專利名稱：用于風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙的偏航系統(tǒng)和風(fēng)輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及一種用于風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙的偏航系統(tǒng)和風(fēng)輪機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)輪機(jī)通常具有偏航系統(tǒng)，用以相對(duì)于風(fēng)輪機(jī)塔架移動(dòng)機(jī)艙使轉(zhuǎn)子葉片根據(jù)風(fēng) 向移動(dòng)。為了最大程度捕捉風(fēng)能，轉(zhuǎn)子葉片通常被移動(dòng)到面向風(fēng)吹的方向。通常地，傳統(tǒng)的偏航系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)電機(jī)。但是，傳統(tǒng)的偏航系統(tǒng)可能具 有電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的問題。而且，還可能存在多個(gè)電機(jī)中載荷和轉(zhuǎn)矩的不平衡分布。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是避免出現(xiàn)上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)某一實(shí)施例，用于風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙的偏航系統(tǒng)被提供了。該偏航系統(tǒng)包括多 個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)被結(jié)合到機(jī)艙上用以施加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙上；多個(gè)控制器，該多個(gè)控制器 包括用于該多個(gè)電機(jī)中每個(gè)電機(jī)的一個(gè)控制器，每個(gè)控制器都被設(shè)置用以控制各自的電 機(jī)并被結(jié)合到至少一個(gè)另外控制器上以為其傳送工作信息；和偏航系統(tǒng)控制器，其被設(shè) 置用以傳送控制信息給該多個(gè)控制器中的至少一個(gè)控制器。根據(jù)該控制信息和從該至少 一個(gè)另外控制器上接收的工作信息中的至少一個(gè)，該控制器中的至少一個(gè)被設(shè)置用以控 制各自的電機(jī)。本實(shí)施例的一個(gè)效果是各個(gè)電機(jī)的控制器之間的通信允許偏航系統(tǒng)的更 快速的響應(yīng)以根據(jù)風(fēng)向的變化偏航機(jī)艙。根據(jù)某一實(shí)施例，該偏航系統(tǒng)控制器被設(shè)置用以根據(jù)表示風(fēng)向和機(jī)艙位置的至 少一條信息確定控制信息，并將該控制信息傳送到該多個(gè)控制器的至少一個(gè)上。根據(jù)某一實(shí)施例，該工作信息包括該控制信息。根據(jù)某一實(shí)施例，該工作信息包括關(guān)于該至少一個(gè)電機(jī)的運(yùn)行特征的信息。根據(jù)某一實(shí)施例，該工作信息包括由轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向構(gòu)成的組中的一個(gè) 或多個(gè)。根據(jù)某一實(shí)施例，偏航系統(tǒng)控制器是該多個(gè)控制器中的至少一個(gè)。根據(jù)某一實(shí)施例，偏航系統(tǒng)控制器是被結(jié)合到該多個(gè)控制器中的至少一個(gè)上的
單獨(dú)單元。根據(jù)某一實(shí)施例，該多個(gè)電機(jī)中的第一電機(jī)的控制器被結(jié)合到該多個(gè)電機(jī)中的 第二電機(jī)的控制器上，且該第一電機(jī)的控制器被設(shè)置用以與該第二電機(jī)的控制器通信以 接收關(guān)于該第二電機(jī)的運(yùn)行特征的信息。本實(shí)施例的一個(gè)效果是各個(gè)電機(jī)的控制器之間 的通信允許偏航系統(tǒng)的更快速的響應(yīng)以根據(jù)風(fēng)向的變化偏航機(jī)艙。施加到該機(jī)艙上的轉(zhuǎn) 矩可以在該多個(gè)電機(jī)當(dāng)中平均分配。根據(jù)某一實(shí)施例，該第一電機(jī)的控制器被設(shè)置用以根據(jù)所接收的信息控制該第 一電機(jī)。根據(jù)某一實(shí)施例，該第二電機(jī)的該控制器被設(shè)置用以與該第一電機(jī)的控制器通
4信以接收關(guān)于該第一電機(jī)運(yùn)行特征的信息，且該第二電機(jī)的控制器被設(shè)置用以根據(jù)所接 收的信息控制該第二電機(jī)。根據(jù)某一實(shí)施例，該運(yùn)行特征包括由轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向構(gòu)成的組中的一個(gè) 或多個(gè)。根據(jù)某一實(shí)施例，該控制器之間的通信根據(jù)分組傳輸協(xié)議得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)某一實(shí)施例，該分組傳輸協(xié)議包括Internet協(xié)議。根據(jù)某一實(shí)施例，每個(gè)電機(jī)都包括可變的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)。根據(jù)某一實(shí)施例，每個(gè)電機(jī)的該可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)包括該電機(jī)的控制器。根據(jù)某一實(shí)施例，偏航系統(tǒng)控制器被設(shè)置用以，在第一工作模式下，控制該多 個(gè)電機(jī)以沿著第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或同時(shí)沿著第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向施加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙上；且被設(shè)置用 以，在第二工作模式下，控制該多個(gè)電機(jī)中的至少該第一電機(jī)以沿著第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向施加 轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙上并用以控制該多個(gè)電機(jī)中的至少該第二電機(jī)以沿著第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向施加轉(zhuǎn)矩 到機(jī)艙上。根據(jù)某一實(shí)施例，在第一工作模式下，該偏航系統(tǒng)被設(shè)置用以沿著第一轉(zhuǎn)動(dòng)方 向或第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)機(jī)艙，以使具有被結(jié)合到該機(jī)艙上的至少一個(gè)葉片的轉(zhuǎn)子根據(jù)風(fēng) 向移動(dòng)。根據(jù)某一實(shí)施例，在第一工作模式下，該偏航系統(tǒng)被設(shè)置用以在機(jī)艙的靜止位 置上解開纜繩。根據(jù)某一實(shí)施例，在第二工作模式下，該偏航系統(tǒng)被設(shè)置用以產(chǎn)生制動(dòng)效果將 機(jī)艙保持在希望的位置上。根據(jù)某一實(shí)施例，每個(gè)電機(jī)都是由直流電機(jī)、伺服電機(jī)和永磁電機(jī)組成的組中 的一個(gè)或多個(gè)。根據(jù)某一實(shí)施例，包括如上所述的偏航系統(tǒng)的風(fēng)輪機(jī)被提供了。


在圖示中，同樣的參考標(biāo)號(hào)通常是在所有不同視圖中表示相同的零件。圖示不 必成比例，通常重點(diǎn)放在示意本發(fā)明的原理上。在下面的描述中，參照下面附圖描述了 本發(fā)明的不同實(shí)施例，其中圖1示意出了傳統(tǒng)風(fēng)輪機(jī)的通常設(shè)置。圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施例的用于機(jī)艙的偏航系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意性 圖示。圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施例的用于機(jī)艙的偏航系統(tǒng)的另一示例的示意性 圖示。圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施例的對(duì)機(jī)艙施加轉(zhuǎn)矩以偏航機(jī)艙的多個(gè)電機(jī)的工作。圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施例的在機(jī)艙的平衡位置上解繞纜繩的多個(gè)電機(jī) 的工作。圖3c示出了根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施例的對(duì)機(jī)艙施加制動(dòng)作用的多個(gè)電機(jī)的工作。圖4a示出了根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施例的被結(jié)合到風(fēng)輪機(jī)控制器上的偏航系統(tǒng)控制器的示意性圖示。圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施例的作為風(fēng)輪機(jī)控制器的一部分的偏航系統(tǒng)控 制器的示意性圖示。圖4c示出了根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施例的風(fēng)輪機(jī)控制器和偏航系統(tǒng)控制器的另一配 置的示意性圖示。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的用于風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙的偏航系統(tǒng)和風(fēng)輪機(jī)的示例型實(shí)施例將在下面參 照附屬圖示進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)注意，下面介紹的示例型實(shí)施例可以在不改變本發(fā)明主旨 的情況下對(duì)不同方面進(jìn)行修改。圖1示出了傳統(tǒng)風(fēng)輪機(jī)100的通常設(shè)置。風(fēng)輪機(jī)100被安裝在基礎(chǔ)102上。風(fēng) 輪機(jī)100包括具有很多塔架段例如塔架環(huán)的塔架104。風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙106被置于塔架104頂 部。風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子包括軸轂108和至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片110，例如三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片110。轉(zhuǎn)子 葉片110被連接到軸轂108上，軸轂108通過延伸伸出機(jī)艙106前面的低速軸連接到機(jī)艙 106 上。圖2a示出了用于機(jī)艙106的偏航系統(tǒng)200的示意性圖示。偏航系統(tǒng)200被置于 機(jī)艙106內(nèi)。偏航系統(tǒng)200也可以被置于機(jī)艙106附近的塔架104的上部部分內(nèi)。偏航 系統(tǒng)200被設(shè)置用以在大體垂直于塔架104軸線的大體水平平面內(nèi)移動(dòng)機(jī)艙106。機(jī)艙 106可以被稍稍向上傾斜以防止轉(zhuǎn)子葉片110撞擊到塔架104。偏航系統(tǒng)200根據(jù)風(fēng)向移 動(dòng)機(jī)艙106，以使轉(zhuǎn)子葉片110面向風(fēng)以便最大化地捕捉風(fēng)能。偏航系統(tǒng)200根據(jù)風(fēng)向沿 著旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)機(jī)艙106。另外，機(jī)艙106的偏航速度可以根據(jù)風(fēng)向的改變而變化。在某一實(shí)施例中，偏航系統(tǒng)200具有多個(gè)電機(jī)202。例如，偏航系統(tǒng)200可以 具有至少一個(gè)電機(jī)202。偏航系統(tǒng)200可以具有偶數(shù)數(shù)目的電機(jī)202(例如，四個(gè)電機(jī) 202)。但是，應(yīng)了解，偏航系統(tǒng)200可以只包括兩個(gè)電機(jī)202。偏航系統(tǒng)200的每個(gè)電 機(jī)202都可以被結(jié)合到機(jī)艙106上用以施加轉(zhuǎn)矩給機(jī)艙106。每個(gè)電機(jī)202都可以是但不 被限制于直流電機(jī)、伺服電機(jī)或永磁電機(jī)。在某一實(shí)施例中，通過轉(zhuǎn)動(dòng)可以被置于機(jī)艙 106內(nèi)或塔架104內(nèi)的公共嵌齒輪，電機(jī)202施加轉(zhuǎn)矩給機(jī)艙106。電機(jī)202可以被圍繞 公共嵌齒輪的外圍均勻分布。電機(jī)202圍繞公共嵌齒輪外圍的不均勻分布是可能的。偏航系統(tǒng)200具有多個(gè)控制器204。該多個(gè)控制器204可以具有用于該多個(gè)電機(jī) 202中每一個(gè)電機(jī)202的一個(gè)控制器204。簡(jiǎn)而言之，每個(gè)電機(jī)202可以具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的 控制器204，其被設(shè)置用以控制該電機(jī)202，例如，在某一特定方向施加某一特定轉(zhuǎn)矩或 以某一特定速度在某一特定方向內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因此，每個(gè)電機(jī)202可以被其對(duì)應(yīng)的控制器204 單獨(dú)控制。每個(gè)電機(jī)202的控制器204可以被結(jié)合到該多個(gè)控制器204的至少一個(gè)另外 控制器204上。在某一實(shí)施例中，一個(gè)電機(jī)202的控制器204可以被用于控制該多個(gè)電 機(jī)202中的至少一個(gè)另外電機(jī)。每個(gè)電機(jī)202都可以包括可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)206。每個(gè)電機(jī)202的可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)206 可以包括該電機(jī)202的對(duì)應(yīng)控制器204。因?yàn)槊總€(gè)電機(jī)202的控制器204都被結(jié)合到至少 一個(gè)另外控制器204上，因此每個(gè)電機(jī)202的可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)206也可以被結(jié)合到至少一個(gè) 另外可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)206上。
偏航系統(tǒng)200可以還包括偏航系統(tǒng)控制器208。在某一實(shí)施例中，如圖2a中所 示，偏航系統(tǒng)控制器208可以是該控制器204中的至少一個(gè)。換句話說，一個(gè)控制器204 可以被用作偏航系統(tǒng)控制器208，而不是具有用于偏航系統(tǒng)200的單獨(dú)的偏航系統(tǒng)控制器 208。根據(jù)偏航系統(tǒng)200中控制器204的數(shù)目，兩個(gè)或更多個(gè)控制器204可以被用作偏航 系統(tǒng)控制器208。用作偏航系統(tǒng)控制器208的控制器204可以與偏航系統(tǒng)200的該多個(gè)控 制器204中的一個(gè)或多個(gè)其它控制器204通信。根據(jù)控制器204從另一控制器204上接收的信息，例如關(guān)于被另一控制器204控 制的電機(jī)202的運(yùn)行參數(shù)的信息，控制器204可以控制該電機(jī)202的工作，例如被該電機(jī) 202施加的轉(zhuǎn)矩、被該電機(jī)202施加的轉(zhuǎn)矩的方向。控制器202還可以評(píng)價(jià)和結(jié)合與多個(gè) 其它控制器204有關(guān)的信息并根據(jù)此評(píng)價(jià)或結(jié)合的結(jié)果控制該電機(jī)202的工作。例如， 控制器204可以根據(jù)有關(guān)其它電機(jī)202施加的轉(zhuǎn)矩的信息計(jì)算該電機(jī)202施加的轉(zhuǎn)矩，以 使預(yù)定的總轉(zhuǎn)矩施加到機(jī)艙106。在另一實(shí)施例中，如圖2b中所示，偏航系統(tǒng)控制器208可以被結(jié)合到控制器204 的至少一個(gè)上。因?yàn)榭刂破?04可以被置于各自的可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)206內(nèi)，所以偏航系統(tǒng) 控制器208可以被結(jié)合到該可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)206的至少一個(gè)上。偏航系統(tǒng)200的工作細(xì)節(jié)將在下面進(jìn)行描述。偏航系統(tǒng)200可以具有一個(gè)以上工作模式(例如第一和第二工作模式)。在第一 工作模式中，偏航系統(tǒng)200可以沿著第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)機(jī)艙106，以使具 有被結(jié)合到機(jī)艙106上的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片110的轉(zhuǎn)子根據(jù)風(fēng)向進(jìn)行移動(dòng)。因此，偏航 系統(tǒng)控制器208可以控制該多個(gè)電機(jī)202以沿著第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或同時(shí)沿著第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向施 加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙106上，例如當(dāng)電機(jī)被附接到塔架104上時(shí)借助于被附接到機(jī)艙106上的嵌 齒輪，或者在電機(jī)202被附接到機(jī)艙106上時(shí)借助于被附接到塔架104上的嵌齒輪。如圖3a中所示，偏航系統(tǒng)200的電機(jī)202可以沿著如箭頭302所示的順時(shí)針方 向施加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙106上。電機(jī)202還可以沿著逆時(shí)針方向施加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙106上。風(fēng) 向可以確定電機(jī)202施加到機(jī)艙106上的轉(zhuǎn)矩方向。例如，偏航系統(tǒng)200可以從傳感器 或風(fēng)向標(biāo)上接收測(cè)量到的風(fēng)向，并根據(jù)所測(cè)量的風(fēng)向控制電機(jī)202。電機(jī)202可以施加低 轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙106上直到獲得正確的風(fēng)向?yàn)橹埂Ｒ坏┇@得了正確的風(fēng)向，該電機(jī)就可以施 加全部轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙106上了。當(dāng)機(jī)艙106偏航時(shí)，塔架104內(nèi)的至少一根纜繩扭曲。因此，當(dāng)機(jī)艙106處于 平衡位置時(shí)，偏航系統(tǒng)200可以解開纜繩。如圖3b中所示，電機(jī)202可以沿著如箭頭 304所指示的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向解開纜繩。電機(jī)202還可以沿著逆時(shí)針方向解開纜繩。機(jī) 艙106處于平衡位置時(shí)解開纜繩的方向取決于機(jī)艙106偏航時(shí)纜繩扭曲的方向。在第二工作模式中，偏航系統(tǒng)200可以產(chǎn)生制動(dòng)作用，以將機(jī)艙106保持在希望 的位置上。在第二工作模式中，偏航系統(tǒng)控制器208可以控制偏航系統(tǒng)的多個(gè)電機(jī)202， 以使該多個(gè)電機(jī)202的至少第一電機(jī)202沿著第一旋轉(zhuǎn)方向施加轉(zhuǎn)矩給機(jī)艙106并且使該 多個(gè)電機(jī)202的至少第二電機(jī)202沿著第二旋轉(zhuǎn)方向施加轉(zhuǎn)矩給機(jī)艙106。對(duì)于偏航系統(tǒng) 200來說，為了更有效地在機(jī)艙106上產(chǎn)生制動(dòng)作用，偏航系統(tǒng)200可以具有偶數(shù)數(shù)目的 電機(jī)202。具有偶數(shù)數(shù)目的電機(jī)202能夠允許被施加到機(jī)艙106上的轉(zhuǎn)矩在各個(gè)方向上平 均分配。
如圖3c中所示，偏航系統(tǒng)200具有例如四個(gè)電機(jī)202。兩個(gè)電機(jī)202沿著如箭 頭306所示的順時(shí)針方向施加轉(zhuǎn)矩給機(jī)艙106，而另外兩個(gè)電機(jī)202沿著箭頭308所示的 逆時(shí)針方向施加轉(zhuǎn)矩給機(jī)艙106。這可以在機(jī)艙106上實(shí)現(xiàn)制動(dòng)作用，以將機(jī)艙106保持 在希望的位置上。因此，可以不需要機(jī)械制動(dòng)將機(jī)艙106保持在希望位置上。然而，在 動(dòng)力失效時(shí)，對(duì)偏航系統(tǒng)200仍然可以設(shè)置機(jī)械制動(dòng)?？梢詫?duì)每個(gè)電機(jī)202設(shè)置一個(gè)機(jī) 械制動(dòng)?？商娲?，可以對(duì)該多個(gè)電機(jī)202設(shè)置一個(gè)機(jī)械制動(dòng)。為了在不同工作模式下控制電機(jī)202，偏航系統(tǒng)控制器208可以與被結(jié)合到偏航 系統(tǒng)控制器208上的該至少一個(gè)控制器204通信。偏航系統(tǒng)控制器208和該至少一個(gè)控 制器204之間的通信可以根據(jù)分組傳輸協(xié)議得以實(shí)施。分組傳輸協(xié)議可以包括但不僅限 于Internet協(xié)議。偏航系統(tǒng)控制器208可以傳輸控制信息到該多個(gè)電機(jī)202的至少一個(gè)電機(jī)202上 (也就是傳輸?shù)皆撝辽僖粋€(gè)電機(jī)202的控制器204上)。該至少一個(gè)電機(jī)202可以根據(jù)控 制信息被控制。偏航系統(tǒng)控制器208可以根據(jù)表示風(fēng)向和機(jī)艙106位置的至少一個(gè)信息 確定控制信息，該控制信息可以指定該至少一個(gè)電機(jī)202的運(yùn)行參數(shù)。該控制信息可以 包括但不僅限于施加到機(jī)艙106上的電機(jī)202的轉(zhuǎn)矩、電機(jī)202的轉(zhuǎn)速和電機(jī)202的轉(zhuǎn)動(dòng) 方向。為了得到表示風(fēng)向的信息，偏航系統(tǒng)控制器208可以被結(jié)合到測(cè)量風(fēng)向的傳感器 或風(fēng)向標(biāo)上。為了得到表示機(jī)艙106位置的信息，偏航系統(tǒng)控制器208可以被結(jié)合到測(cè) 量機(jī)艙106位置的傳感器上。至少一個(gè)另外電機(jī)202的控制器204可以從該至少一個(gè)電機(jī)202的控制器204上 接收工作信息。該至少一個(gè)另外電機(jī)202可以根據(jù)所接收的工作信息進(jìn)行控制。在某一 實(shí)施例中，該工作信息可以包括該控制信息。因此，在初始階段，該多個(gè)控制器204可 以從偏航系統(tǒng)控制器208在彼此之間通信該控制信息，并根據(jù)從偏航系統(tǒng)控制器208的該 控制信息控制各自的電機(jī)202。該工作信息可以包括但不僅限于電機(jī)202施加到機(jī)艙106 上的轉(zhuǎn)矩、電機(jī)202的轉(zhuǎn)速和電機(jī)202的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。該工作信息可以包括以例如Nm為 單位的指定轉(zhuǎn)矩和以每分鐘多少轉(zhuǎn)為單位的轉(zhuǎn)速的實(shí)際數(shù)值，而且該工作信息可以使用 旗子來指定旋轉(zhuǎn)方向。該至少一個(gè)控制器204可以傳輸該工作信息到該多個(gè)電機(jī)202的 該至少一個(gè)另外電機(jī)202的控制器204上。另外，在偏航系統(tǒng)200的工作中，該多個(gè)控制器204中的每個(gè)控制器204可以與 該至少一個(gè)另外控制器204通信，以確保施加到機(jī)艙106上的轉(zhuǎn)矩在該多個(gè)電機(jī)202中平 均分配。該多個(gè)電機(jī)202的各個(gè)控制器204之間的通信可以根據(jù)分組傳輸協(xié)議進(jìn)行實(shí)施。 分組傳輸協(xié)議可以包括但不僅限于Internet協(xié)議。每個(gè)控制器204可以具有訊息產(chǎn)生裝置，用以根據(jù)分組傳輸協(xié)議產(chǎn)生訊息或 包。產(chǎn)生的訊息或包可以被通過廣播或多點(diǎn)傳送方式發(fā)送給兩個(gè)或多個(gè)其它控制器204。 產(chǎn)生的訊息或包可以通過單一傳送方式只發(fā)送給一個(gè)其它控制器204。產(chǎn)生的訊息或包可 以包括頻率和/或電流。低頻率可以表示從風(fēng)向的微小偏離。高頻率可以表示從風(fēng)向的 較大偏離。例如，電流可以在約4mA至約20mA之間變化。約12mA的電流可以表示 沒有從風(fēng)向偏離。約20mA的電流可以表示在順時(shí)針方向從風(fēng)向有很大的偏離。約4mA 的電流可以表示在逆時(shí)針方向具有從風(fēng)向很大的偏離。通過發(fā)送請(qǐng)求訊息或包給一個(gè)或多個(gè)其它控制器204，每個(gè)控制器204可以從該
8一個(gè)或多個(gè)其它控制器204請(qǐng)求信息。每個(gè)控制器204可以同時(shí)發(fā)送或在不同的時(shí)間間 隔內(nèi)發(fā)送請(qǐng)求訊息或包給多個(gè)控制器204。因此，每個(gè)控制器204還可以同時(shí)或在不同時(shí) 間間隔內(nèi)從該多個(gè)控制器204上接收信息。為了允許控制器204之間的通信，控制器204被結(jié)合到包括但不僅限于局域網(wǎng)絡(luò) 的通信網(wǎng)絡(luò)?？刂破?04之間的通信也可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)無線實(shí)施。在某一實(shí)施例中，該至少一個(gè)電機(jī)202的控制器204和該至少一個(gè)另外電機(jī)202 的控制器之間通信的工作信息可以包括有關(guān)該至少一個(gè)電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息。該 工作信息還可以包括有關(guān)該至少一個(gè)另外電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息。例如，該多個(gè)電 機(jī)202的第一電機(jī)202的控制器204被結(jié)合到該多個(gè)電機(jī)202的第二電機(jī)202的控制器 204上。該第一電機(jī)202的控制器204可以與該第二電機(jī)202的控制器204通信，以接收 關(guān)于該第二電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息。該第一電機(jī)202的控制器204可以根據(jù)所接收 的信息控制該第一電機(jī)202。另外，該第二電機(jī)202的控制器204可以與該第一電機(jī)202 的控制器204通信，以接收關(guān)于該第一電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息。該第二電機(jī)202的 控制器204被設(shè)置用以根據(jù)所接收的信息控制該第二電機(jī)202。工作特征可以包括但不僅 限于電機(jī)202施加到機(jī)艙106上的轉(zhuǎn)矩、電機(jī)202的轉(zhuǎn)速和電機(jī)202的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。第一 電機(jī)202和第二電機(jī)202的工作特征可以包括以例如Nm為單位的指定轉(zhuǎn)矩和以例如每分 鐘多少轉(zhuǎn)為單位的轉(zhuǎn)速的實(shí)際數(shù)值，且可以使用旗子指定旋轉(zhuǎn)方向。因此，在偏航系統(tǒng) 200的工作期間，每個(gè)控制器204都可以發(fā)送有關(guān)對(duì)應(yīng)電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息給至少 一個(gè)另外控制器204。每個(gè)控制器204都可以從至少一個(gè)另外控制器204上接收有關(guān)至 少一個(gè)另外電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息。因此，每個(gè)控制器204都可以根據(jù)該多個(gè)電機(jī) 202的至少一個(gè)另外電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息控制各自的電機(jī)202。有關(guān)該多個(gè)電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息的通信能夠允許施加到機(jī)艙106上的轉(zhuǎn)矩 在該多個(gè)電機(jī)202之間平均分配。例如，如果某一特定電機(jī)202比另外的電機(jī)202在機(jī) 艙106上施加了較大的轉(zhuǎn)矩，則該特定電機(jī)202施加的轉(zhuǎn)矩可以通過對(duì)應(yīng)的可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng) 206進(jìn)行調(diào)整。如果某一特定電機(jī)202的轉(zhuǎn)速和/轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同于其它電機(jī)202，則該特 定電機(jī)202的轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)動(dòng)方向也可以被調(diào)整。另外，各個(gè)電機(jī)202的控制器204之 間的通信能夠允許偏航系統(tǒng)200更快速地響應(yīng)，以根據(jù)風(fēng)向的變化偏航機(jī)艙106。在某一實(shí)施例中，風(fēng)輪機(jī)100可以包括風(fēng)輪機(jī)控制器。風(fēng)輪機(jī)控制器通常被用 于監(jiān)控風(fēng)輪機(jī)100的情況，并收集有關(guān)風(fēng)輪機(jī)100工作的統(tǒng)計(jì)資料。風(fēng)輪機(jī)控制器通常 也被用于控制風(fēng)輪機(jī)100內(nèi)的很多開關(guān)、液壓泵、閥門和電機(jī)。在某一實(shí)施例中，如圖4a所示，風(fēng)輪機(jī)控制器402可以被結(jié)合到偏航系統(tǒng)控制 器208上。偏航系統(tǒng)控制器208可以被設(shè)置成獨(dú)立于風(fēng)輪機(jī)控制器402工作。也就是 說，當(dāng)風(fēng)輪機(jī)控制器402出現(xiàn)故障時(shí)，偏航系統(tǒng)控制器208仍然能夠偏航機(jī)艙106。在某一實(shí)施例中，如圖4b中所示，偏航系統(tǒng)控制器208可以是風(fēng)輪機(jī)控制器402 的一部分。風(fēng)輪機(jī)控制器402和偏航系統(tǒng)控制器208之間可以具有通信。偏航系統(tǒng)控制器 208可以發(fā)送反饋信號(hào)404給風(fēng)輪機(jī)控制器402。風(fēng)輪機(jī)控制器402可以發(fā)送控制信號(hào) 406給偏航系統(tǒng)控制器208以操控偏航系統(tǒng)200工作。例如，如果偏航系統(tǒng)200正在將 機(jī)艙偏航到某一希望的位置，風(fēng)輪機(jī)控制器402可以發(fā)送控制信號(hào)406給偏航系統(tǒng)控制器208，將機(jī)艙106帶回平衡位置并開始解開扭曲的纜繩。如果偏航系統(tǒng)200正沿著順時(shí)針 方向偏航機(jī)艙106，風(fēng)輪機(jī)控制器402可以發(fā)送控制信號(hào)406給偏航系統(tǒng)控制器208，使 機(jī)艙106沿著逆時(shí)針方向偏航，反之亦然?？商娲?，偏航系統(tǒng)200可以沿著順時(shí)針方 向或沿著逆時(shí)針方向開始偏航處于平衡位置的機(jī)艙106。從風(fēng)輪機(jī)控制器402發(fā)送給偏航 系統(tǒng)控制器208的控制信號(hào)406可以手動(dòng)輸入到風(fēng)輪機(jī)控制器402內(nèi)。
圖如示出了風(fēng)輪機(jī)控制器402和偏航系統(tǒng)控制器208的另一配置的示意性圖示。 在本實(shí)施例中，風(fēng)向標(biāo)408被結(jié)合到偏航系統(tǒng)200的多個(gè)控制器204的一個(gè)控制器20 上。風(fēng)向標(biāo)408還被結(jié)合到風(fēng)輪機(jī)控制器402上。風(fēng)輪機(jī)控制器402被結(jié)合到偏航系統(tǒng) 200的多個(gè)控制器204的另一控制器204b上。
控制器204a、204b可以一起執(zhí)行偏航系統(tǒng)控制器208的功能?？刂破?04a可 以從風(fēng)向標(biāo)408上接收表示風(fēng)向的信息?？刂破?04b可以發(fā)送反饋信號(hào)404給風(fēng)輪機(jī)控 制器402。風(fēng)輪機(jī)控制器402可以發(fā)送控制信號(hào)406給控制器204b以操控偏航系統(tǒng)200 的工作?？刂破?04a、204b可以傳輸有關(guān)各自電機(jī)202的運(yùn)行特征的信息和/或?qū)Ω髯?電機(jī)202指定運(yùn)行參數(shù)的工作信息給其它控制器2(Mc、204d。
在本實(shí)施例中，解開扭曲的纜繩的控制信號(hào)410和/或偏航機(jī)艙的控制信號(hào)412 可以被手動(dòng)輸入到風(fēng)輪機(jī)控制器402內(nèi)。當(dāng)控制信號(hào)410被輸入到風(fēng)輪機(jī)控制器402上 時(shí)，機(jī)艙106可以停止偏航。在機(jī)艙106的平衡位置上，偏航系統(tǒng)200可以開始解開扭 曲的纜繩。當(dāng)控制信號(hào)412被輸入到風(fēng)輪機(jī)控制器402上時(shí)，處于平衡位置上的機(jī)艙106 可以開始沿著順時(shí)針方向或沿著逆時(shí)針方向偏航?？商娲?，如果機(jī)艙106原來沿著順 時(shí)針方向偏航，根據(jù)控制信號(hào)412，機(jī)艙106可開始沿著逆時(shí)針方向偏航，反之亦然。
雖然本發(fā)明的實(shí)施例已經(jīng)參照具體的實(shí)施例進(jìn)行了特別示出和描述，但本領(lǐng)域 內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)了解，在不偏離如附屬權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下 可進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。因此，本發(fā)明的范圍由附屬的權(quán)利要求表示，且權(quán)利 要求等效含義和范圍內(nèi)的所有修改都意于被包括在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙的偏航系統(tǒng)，所述偏航系統(tǒng)包括多個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)被結(jié)合到機(jī)艙上以施加轉(zhuǎn)矩給機(jī)艙；多個(gè)控制器，所述多個(gè)控制器包括用于所述多個(gè)電機(jī)中每一個(gè)的一個(gè)控制器，每個(gè) 控制器被設(shè)置用以控制各自的電機(jī)、并被結(jié)合到至少一個(gè)另外控制器上以向其傳輸工作 fn息；偏航系統(tǒng)控制器，所述偏航系統(tǒng)控制器被設(shè)置用以傳輸控制信息到所述多個(gè)控制器 的至少一個(gè)控制器；其中，所述多個(gè)控制器中的至少一個(gè)被設(shè)置用于根據(jù)從所述至少一個(gè)另外控制器獲 得的所述控制信息和所述工作信息中的至少一個(gè)控制各自的電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于所述偏航系統(tǒng)控制器被設(shè)置用于根據(jù)表示風(fēng)向和機(jī)艙位置的信息中的至少一個(gè)確定 所述控制信息，并傳輸所述控制信息到所述多個(gè)控制器中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述工作信息包括所述控制信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述工作信息包括關(guān)于所述至 少一個(gè)另外控制器的電機(jī)的運(yùn)行特征的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述工作信息包括由轉(zhuǎn) 矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向構(gòu)成的組中的一個(gè)或多個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述偏航系統(tǒng)控制器是 所述多個(gè)控制器中的至少一個(gè)或是被結(jié)合到所述多個(gè)控制器中至少一個(gè)上的獨(dú)立單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)電機(jī)中的第一 電機(jī)的所述控制器被結(jié)合到所述多個(gè)電機(jī)中的第二電機(jī)的所述控制器上，且所述第一電 機(jī)的所述控制器被設(shè)置用以與所述第二電機(jī)的所述控制器通信以接收有關(guān)所述第二電機(jī) 的運(yùn)行特征的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機(jī)的所述控制器被設(shè)置 用于根據(jù)所接收的信息控制所述第一電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電機(jī)的所述控制器被 設(shè)置用于與所述第一電機(jī)的所述控制器通信，以接收有關(guān)所述第一電機(jī)的運(yùn)行特征的信 息，且所述第二電機(jī)的所述控制器被設(shè)置用于根據(jù)所接收的信息控制所述第二電機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器之間的所 述通信根據(jù)分組傳輸協(xié)議得以實(shí)施。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述分組傳輸協(xié)議包括Internet 協(xié)議。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)電機(jī)包括可變轉(zhuǎn) 矩驅(qū)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)電機(jī)的所述可變轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)包 括所述電機(jī)的所述控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述偏航系統(tǒng)控制器 被設(shè)置用于，在第一工作模式下，控制所述多個(gè)電機(jī)以沿著第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或同時(shí)沿著第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向施加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙上；所述偏航系統(tǒng)控制器被設(shè)置用于，在第二工作模式下， 控制所述多個(gè)電機(jī)的至少所述第一電機(jī)沿著第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向施加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙上，并控制所 述多個(gè)電機(jī)的至少所述第二電機(jī)沿著第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向施加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一工作模式下，所述偏 航系統(tǒng)被設(shè)置用以沿著所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)機(jī)艙，以使具有被結(jié) 合到所述機(jī)艙上的至少一個(gè)葉片的轉(zhuǎn)子根據(jù)風(fēng)向移動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一工作模式下，所述偏 航系統(tǒng)被設(shè)置用以在機(jī)艙的平衡位置解開纜繩。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的偏航系統(tǒng)，其特征在于，在所述第二工作模式下，所述偏 航系統(tǒng)被設(shè)置用于產(chǎn)生制動(dòng)作用，以將機(jī)艙保持在希望的位置上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一所述的風(fēng)輪機(jī)偏航系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)電機(jī)是由 直流電機(jī)、伺服電機(jī)和永磁電機(jī)組成的組中的一個(gè)或多個(gè)。
19.一種風(fēng)輪機(jī)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一所述的偏航系統(tǒng)。
全文摘要
一種用于風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙的偏航系統(tǒng)和風(fēng)輪機(jī)被提供了。所述偏航系統(tǒng)包括多個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)被結(jié)合到機(jī)艙上以施加轉(zhuǎn)矩到機(jī)艙上；多個(gè)控制器，其中所述多個(gè)控制器包括用于所述多個(gè)電機(jī)中每個(gè)電機(jī)的一個(gè)控制器，每個(gè)控制器都被設(shè)置用于控制各自的電機(jī)并被結(jié)合到至少一個(gè)另外控制器上以為其傳輸工作信息；以及偏航系統(tǒng)控制器，其被設(shè)置用于傳輸控制信息到所述多個(gè)控制器的至少一個(gè)控制器上。所述多個(gè)控制器的至少一個(gè)被設(shè)置用于根據(jù)從所述至少一個(gè)另外控制器上的所述控制信息和所接收的工作信息的至少一個(gè)控制各自的電機(jī)。各個(gè)電機(jī)的控制器之間的通信能夠允許所述偏航系統(tǒng)更快速地響應(yīng)以根據(jù)風(fēng)向的變化偏航所述機(jī)艙。
文檔編號(hào)F03D7/02GK102022262SQ20101026112
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者L·B·克里斯滕森, P·羅森瓦爾 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司