程，例如其中停止涡轮机的正常运行，并且进入涡轮机的空转状态，其中可以进行测试。