專利名稱：用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)部件的系統(tǒng)和方法，并且特別涉及用于測(cè) 試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制(Wind turbine pitch control)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
已知電力可以使用風(fēng)力渦輪機(jī)從風(fēng)能中獲得。渦輪機(jī)葉片槳距控制常常用于創(chuàng)建 最佳渦輪機(jī)載荷狀況以便有效地獲得具有最高可能的風(fēng)能，但在緊急情況下也可能需要渦 輪機(jī)葉片槳距的控制以使渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子達(dá)到幾乎零轉(zhuǎn)速的安全狀況。在沒(méi)有電網(wǎng)電力(grid power)可用的某些情況下可能必須修改葉片槳距。例如，葉片在電力網(wǎng)斷電期間可能未傾 轉(zhuǎn)在最佳或安全角度。因此，可利用電池系統(tǒng)以向渦輪機(jī)葉片槳距控制系統(tǒng)和葉片槳距馬 達(dá)(blade pitch motor)提供應(yīng)急備用電力。應(yīng)急備用槳距控制系統(tǒng)可包括例如電池、控制器、葉片槳距模塊(blade pitch module)、葉片槳距馬達(dá)、加速計(jì)、葉片槳距編碼器(blade pitch encoder)、傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)軸 (shaft)和潤(rùn)滑系統(tǒng)等部件。這些部件可以定期測(cè)試以確定應(yīng)急備用槳距控制系統(tǒng)是否能 夠在停電期間執(zhí)行它的計(jì)劃功能。然而，備用槳距控制系統(tǒng)的測(cè)試狀況高度地取決于轉(zhuǎn)子 葉片的取向。因此，仍需要用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
上文需求中的一些或全部可通過(guò)本發(fā)明的某些實(shí)施例解決。本發(fā)明的某些實(shí)施例 可包括用于風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)測(cè)試的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供方法用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)。該方 法可包括測(cè)量風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的切向加速度(At)、確定一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片的槳距角 (pitch angle)和至少部分基于切向加速度(At)和槳距角預(yù)測(cè)施加到該一個(gè)或多個(gè)渦輪 機(jī)葉片的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施例，提供系統(tǒng)用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系 統(tǒng)。該系統(tǒng)包括可操作成在與風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量位置測(cè)量風(fēng)力渦輪機(jī) 轉(zhuǎn)子的切向加速度(At)的至少一個(gè)加速計(jì)、可操作成測(cè)量一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片的槳距 的至少一個(gè)葉片槳距編碼器，和可操作成控制該一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片的槳距的至少一個(gè) 控制器。該系統(tǒng)還包括可操作成至少部分基于該至少一個(gè)葉片槳距編碼器確定一個(gè)或多個(gè) 渦輪機(jī)葉片的槳距角并且至少部分基于切向加速度(At)和槳距角預(yù)測(cè)施加于該一個(gè)或多 個(gè)渦輪機(jī)葉片的轉(zhuǎn)矩的一個(gè)或多個(gè)處理器。根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例，提供風(fēng)力渦輪機(jī)。該風(fēng)力渦輪機(jī)包括轉(zhuǎn)子、一個(gè)或多 個(gè)葉片、至少一個(gè)安裝到該轉(zhuǎn)子的加速計(jì)(其中該至少一個(gè)加速計(jì)可操作成在與風(fēng)力渦輪 機(jī)轉(zhuǎn)子關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量位置測(cè)量切向加速度(At))、一塊或多塊電池和一個(gè)或多個(gè) 葉片槳距馬達(dá)。該風(fēng)力渦輪機(jī)還包括控制器，其包括可操作成控制一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片 的槳距的葉片槳距模塊。該控制器還包括可操作成接收來(lái)自至少一個(gè)加速計(jì)的測(cè)量、至少部分基于至少一個(gè)葉片槳距編碼器確定一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片的槳距角以及至少部分基 于切向加速度(At)和槳距角預(yù)測(cè)施加于一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片的轉(zhuǎn)矩的一個(gè)或多個(gè)處理器。本發(fā)明的其他實(shí)施例和方面在本文中詳細(xì)描述并且認(rèn)為是本要求權(quán)利的發(fā)明的 一部分。其他實(shí)施例和方面可以參照下列詳細(xì)說(shuō)明、附圖和附上的權(quán)利要求理解。


現(xiàn)在將參照附表和圖，其不必須按比例繪制，并且其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的說(shuō)明性風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的說(shuō)明性的風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)的圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的示范性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例將在下文參照示出本發(fā)明的實(shí)施例的附圖更充分地描述。然而， 本發(fā)明可采用許多不同的形式體現(xiàn)并且不應(yīng)該解釋為限制于本文闡述的實(shí)施例；相反，提 供這些實(shí)施例以使得本公開將全面和完整，并且將充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍給本領(lǐng)域內(nèi)技 術(shù)人員。相似的號(hào)碼始終指相似的元件。如在本說(shuō)明書中始終使用的術(shù)語(yǔ)“示范性的”限 定為意思是“示例”。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供用于測(cè)試與風(fēng)力渦輪機(jī)葉片槳距系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的部 件的方法和系統(tǒng)。通過(guò)將葉片槳距扭轉(zhuǎn)載荷(或轉(zhuǎn)矩)信息包括在部件測(cè)試和評(píng)估中，本 發(fā)明的某些實(shí)施例可使得與葉片槳距系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的部件能夠更準(zhǔn)確地測(cè)試和評(píng)估。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，渦輪機(jī)葉片質(zhì)心可不必與葉片槳距旋轉(zhuǎn)軸線(blade pitch axis of rotation)共線；并且因此，每個(gè)葉片上的扭轉(zhuǎn)載荷可以是相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線 (rotor axis)的葉片角位置的函數(shù)。例如，重力可引起在約90度(3點(diǎn)鐘)或約270度(9 點(diǎn)鐘)位置的葉片上的大量轉(zhuǎn)矩，但當(dāng)葉片在約0度(12點(diǎn)鐘)或約180度(6點(diǎn)鐘)位置 時(shí)轉(zhuǎn)矩可是最小的。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可利用附著到轉(zhuǎn)子的加速計(jì)以測(cè)量正切 于轉(zhuǎn)子的重力分量的大小和符號(hào)，并且可利用該加速計(jì)測(cè)量以預(yù)測(cè)葉片的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，加速計(jì)可放置靠近葉片根部以測(cè)量由于正切于輪 轂旋轉(zhuǎn)的重力(gravity)引起的力。由于電子加速計(jì)的設(shè)計(jì)，萬(wàn)有引力(gravitational forces)可報(bào)告為與在與由重力施加的力相反的方向上沿著測(cè)量軸線的重力矢量分量的力 相等的加速度。具有豎直測(cè)量軸線的靜止加速計(jì)可報(bào)告在上升方向的約Ig的加速度。當(dāng) 葉片直上或直下(約0或約180度)時(shí)，在切向軸線的加速計(jì)將報(bào)告約Og的加速度。當(dāng)轉(zhuǎn) 子放置在約90或270度時(shí)，加速計(jì)可報(bào)告約+Ig或_lg。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，傳感器可用于確定槳距角，并且加速計(jì)可用于測(cè)量 切向重力矢量。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可利用葉片槳距角和切向重力矢量預(yù)測(cè)可適 合于修改葉片槳距的作用力的量。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可利用葉片槳距角和切向 重力矢量預(yù)測(cè)葉片槳距角變化率(blade pitch rate)，其可按葉片槳距和輪轂角的函數(shù)而 變化。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，葉片槳距角變化率和/或適合修改葉片槳距的作用力 的預(yù)測(cè)可使用加速計(jì)測(cè)量和槳距角信息直接計(jì)算。葉片槳距角和切向重力矢量信息可允許合格/不合格槳距角變化率限值在葉片槳距控制系統(tǒng)的測(cè)試期間按重力矢量和葉片槳距 角的函數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。槳距角變化率誤差限值的計(jì)算可使用查找表或方程執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明的 示范性實(shí)施例，轉(zhuǎn)矩和槳距角變化率誤差限值可根據(jù)下列方程計(jì)算Tf =槳距軸承摩擦轉(zhuǎn)矩=f (abs(At))，其中At =切向加速度Tgm = f (At，1 )，其中 1 =槳距角Tp =預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)矩=Tc+Tf+Tgm，其中Tc =恒定轉(zhuǎn)矩(與重力無(wú)關(guān))Sp =預(yù)測(cè)的槳距角變化率=f (Tp)SL =槳距角變化率誤差限值=Sp*%余量根據(jù)本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，可利用葉片槳距角和切向重力矢量在緊急順槳 (feather)系統(tǒng)的測(cè)試中預(yù)測(cè)葉片槳距角變化率。順槳是從靠近零度的功率位置改變?nèi)~片 槳距角到靠近90度的順槳位置的過(guò)程。該順槳過(guò)程可使渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子變慢到幾乎零轉(zhuǎn)速的 安全狀況。如果正常的槳距系統(tǒng)操作例如在電網(wǎng)損耗、緊急停止和/或超速檢測(cè)期間不能 順槳，則該順槳系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成使葉片順槳。由于緊急順槳系統(tǒng)在電網(wǎng)斷電期間必須是可運(yùn) 行的，它可由電池供電。根據(jù)本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，葉片槳距角變化率可以是電池健康度和槳距馬 達(dá)載荷的函數(shù)。由于葉片質(zhì)心可不是一定與槳距旋轉(zhuǎn)軸線共線，重力和槳距角可以具有對(duì) 槳距馬達(dá)載荷和所得的槳距角變化率的相對(duì)大的影響。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，緊急 順槳系統(tǒng)電池測(cè)試可實(shí)施，其中轉(zhuǎn)子幾乎停止并且不考慮轉(zhuǎn)子位置。在該實(shí)施例中，當(dāng)實(shí)施 測(cè)試時(shí)，葉片可在關(guān)于渦輪機(jī)的任何角度，例如在渦輪機(jī)的上、下、左或右。根據(jù)本發(fā)明的示 范性實(shí)施例，槳距角變化率限值可至少基于葉片槳距和由于重力引起的在葉片上的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn) 矩來(lái)對(duì)于預(yù)期的槳距角變化率狀況進(jìn)行設(shè)置。為了保證緊急備用系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)的部件的健康度(包括控制器、葉片槳距模塊、電 池、葉片槳距馬達(dá)、加速計(jì)、葉片槳距編碼器、傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)軸或潤(rùn)滑系統(tǒng)等)，該部件可通過(guò) 渦輪機(jī)控制系統(tǒng)使用下列步驟中的一些或全部定期測(cè)試a.轉(zhuǎn)子可通過(guò)使所有葉片順槳到約90度達(dá)到幾乎零速度。b.單個(gè)葉片然后可驅(qū)動(dòng)到槳距角接近零度的全功率位置。c.緊急系統(tǒng)可起動(dòng)以使葉片回到約90度。d.當(dāng)葉片運(yùn)動(dòng)至約90度時(shí)在各個(gè)點(diǎn)測(cè)量槳距角變化率。e.槳距角變化率可與限值進(jìn)行比較。f.如果該速率低于限值，可發(fā)出緊急系統(tǒng)故障。g.對(duì)于剩余葉片中的每個(gè)可從步驟b重復(fù)該過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)的各種系統(tǒng)部件現(xiàn)在將 參照附圖描述。圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的說(shuō)明性風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的圖。根據(jù)本發(fā)明的 示范性實(shí)施例，圖1圖示包括轉(zhuǎn)子(102)和葉片(104、106、108)的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)。一 個(gè)或多個(gè)葉片可在其他示范性實(shí)施例中利用。根據(jù)示范性實(shí)施例，轉(zhuǎn)子(102)可繞旋轉(zhuǎn)軸 線(109)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)示范性實(shí)施例，放置在離旋轉(zhuǎn)軸線(109)約半徑(122) (r)位置的加速 計(jì)(118)可測(cè)量重力矢量(116) (Ag)的一個(gè)或多個(gè)分量，其可由徑向加速度(112) (Ar)分 量和切向加速度(114) (At)分量構(gòu)成。
圖2圖示風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)(200)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，該風(fēng)力渦輪機(jī) 控制系統(tǒng)(200)可包括控制器202。該控制器(20 可包括存儲(chǔ)器004)、一個(gè)或多個(gè)計(jì)算 機(jī)處理器006)、一個(gè)或多個(gè)1/0(輸入-輸出)接口(208)和一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 010)。 處理器(206)可與存儲(chǔ)器(204)、1/0接口(208)和網(wǎng)絡(luò)接口(210)通信。存儲(chǔ)器可以是可 操作成存儲(chǔ)操作系統(tǒng)012)、數(shù)據(jù)014)、葉片槳距模塊016)和轉(zhuǎn)子定位模塊018)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)(200)還可包括加速計(jì)(118)。 根據(jù)其他示范性實(shí)施例，可包括并且利用另外的可選加速計(jì)O20、222)以增加測(cè)量的準(zhǔn)確 度和/或以提供冗余。加速計(jì)(118)和可選加速計(jì)(220、22幻可產(chǎn)生通過(guò)一個(gè)或多個(gè)I/O 接口 (208)輸入到處理器(206)的加速計(jì)信號(hào)(224) 0根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)200還可包括一個(gè)或多個(gè)葉片 槳距編碼器或傳感器0沈、2觀、230)。該葉片槳距編碼器(226、228、230)可測(cè)量葉片(104、 106、108)的槳距角。葉片槳距編碼器(226、228、230)可是增量式編碼器并且可提供通過(guò)一 個(gè)或多個(gè)I/O接口(208)輸入到處理器Q06)的編碼器信號(hào)032)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，葉片槳距模塊016)可與處理器Q06)通信以至少 部分基于葉片槳距編碼器信號(hào)(232)產(chǎn)生用于控制葉片槳距馬達(dá)(238)的葉片槳距控制信 號(hào)(234)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，加速計(jì)信號(hào)(224)和編碼器信號(hào)(23 可被處理以 確定由于重力而施加于葉片(104、106、108)中的一個(gè)或多個(gè)的槳距轉(zhuǎn)矩(pitch torque)。 該信息還可由處理器(206)或其他遠(yuǎn)程處理器利用以設(shè)置或調(diào)節(jié)測(cè)試限值。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)電池(238)可向葉片槳距馬達(dá)036)供 電。該電池(238)還可向風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)O00)的其他部件的任何一個(gè)供電。用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)部件的示范性方法300現(xiàn)在將參照?qǐng)D3 的流程圖描述。該方法在框302中開始。在框304中并且根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，測(cè) 量風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的切向加速度(At)。根據(jù)示范性實(shí)施例，由于重力引起的切向加速度可 使用一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)(118、220、22幻測(cè)量。在框306中，并且根據(jù)示范性實(shí)施例，可確定 一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳距角。根據(jù)示范性實(shí)施例，葉片槳距角可通過(guò) 一個(gè)或多個(gè)葉片槳距編碼器(226、228、230)確定。該方法300可繼續(xù)進(jìn)行可選框310、312、314和316。在可選框310中，并且根據(jù)示 范性實(shí)施例，施加于一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的轉(zhuǎn)矩可至少部分基于切向加 速度(114) (At)和葉片槳距角預(yù)測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，包括電流、葉片槳距旋轉(zhuǎn) 時(shí)間或葉片槳距旋轉(zhuǎn)位置(作為時(shí)間的函數(shù)的)的其他預(yù)期參數(shù)可至少部分基于切向加速 度(114) (At)和葉片槳距角預(yù)測(cè)。在可選框312中，并且根據(jù)示范性實(shí)施例，可控制一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片的槳距。 在可選框314中，可確定與控制一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片的槳距關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)際參 數(shù)。根據(jù)示范性實(shí)施例，與控制槳距關(guān)聯(lián)的實(shí)際參數(shù)可包括葉片槳距馬達(dá)轉(zhuǎn)矩、葉片位置、 電池電流、葉片槳距馬達(dá)電流、葉片槳距旋轉(zhuǎn)角、葉片槳距旋轉(zhuǎn)時(shí)間或葉片槳距旋轉(zhuǎn)位置 (作為時(shí)間的函數(shù)的)。在可選框316中，并且根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，與風(fēng)力渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的一個(gè)或 多個(gè)部件的狀況可至少部分基于一個(gè)或多個(gè)確定的實(shí)際參數(shù)和一個(gè)或多個(gè)預(yù)期參數(shù)確定。7根據(jù)示范性實(shí)施例，與風(fēng)力渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)部件可包括控制器、葉片槳距模塊、電 池、葉片槳距馬達(dá)、加速計(jì)、葉片槳距編碼器、傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)軸或潤(rùn)滑系統(tǒng)。該方法300在框318中結(jié)束。因此，本發(fā)明的示范性實(shí)施例可以提供形成可以測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)的 某些系統(tǒng)和方法的技術(shù)效果。本發(fā)明的示范性實(shí)施例可以提供另外的技術(shù)效果提供用于 測(cè)試與風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的部件的系統(tǒng)和方法。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)100和風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)200可包括執(zhí) 行以便于任意操作的任意數(shù)量的軟件應(yīng)用程序。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)I/O接口可便于風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)200和一個(gè)或 多個(gè)傳感器或輸入/輸出裝置之間的通信。例如，加速計(jì)、信號(hào)調(diào)節(jié)器、通用串行總線端口、 串行端口、磁盤驅(qū)動(dòng)器、⑶-ROM驅(qū)動(dòng)器和/或例如顯示器、鍵盤、小鍵盤、鼠標(biāo)、控制面板、 觸摸屏顯示器、麥克風(fēng)等一個(gè)或多個(gè)用戶界面裝置，其便于用戶與風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)200 的交互?？衫迷撘粋€(gè)或多個(gè)I/O接口以接收或收集來(lái)自很多種輸入裝置的數(shù)據(jù)和/或用 戶指令。接收的數(shù)據(jù)可如在本發(fā)明的各種實(shí)施例中期望的由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器處理 和/或存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置中。一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口可便于風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)200輸入和輸出連接到一個(gè)或 多個(gè)適合的網(wǎng)絡(luò)和/或連接，例如便于與系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的任意數(shù)量的傳感器的通信的連接。一 個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口可進(jìn)一步便于與一個(gè)或多個(gè)適合的網(wǎng)絡(luò)、例如用于與外部裝置和/或系 統(tǒng)通信的局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、蜂窩式網(wǎng)絡(luò)、射頻網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙 啟用網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi 啟用網(wǎng) 絡(luò)、基于衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)、任何有線網(wǎng)絡(luò)、任何無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等的連接。如期望的，本發(fā)明的實(shí)施例可包括風(fēng)力渦輪機(jī)100系統(tǒng)和具有比在圖1和2中圖 示的部件更多或更少部件的風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)200。本發(fā)明在上文中參照根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和/或計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品的框圖和流程圖描述。將理解框圖和流程圖中的一個(gè)或多個(gè)框以及在框圖和流 程圖中的框的組合可以由計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序指令相應(yīng)執(zhí)行。同樣，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施 例，框圖和流程圖的一些框可能不必定必須采用出現(xiàn)的順序形成，或可能根本不必定必須 執(zhí)行。這些計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序指令可裝載到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、處理器或其他可 編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以產(chǎn)生特定的機(jī)器使得在計(jì)算機(jī)、處理器或其他可編程的數(shù)據(jù)處理設(shè) 備上執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實(shí)現(xiàn)在流程圖框或多個(gè)框中規(guī)定的一個(gè)或多個(gè)功能的部件。這些 計(jì)算機(jī)程序指令還可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，其可以指導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處 理設(shè)備采用特定的方式工作，使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括實(shí)現(xiàn)流程圖 框或多個(gè)框中規(guī)定的一個(gè)或多個(gè)功能的指令部件的制品。作為示例，本發(fā)明的實(shí)施例可提 供計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼或包含于其中的程序指令的計(jì)算機(jī)可 用介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼適應(yīng)于執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)流程圖框或多個(gè)框中規(guī)定的一個(gè)或多 個(gè)功能。計(jì)算機(jī)程序指令還可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以使將在計(jì)算機(jī) 或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的一系列操作元素(operational elements)或步驟以產(chǎn)生計(jì)算 機(jī)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)流程圖框或多 個(gè)框中規(guī)定的功能的元素或步驟。
因此，框圖和流程圖的框支持用于執(zhí)行規(guī)定功能的部件的組合、用于執(zhí)行規(guī)定功 能的元素或步驟和用于執(zhí)行規(guī)定功能的程序指令部件的組合。還將理解框圖和流程圖的每 個(gè)框以及在框圖和流程圖中的框的組合可以由執(zhí)行規(guī)定功能、元素或步驟的專用、基于硬 件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)Ｓ糜布陀?jì)算機(jī)指令的組合實(shí)現(xiàn)。盡管本發(fā)明已經(jīng)連同目前認(rèn)為是最實(shí)用的和各種實(shí)施例來(lái)描述，要理解本發(fā)明不 限于公開的實(shí)施例，而相反，本發(fā)明意在涵蓋包括在附上的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種修改 和等同設(shè)置。盡管本文采用特定術(shù)語(yǔ)，它們僅在一般和說(shuō)明意義上使用并且不是為了限制 的目的。該書面說(shuō)明使用示例以公開本發(fā)明，其包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人 員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的可 授權(quán)范圍在權(quán)利要求中限定，并且可包括本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員想到的其他示例。這樣的其他 示例規(guī)定在權(quán)利要求的范圍內(nèi)(如果它們具有不與權(quán)利要求的書面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件， 或者如果它們包括與權(quán)利要求的書面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件)。部件列表100風(fēng)力渦輪機(jī)102轉(zhuǎn)子104葉片a106葉片b108葉片C109旋轉(zhuǎn)軸線112徑向加速度(Ar)114切向加速度(At)116重力OVg)118加速計(jì)120角加速度(As)122從軸線到加速計(jì)的半徑(r)200風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)202控制器204存儲(chǔ)器206處理器208I/O 接口210網(wǎng)絡(luò)接口212操作系統(tǒng)214數(shù)據(jù)216葉片槳距模塊218轉(zhuǎn)子定位模塊220可選加速計(jì)222可選加速計(jì)224加速計(jì)信號(hào)226葉片槳距編碼器a228葉片槳距編碼器b230葉片槳距編碼器c232編碼器信號(hào)234葉片槳距控制信號(hào)236葉片槳距馬達(dá)238電池
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)O00)的方法，所述方法特征在于測(cè)量風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子(102)的切向加速度(At) (114)；確定一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳距角；以及至少部分基于所述切向加速度(At) (114)和所述槳距角預(yù)測(cè)施加到所述一個(gè)或多個(gè) 渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的轉(zhuǎn)矩。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步特征在于至少基于施加于所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的所預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)矩確定與 控制所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳距關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)期參數(shù)；控制所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳距；確定與控制所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳距關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)實(shí) 際參數(shù)；以及，至少部分基于所述一個(gè)或多個(gè)實(shí)際參數(shù)和一個(gè)或多個(gè)預(yù)期參數(shù)確定與所述風(fēng)力渦輪 機(jī)(100)關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)部件的狀況。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)狀況閾值至少部分基于施加于所述 一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的所預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步特征在于，通過(guò)控制所述轉(zhuǎn)子(102)的位置來(lái)控制 測(cè)試狀況。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中測(cè)量切向加速度(At)(114)包括采用加速計(jì)測(cè)量所 述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)中的每個(gè)。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述預(yù)期參數(shù)包括下列中的至少一個(gè)作為時(shí)間的 函數(shù)的葉片槳距旋轉(zhuǎn)位置、轉(zhuǎn)矩、電流或葉片槳距旋轉(zhuǎn)時(shí)間。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述實(shí)際參數(shù)包括下列中的至少一個(gè)作為時(shí)間的 函數(shù)的葉片槳距旋轉(zhuǎn)位置、葉片槳距馬達(dá)(236)轉(zhuǎn)矩、葉片(104、106、108)位置、電池(238) 電流、葉片槳距馬達(dá)036)電流、葉片槳距旋轉(zhuǎn)角或葉片槳距旋轉(zhuǎn)時(shí)間。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述部件包括下列中的至少一個(gè)控制器002)、葉 片槳距模塊(216)、電池(238)、葉片槳距馬達(dá)(236)、加速計(jì)(118、220、222)、葉片槳距編碼 器(226、228、230)、傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)軸或潤(rùn)滑系統(tǒng)。
9.一種用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)O00)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)特征在于至少一個(gè)加速計(jì)(118)，其可操作成在與風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子(10 關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)測(cè) 量位置測(cè)量風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子(102)的切向加速度(At) (114)；至少一個(gè)葉片槳距編碼器(226、228、230)，其可操作成測(cè)量一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片 (104、106、108)的槳距；至少一個(gè)控制器002)，其可操作成控制一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳 距；以及一個(gè)或多個(gè)處理器006)，其可操作成至少部分基于所述至少一個(gè)葉片槳距編碼器(226、228、230)確定一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī) 葉片(104、106、108)的槳距角；以及至少部分基于所述切向加速度(At) (114)和所述槳距角預(yù)測(cè)施加于所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的轉(zhuǎn)矩。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理器(206)進(jìn)一步可操作成 至少基于施加于所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的所預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)矩確定與 控制所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳距關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)期參數(shù)； 控制所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳距；確定與控制所述一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的所述槳距關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多 個(gè)實(shí)際參數(shù)；以及，至少部分基于所述一個(gè)或多個(gè)實(shí)際參數(shù)和一個(gè)或多個(gè)預(yù)期參數(shù)確定與所述風(fēng)力渦輪 機(jī)(100)關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)部件的狀況。
全文摘要
本發(fā)明的某些實(shí)施例可包括用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)(200)的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制系統(tǒng)的方法。該方法可以包括測(cè)量風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子(102)的切向加速度(At)(114)，確定一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的槳距角，以及至少部分基于該切向加速度(At)(114)和該槳距角預(yù)測(cè)施加到該一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)葉片(104、106、108)的轉(zhuǎn)矩。
文檔編號(hào)F03D7/02GK102052243SQ20101053848
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者J·A·米柳斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司