協(xié)調(diào)偏擺速度的改變，以使由偏擺速度的改變產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減弱機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)。
[0031]所述控制裝置可以被定位在塔架處或機(jī)艙處。有利地，所述控制裝置完全自動(dòng)化地工作。
[0032]所述控制裝置能夠執(zhí)行上述用于減弱機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)的方法。因此，方法的特定細(xì)節(jié)和特征也適用于所述控制裝置。
[0033]本發(fā)明還涉及一種用于產(chǎn)生電力的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括如上所述的控制裝置。
[0034]最后，本發(fā)明還涉及一種用于減弱風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)程序，其中所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)通過(guò)數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時(shí)適于控制和/或執(zhí)行上述方法。
[0035]通過(guò)將在下文中描述的實(shí)施例的示例，本發(fā)明上面限定的方面和另外的方面是顯而易見(jiàn)的，并且將參考這些實(shí)施例的示例來(lái)進(jìn)行解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0036]現(xiàn)在參照附圖，僅作為示例來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中:
[0037]圖1示出了具有控制裝置的風(fēng)力渦輪機(jī)，
[0038]圖2示出了風(fēng)力渦輪機(jī)的轂的振蕩運(yùn)動(dòng)，
[0039]圖3示出了風(fēng)力渦輪機(jī)的質(zhì)心位置，以及
[0040]圖4示出了由偏擺引起的風(fēng)力渦輪機(jī)塔架的載荷的示例。
[0041]附圖中的例示是示意性的。
【具體實(shí)施方式】
[0042]圖1示出了建立在地面22上的風(fēng)力渦輪機(jī)10。風(fēng)力渦輪機(jī)10包括基本上為圓柱形的塔架11，塔架11包括縱向軸線(未明確示出)。機(jī)艙12被安裝在塔架11上。用于測(cè)量機(jī)艙12相對(duì)于地面22的位置的加速度計(jì)121被安裝在機(jī)艙12的頂部上。能夠繞偏擺軸線18旋轉(zhuǎn)機(jī)艙12。此外，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括主軸15，主軸15在一側(cè)上被連接到用于產(chǎn)生電的發(fā)電機(jī)19，并且在另一側(cè)上被連接到轂13。轉(zhuǎn)子葉片14被附接到轂13。主軸15、轂13和轉(zhuǎn)子葉片14 一起被稱為風(fēng)力渦輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線16安裝。最后，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括用于減弱機(jī)艙12的振蕩運(yùn)動(dòng)的控制裝置17。
[0043]圖2以前視圖示出了風(fēng)力渦輪機(jī)10。風(fēng)力渦輪機(jī)10被建立在地面22上。風(fēng)力渦輪機(jī)10包括塔架11、機(jī)艙(未示出)和轂13。轂13被連接到主軸(未示出)并且圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線16可旋轉(zhuǎn)地安裝。三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片14被附接到轂13。此外，在圖2中，轂13的振蕩運(yùn)動(dòng)20 (特別是左右振蕩)被示出。例如，振蕩運(yùn)動(dòng)20可以是由于風(fēng)力渦輪機(jī)10的先前的偏擺活動(dòng)而存在的。
[0044]圖3示出了與圖1中所示的風(fēng)力渦輪機(jī)10類似的風(fēng)力渦輪機(jī)10。同樣，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括塔架11、機(jī)艙12、轂13、轉(zhuǎn)子葉片14、偏擺軸線18以及轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線16。機(jī)艙12被安裝在塔架11上。同樣，用于測(cè)量機(jī)艙12相對(duì)于地面22的位置的加速度計(jì)121被安裝在機(jī)艙12的頂部上。風(fēng)力渦輪機(jī)10被建立在地面22上。此外，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括控制裝置17，控制裝置17被配置成減弱機(jī)艙12的振蕩運(yùn)動(dòng)20。此外，圖3示出了風(fēng)力渦輪機(jī)10的質(zhì)心30。如能夠看到的，相對(duì)于偏擺軸線18，質(zhì)心30朝向轉(zhuǎn)子葉片14并沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線16偏移。換句話說(shuō)，在質(zhì)心30和偏擺軸線18之間存在杠桿臂距離31。
[0045]假定左右振蕩處在與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線16垂直的平面中，則這些左右振蕩來(lái)源于與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線16和偏擺軸線18垂直的力。如果在沿偏擺軸線18的偏擺運(yùn)動(dòng)中偏擺速度被改變，則導(dǎo)致沿著與偏擺軸線18相同方向的轉(zhuǎn)矩32。但是，這也導(dǎo)致了另一個(gè)力，其沿著與造成左右振蕩的力相同的方向或相反的方向指向。因此，由于對(duì)偏擺活動(dòng)的有利的時(shí)間控制，振蕩運(yùn)動(dòng)20(即左右振蕩)可以被減弱。
[0046]圖4圖示了偏擺活動(dòng)可以如何影響塔架的運(yùn)動(dòng)。示例性地，假定了在十分鐘的時(shí)間段內(nèi)的三個(gè)偏擺運(yùn)動(dòng)。在橫坐標(biāo)軸(即X軸)處，以分鐘表示的時(shí)間40被示出。如所提到的，十分鐘的間隔被作為示例描繪出。
[0047]上部的圖(a)示出了偏擺方向，其以偏擺角42為特征。如能夠看到的，第一偏擺運(yùn)動(dòng)發(fā)生在大約O:50分處，第二偏擺運(yùn)動(dòng)發(fā)生在大約1:15分處，以及第三偏擺運(yùn)動(dòng)發(fā)生在大約2:20分處。這些偏擺運(yùn)動(dòng)它們自身可以僅包括偏擺角42的相對(duì)較小的改變，例如僅包括幾度。
[0048]接下來(lái)的圖(b)以任意單位描繪了塔架頂部的扭矩43。三個(gè)偏擺運(yùn)動(dòng)中的每一個(gè)都導(dǎo)致了扭矩中區(qū)別性的尖峰，作為結(jié)果其導(dǎo)致塔架的左右振蕩，如將在下面描述的那樣。
[0049]要注意的是，在圖4中，風(fēng)力渦輪機(jī)塔架的振蕩運(yùn)動(dòng)被示出。風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙同樣振蕩，顯示出類似的振蕩運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴性。因此，圖4中呈現(xiàn)的結(jié)果也可以被應(yīng)用于機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)。
[0050]接下來(lái)的圖(C)以任意單位示出了塔架44的底部段的振蕩運(yùn)動(dòng)的力矩。同樣，下部的圖(d)以任意單位示出了塔架45的頂部段的振蕩運(yùn)動(dòng)的矩。能夠看到的是，發(fā)生在大約2:20分的時(shí)間處的第三偏擺運(yùn)動(dòng)有效并且?guī)缀跫磿r(shí)地減弱了左右塔架振蕩。這是由于以下事實(shí)，即:激發(fā)的階段使得它充當(dāng)了對(duì)于正在進(jìn)行的塔架振蕩運(yùn)動(dòng)的阻尼。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于減弱風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)的方法，所述機(jī)艙被附接到所述風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架，所述方法包括: 以偏擺速度繞偏擺軸線來(lái)旋轉(zhuǎn)所述機(jī)艙，所述偏擺軸線與所述塔架的縱向軸線對(duì)齊； 改變所述偏擺速度；以及 使所述偏擺速度與所述振蕩運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，以使由所述偏擺速度的改變產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減弱所述塔架的機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)具有周期性的時(shí)間依賴性，并且所述振蕩運(yùn)動(dòng)的符號(hào)周期性地改變；以及 所述偏擺速度和所述振蕩運(yùn)動(dòng)被協(xié)調(diào)，以使依賴時(shí)間的所述振蕩運(yùn)動(dòng)被減弱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)的周期性的時(shí)間依賴性是至少大致為正弦的；以及 所述偏擺速度和所述振蕩運(yùn)動(dòng)被協(xié)調(diào)，以使至少大致為正弦的所述振蕩運(yùn)動(dòng)被減弱。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 在第一時(shí)刻，測(cè)量所述機(jī)艙相對(duì)于建立所述風(fēng)力渦輪機(jī)的地面的第一位置； 在第二時(shí)刻，測(cè)量所述機(jī)艙相對(duì)于所述地面的至少第二位置；以及 基于這些測(cè)得的位置，確定所述機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)的周期性的時(shí)間依賴性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 所述機(jī)艙的第一位置和所述機(jī)艙的第二位置通過(guò)加速度計(jì)來(lái)測(cè)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于， 所述加速度計(jì)被安裝在所述風(fēng)力渦輪機(jī)處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述機(jī)艙繞著被定位于所述塔架的底部段中的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)振蕩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線安裝的轉(zhuǎn)子；以及 所述機(jī)艙在基本上與所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的平面中振蕩。
9.一種用于減弱風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)的控制裝置，所述機(jī)艙被附接到所述風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架， 其中，所述控制裝置被配置成協(xié)調(diào): 所述機(jī)艙以偏擺速度繞偏擺軸線的旋轉(zhuǎn)，所述偏擺軸線與所述塔架的縱向軸線對(duì)齊；以及 所述偏擺速度的改變； 以使由所述偏擺速度的改變產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減弱所述機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)。
10.一種用于產(chǎn)生電力的風(fēng)力渦輪機(jī)，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括: 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制裝置。
11.一種用于減弱風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)通過(guò)數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時(shí)適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。
【專利摘要】提供了一種用于減弱風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)的方法。機(jī)艙被附接到風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架。所述方法涉及：以偏擺速度繞偏擺軸線來(lái)旋轉(zhuǎn)機(jī)艙，偏擺軸線與塔架的縱向軸線對(duì)齊；改變偏擺速度；以及使偏擺速度與振蕩運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，以使由偏擺速度的改變產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減弱塔架的機(jī)艙的振蕩運(yùn)動(dòng)。
【IPC分類】F03D11-00, F03D7-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104612899
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410719609
【發(fā)明人】T·埃斯本森, G·赫格, J·克里比
【申請(qǐng)人】西門子公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年9月12日
【公告號(hào)】EP2851560A1, US20150076822