[发明专利]具有制动装置的风力发电设施及其运行方法

说明书

本发明设计一种风力发电设施(2)以及一种用于运行该风力发电设施的方法。风力发电设施(2)包括转子(4)和制动装置(20)，其中，制动装置(20)包括与转子机械地联接的机械的制动设备(22)。制动装置(20)包括用于将制动设备(22)激活和/或停用的至少一个电的和/或液压的切换元件(24)。切换元件(24)被冗余和/或故障安全地实施。还存在有控制部(26)，控制部被设立成用于接收故障信号(S)，并对所接收到的故障信号(S)做出反应地激活切换元件(24)，并且由此激活制动设备(22)。在风力发电设施的转子(4)静止不动之前，借助控制切换元件(24)停用制动设备(22)。

技术领域

本发明涉及一种具有转子和制动装置的风力发电设施，其中，制动装置包括与转子机械地联接的机械的制动设备，并且其中，制动装置包括用于将制动设备激活和/或停用的至少一个电的和/或液压的切换元件。此外，本发明还涉及一种用于运行具有转子和制动装置的风力发电设施的方法，其中，制动装置包括与转子机械地联接的机械的制动设备，并且其中，制动装置包括控制部和用于将制动设备激活和/或停用的至少一个电的和/或液压的切换元件，其中，切换元件冗余和/或故障安全地实施。

背景技术

风力发电设施经常被如下这样地设立，即，在出现高负载时对它们的转子进行制动。对转子的制动例如由风力发电设施的运行控制部来启动。执行这种制动过程的情形例如出现在风力发电设施的内部或外部的电气系统中出现缺陷的同时出现外部的供电网络失效和极端的一年重现期阵风时。在这种情形下尤其使尺寸规格适合弱风地域的风力发电设施在承载结构(例如塔架)中遭受高的弯曲负载。这些负载对于承载结构的规格确定可能起到决定性作用的。这方面尤其适用于特殊的灵敏的塔吊舱系统。

通过如下方式进行对转子的制动，即，经由转子叶片驱动器(Pitch-Drives，变桨驱动器)将转子叶片移行到所谓的90°位置或标记位置中。在该型式中，转子叶片被空气动力学地制动。同时还使用到机械的制动器。该机械的制动器通常是装配在转子轴上的一个或多个盘式制动器。同样地，这种机械的制动器在风力发电设施的传动装置的快速从动轴上起作用。

在大型风力发电设施中，基于转子的大的惯性矩，必须设置尺寸规格相应的制动器。必不可少的是，大量能量被转换成热能。因此，所使用的制动器在机械和设计结构上是高花费的。

在一个负载情况示例中，识别到风力发电设施的过度转速。在传统的系统中，风力发电设施的转子在机械的制动器的支持下被负载柔和地停止运转。在该过程中，转子叶片以较快的行进方式朝90°位置移动，同时在额定转速的范围内或在更高转速的情况下激活机械的制动器，并且持续保持直到转子静止不动。

由EP 2 81 1 157 A1公知了用于对风力发电设施的转子进行制动的另外的可行方案。当识别到DC过电压时，经由发电机来制动转子。

发明内容

本发明的任务是说明一种具有机械的制动设备的风力发电设施以及一种用于运行风力发电设施的方法，其中，应能够实现对机械的制动设备的更有效的利用，并且同时应使机械的制动设备的设计结构上的花费保持得尽可能低。

该任务通过具有转子和制动装置的风力发电设施来解决，其中，制动装置包括与转子机械联接的机械的制动设备，并且其中，该制动装置包括用于激活和/或停用制动设备的至少一个电的和/或液压的切换元件，其中，风力发电设施通过如下方式来改进，即，使得切换元件被冗余和/或故障安全地实施，其中，包括控制部，其被设立成用于接收故障信号，并对所接收到的故障信号做出反应地激活切换元件并由此激活制动设备，其中，控制部还被设立成用于在风力发电设施的转子静止不动之前，借助切换元件停用制动设备。

电的和/或液压的切换元件尤其是电液的切换元件。例如，它是能电切换的电磁阀。电液的切换元件此外还尤其被设立成用于激活和停用制动设备。