[发明专利]用于补偿施加到支撑转子轴的轴承上的应力的系统

说明书

一种用于补偿施加到至少一个轴承上的应力的系统，所述轴承适于相对于旋转电机的定子可旋转地支撑所述电机的转子轴，所述系统包括：‑用于测量输入信号(S)的至少一个传感器，其位于所述轴承的至少一个元件上，‑用于获取输入信号(S)的模块，其配置为将所述输入信号转换为施加到滚动轴承的变形的值(S_def)，‑用于根据变形值(S_def)确定补偿信号的模块，以及‑放大器模块，其配置为控制可旋转地支撑所述转子的轴并且包括至少一个电磁体的至少一个磁性致动器，所述放大器模块配置为将补偿信号(S_comp)转换成要被传送到磁性致动器的电磁体的电压信号(T)，所述至少一个磁性致动器配置成根据电压信号(T)在转子轴上施加力。

技术领域

本发明涉及旋转机械的一般领域，尤其涉及承受静态和/或瞬态载荷的旋转机械，例如风力涡轮机。

背景技术

旋转机械通常包括由至少一个轴承(例如滚动轴承或磁性轴承)支撑的旋转轴。

已知的实践是根据相对于转子的位移来控制磁性轴承。

更具体地，本发明涉及用于补偿施加到支撑旋转轴的滚动轴承上的载荷的系统。

当前滚动轴承的使用寿命在很大程度上受到所施加的静态和可变载荷的影响。

为了确保滚动轴承的令人满意的运行并提高其使用寿命，已知的做法是使用传感器来监视轴承，尤其是检测传送到所述轴承的载荷。

因此，可以检测滚动轴承的劣化并且可以预期维护步骤。

在这方面可以参考EP2507605–B1。

然而，监视滚动轴承的状态不能避免所述轴承的劣化，而只能预期维护操作。

需要通过限制滚动轴承的劣化来提高其可靠性。

发明内容

本发明尤其适用于轴承领域，比如滚动轴承，例如滚珠轴承、滚子轴承和滚针轴承。

本发明涉及一种用于补偿施加到至少一个轴承上的应力的系统，所述轴承适于相对于旋转电机的定子可旋转地支撑所述电机的转子轴。所述系统包括：用于测量输入信号的至少一个传感器，其位于所述轴承的至少一个元件上，用于获取输入信号的模块，其配置为将所述输入信号转换为施加到滚动轴承的变形的值，用于根据变形值确定补偿信号的模块，以及放大器模块，其配置为控制可旋转地支撑所述转子的轴并且包括至少一个电磁体的至少一个磁性致动器，所述放大器模块配置为将补偿信号转换成要被传送到磁性致动器的至少一个电磁体的电压信号，所述磁性致动器配置成根据电压信号在转子轴上施加力。

电压信号被称为“脉冲宽度调制”或PWM。

决非限制性地规定，获取模块也可以配置成将变形信号转换成施加到滚动轴承上的载荷的信号。

被传送到磁性致动器的补偿信号使得可以在转子轴上产生力，从而减小施加到轴承上的载荷。

因此，实时了解施加在轴承上的变形和/或载荷，以便至少部分地通过使用至少一个磁性致动器来补偿它们。

有利地，放大器模块包括：控制模块，其配置为根据补偿信号确定要被传送到磁性致动器的电磁体的电压信号的脉冲的持续时间；以及功率模块，其配置为向所述磁性致动器的电磁体提供必要的电流，以便施加所述电压。

用于确定补偿信号的模块包括：电子控制单元，其配置为接收来自获取模块的变形值并将其转换为力命令；以及转换器，其配置为将所述力命令转换为补偿信号。

电子控制单元可以是闭环控制系统，比如比例-积分-微分或PID控制器，例如以数字或模拟形式传递力信号。

例如，补偿信号是电流补偿信号或通量补偿信号。

基于力命令转换为补偿信号对于本领域技术人员而言是已知的，并且将不再进一步描述。