專利名稱：風(fēng)力渦輪機(jī)中用于制動(dòng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體地涉及風(fēng)力渦輪機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及在風(fēng)力渦輪機(jī)中用于配置默認(rèn)狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
最近，風(fēng)力渦輪機(jī)作為環(huán)境安全和較廉價(jià)的可供選擇的能源而日益受到關(guān)注。隨著日益增長的關(guān)注，已做出很大的努力來開發(fā)可靠且高效的風(fēng)力渦輪機(jī)。通常，風(fēng)力渦輪機(jī)包括具有多個(gè)葉片的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子安裝在殼體或者機(jī)艙內(nèi)，該殼體或者機(jī)艙定位在構(gòu)架或者管狀塔架的頂部上。公用級(jí)風(fēng)力渦輪機(jī)(即，設(shè)計(jì)用于向公用電網(wǎng)提供電力的風(fēng)力渦輪機(jī))能夠具有大的轉(zhuǎn)子(例如，直徑為80米或者更大)。這些轉(zhuǎn)子上的葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)一個(gè)或者多個(gè)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩或者旋轉(zhuǎn)力，發(fā)電機(jī)通過齒輪箱與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)聯(lián)接。齒輪箱可以用于提升風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的原有低轉(zhuǎn)速而供于發(fā)電機(jī)，以有效地將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，電能被供給至公用電網(wǎng)。常常根據(jù)在暴風(fēng)期間出現(xiàn)的極限負(fù)荷并結(jié)合電網(wǎng)損失來設(shè)計(jì)風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片和塔架的尺寸。即使以接近九十(90)度的角度固定渦輪機(jī)葉片，它們實(shí)際上也不是處于順槳位置，原因是電網(wǎng)電力的缺乏可以防止風(fēng)力渦輪機(jī)朝向或者遠(yuǎn)離風(fēng)向偏航。由于強(qiáng)暴風(fēng)擊打葉片(橫向偏航方向)和機(jī)艙的大的表面面積的力而在葉片和塔架中產(chǎn)生極限負(fù)荷。為了使風(fēng)力渦輪機(jī)朝向或者遠(yuǎn)離到來的風(fēng)偏航，可以通過設(shè)置第二動(dòng)力源(例如柴油發(fā)電機(jī))來減輕暴風(fēng)負(fù)荷。例如，一種這樣的方法使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)平面保持與風(fēng)向基本垂直。轉(zhuǎn) 子葉片的葉片角度被調(diào)節(jié)至用于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)的接近90度的最小操作角，以在暴風(fēng)負(fù)荷期間產(chǎn)生必要?jiǎng)恿κ罐D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并使轉(zhuǎn)子保持朝向到來的風(fēng)。然而，期望的是減輕單獨(dú)備用發(fā)電機(jī)的需要，原因是這會(huì)導(dǎo)致與此相關(guān)聯(lián)的額外費(fèi)用和復(fù)雜性。此外，由于缺乏電網(wǎng)或者備用動(dòng)力，因此可以防止風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子保持與風(fēng)向垂直的偏航。在一些應(yīng)用中，期望的是在暴風(fēng)和電網(wǎng)損失時(shí)使風(fēng)力渦輪機(jī)順風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)。動(dòng)力的缺乏能夠潛在地防止該現(xiàn)象。此外，由于風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)上的負(fù)荷約束，因此風(fēng)力渦輪機(jī)的偏航只能非常緩慢地(約0.5度/秒)進(jìn)行。因此，如果風(fēng)向快速改變，則將不能使轉(zhuǎn)子與風(fēng)向保持垂直，并且在常規(guī)風(fēng)力渦輪機(jī)中使用的策略將不會(huì)有理想的結(jié)果。許多系統(tǒng)使用在電網(wǎng)損失期間具有制動(dòng)轉(zhuǎn)矩需求的馬達(dá)制動(dòng)器，并且這些制動(dòng)器通常具有常閉功能。也就是說，當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)力損失時(shí)，制動(dòng)器關(guān)閉并且防止相關(guān)結(jié)構(gòu)移動(dòng)。在運(yùn)行中(例如，在電網(wǎng)損失狀態(tài)期間處于偏航失控時(shí))，這些制動(dòng)器在應(yīng)用期間施加相同的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。對(duì)于設(shè)計(jì)成在暴風(fēng)或者電網(wǎng)損失事件期間順風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)力渦輪機(jī)而言，該常閉制動(dòng)配置會(huì)導(dǎo)致非常高的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種有用于風(fēng)力渦輪機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)，其用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分；一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的第一組，其用于對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的該部分進(jìn)行制動(dòng)；以及一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的第二組，其用于對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的該部分進(jìn)行制動(dòng)。一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的第一組處于常閉狀態(tài)，并且一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的第二組處于常開狀態(tài)。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種制動(dòng)系統(tǒng)，其中，風(fēng)力渦輪機(jī)中的致動(dòng)器隨著致動(dòng)器速度的增加而施加增加的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。變槳驅(qū)動(dòng)器包括所述致動(dòng)器，并且所述變槳驅(qū)動(dòng)器能夠使轉(zhuǎn)子葉片相對(duì)于轂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該偏航驅(qū)動(dòng)器包括所述致動(dòng)器，并且所述偏航驅(qū)動(dòng)器能夠使所述風(fēng)力渦輪機(jī)的 機(jī)艙相對(duì)于所述風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)，其具有塔架；機(jī)艙，其安裝在塔架上；以及轉(zhuǎn)子，其具有轂和一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。風(fēng)力渦輪機(jī)還包括用于控制一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)系統(tǒng)。該制動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)，其用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分；一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的第一組，其用于對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的該部分進(jìn)行制動(dòng)；以及一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的第二組，其用于對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的該部分進(jìn)行制動(dòng)。第一組制動(dòng)器處于常閉狀態(tài)并且第二組制動(dòng)器處于常開狀態(tài)，使得能夠選擇性地選擇小于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的默認(rèn)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。所述一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)包括變槳驅(qū)動(dòng)器和偏航驅(qū)動(dòng)器中的至少一個(gè)。所述風(fēng)力渦輪機(jī)的所述部分是所述一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片、和所述機(jī)艙中的至少一種。所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，在電網(wǎng)損失事件期間，所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第一組處于常閉狀態(tài)，并且所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第二組處于常開狀態(tài)；并且在電網(wǎng)可獲得狀態(tài)期間，所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第一組和所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第二組處于相同的狀態(tài)。所述風(fēng)力渦輪機(jī)中的致動(dòng)器隨著所述致動(dòng)器的速度增加而施加增加的轉(zhuǎn)矩。變槳驅(qū)動(dòng)器包括所述致動(dòng)器，并且所述變槳驅(qū)動(dòng)器能夠使轉(zhuǎn)子葉片相對(duì)于轂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，偏航驅(qū)動(dòng)器包括所述致動(dòng)器，并且所述偏航驅(qū)動(dòng)器能夠使所述風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙相對(duì)于所述風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。


當(dāng)參照附圖閱讀下面的詳細(xì)說明之后，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在所有附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部分。圖I是風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分的透視圖；圖2是機(jī)艙的剖視透視圖，該機(jī)艙能夠用于圖I的風(fēng)力渦輪機(jī)；圖3是用于圖I的風(fēng)力渦輪機(jī)的控制系統(tǒng)的示例性配置的方塊圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的簡化示意圖，該偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠用于圖I的風(fēng)力渦輪機(jī)；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的簡化示意圖，該變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠用于圖I的風(fēng)力渦輪機(jī)。124偏航驅(qū)動(dòng)器附圖標(biāo)記列表25 126偏航甲板100風(fēng)力渦輪機(jī)128風(fēng)向儀102機(jī)艙300控制系統(tǒng)104塔架302總線
106轉(zhuǎn)子304處理器lOSa-c 轉(zhuǎn)子葉 片30 306RAM110轂308存儲(chǔ)裝置112控制面板310靜態(tài)存儲(chǔ)裝置114變槳驅(qū)動(dòng)器312輸入/輸出裝置116主轉(zhuǎn)子軸314傳感器接口35 411-416偏航驅(qū)動(dòng)器421-426 制動(dòng)器118齒輪箱511-513變槳驅(qū)動(dòng)器120發(fā)電機(jī)521-523制動(dòng)器122聯(lián)軸器
具體實(shí)施例方式在附圖的各個(gè)視圖中，同一附圖標(biāo)記指的是相同的元素?，F(xiàn)在參照?qǐng)DI，在一些配置中，風(fēng)力渦輪機(jī)100包括安裝在高的塔架104的頂部上的機(jī)艙102，在圖I中僅示出了塔架104的一部分。風(fēng)力渦輪機(jī)100還包括轉(zhuǎn)子106，轉(zhuǎn)子106包括附接至旋轉(zhuǎn)轂110的一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片108a、108b和108c。盡管圖I中示出的風(fēng)力渦輪機(jī)100包括三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，然而對(duì)轉(zhuǎn)子葉片108在本發(fā)明的各個(gè)方面所需的數(shù)
量沒有具體限制?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，各個(gè)部件被容納在位于風(fēng)力渦輪機(jī)100的塔架104的頂上的機(jī)艙102內(nèi)。基于現(xiàn)有技術(shù)中已知的因素和條件來選擇塔架104的高度。在一些配置中，在控制面板112內(nèi)的一個(gè)或者多個(gè)微控制器包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制，包括變槳和速度調(diào)節(jié)、高速軸和偏航制動(dòng)器的應(yīng)用、偏航和泵馬達(dá)的應(yīng)用以及默認(rèn)監(jiān)測(cè)?？晒┻x擇的分布式或者集中式控制結(jié)構(gòu)被用于一些配置中?？刂葡到y(tǒng)向可變?nèi)~片變槳驅(qū)動(dòng)器114提供控制信號(hào)以控制葉片108(圖2中未示)的槳距，葉片在風(fēng)的作用下驅(qū)動(dòng)轂110。在示出的圖中，轂110接收三個(gè)葉片108，但是其它配置能夠使用任何數(shù)量的葉片。葉片108的槳距分別受到葉片變槳驅(qū)動(dòng)器114的控制。示出了一個(gè)變槳驅(qū)動(dòng)器114，但是將可以理解的是，在每個(gè)葉片108上可以使用一個(gè)或者多個(gè)變槳驅(qū)動(dòng)器。轂110和葉片108 —起構(gòu)成風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子106。在電網(wǎng)電力損失的情況下，期望的是能夠控制葉片108的槳距，以幫助制動(dòng)和轉(zhuǎn)子速度的調(diào)節(jié)。因此，可取的是在風(fēng)力渦輪機(jī)100內(nèi)或者附近設(shè)置輔助電源(圖未示)，以便為可變?nèi)~片變槳驅(qū)動(dòng)器114提供應(yīng)急備用動(dòng)力。例如電池組(圖未示)的能量存儲(chǔ)器可以設(shè)置在轂110中，以便為葉片108中每一個(gè)葉片的可變?nèi)~片變槳驅(qū)動(dòng)器114提供備用動(dòng)力。風(fēng)力渦輪機(jī)的傳動(dòng)系包括與轂110和齒輪箱118連接的主轉(zhuǎn)子軸116 (也被稱為“低速軸”)，在一些配置中，傳動(dòng)系利用雙路徑幾何結(jié)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)封閉在齒輪箱118內(nèi)的高速軸。高速軸(圖2中未不)被用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)120。在一些配置中，通過聯(lián)軸器122傳遞轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機(jī)120可以是任何合適的類型，例如，繞線式感應(yīng)發(fā)電機(jī)。在一些配置中，沒有使用齒輪箱，相反地，轉(zhuǎn)子軸116直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)120。
偏航驅(qū)動(dòng)器124和偏航甲板126提供了用于風(fēng)力渦輪機(jī)100的偏航取向系統(tǒng)。在一些配置中，根據(jù)從風(fēng)向儀128接收的信息，控制系統(tǒng)電氣地操作并控制偏航取向系統(tǒng)。在一些配置中，偏航系統(tǒng)安裝在設(shè)置于塔架104的頂上的凸緣上。僅示出了兩個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)器124，但是如在具體應(yīng)用中所需要的那樣能夠使用任何數(shù)量的合適的偏航驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，用于風(fēng)力渦輪機(jī)100的控制系統(tǒng)300包括總線302或者其它通信裝置以傳輸信息。處理器304與總線302聯(lián)接以處理信息，包括來自配置成用于測(cè)量位移或者力矩的傳感器的信息?？刂葡到y(tǒng)300還包括隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM) 306和/或其它存儲(chǔ)裝置308。RAM306和存儲(chǔ)裝置308與總線302聯(lián)接以存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)移處理器304將要執(zhí)行的信息和指令。在處理器304執(zhí)行指令期間，RAM306(如果需要，以及存儲(chǔ)裝置308)還能夠用于存儲(chǔ)臨時(shí)變量或者其它中間信息?？刂葡到y(tǒng)300還能夠包括與總線302聯(lián)接以存儲(chǔ)并向處理器304提供靜態(tài)(即，非變化的)信息和指令的只讀存儲(chǔ)器(ROM)和/或其它靜態(tài)存儲(chǔ)裝置310。輸入/輸出裝置312能夠包括本領(lǐng)域中已知的用于向控制系統(tǒng)300提供輸入數(shù)據(jù)并用于提供偏航控制輸出和變槳控制輸出的任何裝置。經(jīng)由遠(yuǎn)程連接或類似方式將指令從諸如磁盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM)集成電路、CD-R0M、DVD的存儲(chǔ)裝置提供至存儲(chǔ)器，其中遠(yuǎn)程連接可以以有線或者無線方式對(duì)一個(gè)或者多個(gè)電子訪問媒介等進(jìn)行訪問。在一些實(shí)施方式中，硬接線的電路能夠用于替換軟件指令或者與軟件指令結(jié)合使用。因此，指令序列的執(zhí)行不受硬件電路和軟件指令的任何具體組合的限制。傳感器接口 314是允許控制系統(tǒng)300與一個(gè)或者多個(gè)傳感器通信的接口。傳感器接口 314能夠是或者能夠包括，例如，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成處理器304能夠使用的數(shù)字信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。風(fēng)力渦輪機(jī)常常設(shè)計(jì)成具有多個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)器，然而，在這些偏航驅(qū)動(dòng)器上的制動(dòng)器大部分被供以常閉功能。如前所述，所有制動(dòng)器上的該常閉功能可以防止風(fēng)力渦輪機(jī)在暴風(fēng)或者電網(wǎng)損失事件期間順風(fēng)發(fā)生偏航。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面用于風(fēng)力渦輪機(jī)的偏航制動(dòng)系統(tǒng)400的簡化示意圖。塔架104與分別對(duì)應(yīng)各制動(dòng)器421-426的偏航驅(qū)動(dòng)411-416接口。當(dāng)應(yīng)用多于一個(gè)制動(dòng)器時(shí)，每個(gè)制動(dòng)器421-426能夠設(shè)計(jì)成具有不同默認(rèn)狀態(tài)。例如，一組制動(dòng)器(例如，421,423和425)能夠設(shè)計(jì)成具有常閉默認(rèn)狀態(tài)，而另一組制動(dòng)器(例如，422、424和426) 能夠設(shè)計(jì)成具有常開默認(rèn)狀態(tài)。該配置允許以逐級(jí)方式在全制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(例如，所有制動(dòng)器常閉)和零制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(例如，所有制動(dòng)器常開)之間選擇偏航制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。優(yōu)點(diǎn)在于在暴風(fēng)或者電網(wǎng)損失事件期間，能夠允許風(fēng)力渦輪機(jī)順風(fēng)偏航，在一些應(yīng)用中可能希望這樣。在上述實(shí)例中，與所有偏航制動(dòng)預(yù)置在常閉狀態(tài)下的系統(tǒng)相比，偏航制動(dòng)器默認(rèn)轉(zhuǎn)矩值減小50%。該轉(zhuǎn)矩的減小允許機(jī)艙在暴風(fēng)條件下或者在電網(wǎng)損失事件期間順風(fēng)“滑動(dòng)”或者旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，制動(dòng)系統(tǒng)允許控制并選擇性地選擇默認(rèn)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使得它可以具有小于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的值。如本領(lǐng)域中已知的，盤式制動(dòng)器在停止時(shí)施加高轉(zhuǎn)矩并且隨著速度增加而施加較低的轉(zhuǎn)矩。在另一個(gè)實(shí)例中，制動(dòng)器中的一個(gè)或者多個(gè)可以施加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，該制動(dòng)轉(zhuǎn)矩取決于制動(dòng)系統(tǒng)中的變量。正如在另一個(gè)實(shí)例中，制動(dòng)器可以配置成具有離心制動(dòng)器，該離心制動(dòng)器在低偏航速度下不施加轉(zhuǎn)矩并且隨著偏航速度增加而使制動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加。在另一個(gè)實(shí)例中，可以通過離心類型的聯(lián)軸器連接制動(dòng)器，該組合直接隨著偏航速度的變化而施加轉(zhuǎn)矩，并受到制動(dòng)器能力的限制。通過這些實(shí)例中的任何一個(gè)，允許風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子保持在順著風(fēng)向的順風(fēng)狀態(tài)下，同時(shí)防止偏航速度高至?xí)p壞設(shè)備。風(fēng)力渦輪機(jī)通常具有分別對(duì)應(yīng)各制動(dòng)器的多個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)器。任何數(shù)量的制動(dòng)器能夠被配置在常閉和常開狀態(tài)下以在暴風(fēng)條件期間或者在電網(wǎng)損失事件期間獲得特定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。再參照?qǐng)D4，能夠?qū)⒅苿?dòng)器配置并控制成具有配置為常閉的一個(gè)制動(dòng)器和配置為常開的五個(gè)制動(dòng)器，或者配置為常閉的二個(gè)制動(dòng)器和配置為常開的四個(gè)制動(dòng)器，或者配置為常閉的三個(gè)制動(dòng)器和配置為常開的三個(gè)制動(dòng)器，或者配置為常閉的四個(gè)制動(dòng)器和配置為常開的二個(gè)制動(dòng)器，或者配置為常閉的五個(gè)制動(dòng)器和配置為常開的一個(gè)制動(dòng)器。這列出了具有六個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)器的偏航系統(tǒng)的可能配置中的一些，然而，將可以理解的是，本發(fā)明可以改變大小為并用于具有任何數(shù)量的偏航驅(qū)動(dòng)器/制動(dòng)器的系統(tǒng)。該系統(tǒng)還可以用在轉(zhuǎn)子葉片內(nèi)的變槳機(jī)構(gòu)中。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的用于風(fēng)力渦輪機(jī)中轉(zhuǎn)子葉片108的變槳制動(dòng)系統(tǒng)500的簡化示意圖。轉(zhuǎn)子葉片108包括 分別對(duì)應(yīng)各制動(dòng)器521、522、523的多個(gè)變槳驅(qū)動(dòng)511、512、513。當(dāng)應(yīng)用多于一個(gè)的制動(dòng)器時(shí)，每個(gè)制動(dòng)器521、522、523能夠設(shè)計(jì)成具有不同的默認(rèn)狀態(tài)。例如，一組制動(dòng)器(例如，521,522)能夠設(shè)計(jì)成具有常閉的默認(rèn)狀態(tài)，而另一組制動(dòng)器(例如，523)能夠設(shè)計(jì)成具有常開的默認(rèn)狀態(tài)。如另一個(gè)實(shí)例，一組制動(dòng)器(例如，521)能夠設(shè)計(jì)成具有常閉的默認(rèn)狀態(tài)，而另一組制動(dòng)器(例如，522、523)能夠設(shè)計(jì)成具有常開的默認(rèn)狀態(tài)。該配置允許以逐級(jí)方式在全制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(例如，所有制動(dòng)器常閉)和零制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(例如，所有制動(dòng)器常開)之間選擇變槳馬達(dá)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。優(yōu)點(diǎn)在于在暴風(fēng)或者電網(wǎng)損失事件期間，能夠允許轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)入順槳狀態(tài)或者“空載”狀態(tài)，在一些應(yīng)用中可能希望這樣。偏航馬達(dá)或者變槳馬達(dá)能夠具有任何合適的制動(dòng)系統(tǒng)。例如，本發(fā)明的各方面能夠用于與電動(dòng)馬達(dá)一起使用的盤式制動(dòng)器、具有常閉或者常開短路以在旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)馬達(dá)、具有機(jī)械制動(dòng)器或者電動(dòng)制動(dòng)器的電動(dòng)馬達(dá)、以及帶有數(shù)個(gè)制動(dòng)行為(例如通過過壓閥的數(shù)個(gè)等級(jí)和溢流管線中的限制產(chǎn)生)的液壓驅(qū)動(dòng)器。默認(rèn)制動(dòng)狀態(tài)大部分處于設(shè)計(jì)或者配置狀態(tài)。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，只要有電網(wǎng)備用動(dòng)力，就可以產(chǎn)生根據(jù)需要改變默認(rèn)狀態(tài)的閉鎖功能。該功能能夠提高可靠性，并能夠幫助確保所需等級(jí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用于致動(dòng)器上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，制動(dòng)系統(tǒng)能夠包括致動(dòng)器，其隨著致動(dòng)器速度增加而施加增加的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此外，如果制動(dòng)器中的一個(gè)或者多個(gè)出現(xiàn)故障或者失效，那么另一個(gè)制動(dòng)器或者多個(gè)制動(dòng)器可以提供有問題的制動(dòng)器所起到的作用。同樣地，如果閉鎖不能按照意欲達(dá)到的方式起作用，那么控制系統(tǒng)則能夠相應(yīng)地改變失效閉鎖和剩余閉鎖的默認(rèn)狀態(tài)。表I中給出了一個(gè)實(shí)例，這示出了六個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)的一個(gè)可能的配置，其中制動(dòng)器中的一半是常閉的。表I
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)(100)中的制動(dòng)系統(tǒng),所述制動(dòng)系統(tǒng)包括 一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)(411-416)，其用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分； 一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器(421-426)中的第一組(421、423、425)，其用于對(duì)所述風(fēng)力渦輪機(jī)的所述部分進(jìn)行制動(dòng)； 所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器(421-426)中的第二組(422、424、426)，其用于對(duì)所述風(fēng)力渦輪機(jī)的所述部分進(jìn)行制動(dòng)； 其中所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第一組處于常閉狀態(tài)，并且所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第二組處于常開狀態(tài)，使得能夠選擇性地選擇小于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的默認(rèn)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)(411-416)包括變槳驅(qū)動(dòng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)的所述部分是轉(zhuǎn)子葉片(108)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)(411-416)包括偏航驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)的所述部分是機(jī)艙(102)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在電網(wǎng)損失事件期間，所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第一組(421、423、425)處于常閉狀態(tài)，并且所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第二組(422、424、426)處于常開狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在電網(wǎng)可獲得狀態(tài)期間，所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第一組(421、423、425)和所述一個(gè)或者多個(gè)制動(dòng)器中的所述第二組(422、424、426)處于相同的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)中的致動(dòng)器隨著所述致動(dòng)器的速度增加而施加增加的轉(zhuǎn)矩。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，變槳驅(qū)動(dòng)器包括所述致動(dòng)器，并且所述變槳驅(qū)動(dòng)器能夠使轉(zhuǎn)子葉片相對(duì)于轂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，偏航驅(qū)動(dòng)器包括所述致動(dòng)器，并且所述偏航驅(qū)動(dòng)器能夠使所述風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙相對(duì)于所述風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分的一個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)；用于對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的該部分進(jìn)行制動(dòng)的第一組制動(dòng)器；以及用于對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的該部分進(jìn)行制動(dòng)的第二組制動(dòng)器。第一組制動(dòng)器處于常閉狀態(tài)，并且第二組制動(dòng)器處于常開狀態(tài)，使得能夠選擇性地選擇小于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的默認(rèn)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
文檔編號(hào)F03D7/04GK102705161SQ201210012800
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者A·L·羅馬諾, J·J·涅斯, K·A·克魯?shù)? M·林德貝里, S-P·蘇布拉馬尼安 申請(qǐng)人:通用電氣公司