專利名稱：有助于部件潤(rùn)滑的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及部件的潤(rùn)滑，具體涉及連接到葉片上的軸承的 潤(rùn)滑。
背景技術(shù)：
至少一些已知的風(fēng)力渦輪才幾具有連接在葉片和輪轂之間的軸承， 輪轂具有用于給連接到所述軸岸(的葉片定位的節(jié)距電動(dòng)機(jī)。當(dāng)所述葉 片在一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持在相同位置時(shí)，隨著潤(rùn)滑油在微運(yùn)動(dòng)的作用 下被擠出滾道，所述軸承需要的扭矩將會(huì)增大。機(jī)構(gòu)用來推動(dòng)葉片的 扭矩越大，該^L構(gòu)產(chǎn)生的熱量也越大。在一些情況下，所述熱量可以 使所述機(jī)構(gòu)的線圈分層，從而引起機(jī)構(gòu)故障。由于所述軸承內(nèi)的摩擦 增加，軸承可能磨損并無法達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命。在一些風(fēng)力渦輪機(jī)中，所述葉片長(zhǎng)達(dá)60米，但可能被-設(shè)計(jì)成長(zhǎng)達(dá)100米，因此要拆除并更 換磨損的軸承可能代價(jià)高昂且耗費(fèi)時(shí)日。其它已知的風(fēng)力渦輪機(jī)位于 近海，需要大型設(shè)備來拆除葉片及更換軸承。風(fēng)力渦輪機(jī)輪轂高度可 超過120米，并處在疾風(fēng)當(dāng)中，這使得工人在風(fēng)力渦輪機(jī)上工作非常 危險(xiǎn)。磨損的軸承還會(huì)導(dǎo)致葉片移出節(jié)距設(shè)定，使得所述風(fēng)力渦輪機(jī)的 葉片不對(duì)稱地加載在輪轂和轉(zhuǎn)子軸上。如果所述轉(zhuǎn)子由于所述非對(duì)稱 載荷而開始在定子內(nèi)移動(dòng)，轉(zhuǎn)子就有可能和定子接觸(例如，在渦輪機(jī) 轉(zhuǎn)子直接連接到發(fā)電機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中)。如果轉(zhuǎn)子和定子接觸，會(huì) 產(chǎn)生電氣瞬態(tài)(electrical transient)，而所述風(fēng)力渦輪機(jī)可能因而必須被 脫機(jī)0發(fā)明內(nèi)容一方面，本發(fā)明提供了一種用于潤(rùn)滑部件的方法。所述方法包括 將葉片連接到節(jié)距控制機(jī)構(gòu)，使得軸承位于所述葉片和所述節(jié)距控制 機(jī)構(gòu)之間。所述方法還包括將控制系統(tǒng)連接到所述節(jié)距控制機(jī)構(gòu)，并 對(duì)所述控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，以控制所述用來控制葉片運(yùn)動(dòng)的葉片節(jié)距 機(jī)構(gòu)，且在預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的時(shí)間過去后使葉片從第 一位置轉(zhuǎn)動(dòng)到第二位 置。另一方面，本發(fā)明提供了一種渦輪機(jī)。所述渦輪機(jī)包括輪轂，葉 片，設(shè)置用來使葉片相對(duì)所述輪轂移動(dòng)的葉片節(jié)距機(jī)構(gòu)，設(shè)置用來將 所述葉片連接到所述節(jié)距機(jī)構(gòu)的軸承，以及連接到所述葉片節(jié)距機(jī)構(gòu) 用來控制所述葉片運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)#皮-沒置成在預(yù)設(shè)長(zhǎng) 度的時(shí)間過去后使葉片從第 一位置轉(zhuǎn)動(dòng)到第二位置。再一方面，本發(fā)明提供了一個(gè)用來潤(rùn)滑部件的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包 括連接到節(jié)距控制機(jī)構(gòu)的葉片，以及連接到所述節(jié)距控制機(jī)構(gòu)的控制 系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)被設(shè)置成控制用來控制葉片的運(yùn)動(dòng)的所述葉片節(jié) 距機(jī)構(gòu)，并在預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的時(shí)間過去后使葉片從第 一位置轉(zhuǎn)動(dòng)到第二位 置。


圖1是一個(gè)示范性風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖；圖2是圖1所示風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分的局部剖視透視圖；圖3是圖1和圖2所示風(fēng)力渦輪機(jī)的原理圖；圖4是圖1 -3所示風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪轂一部分的截面圖，該圖 顯示了節(jié)距系統(tǒng)的一個(gè)示范性實(shí)施例；且圖5是一個(gè)流程圖，此流程圖顯示了用于潤(rùn)滑部件的一種方法的 一個(gè)示范性實(shí)施例。零部件清單10風(fēng)力渦4侖才幾12才幾體或短艙(nacelle)14轉(zhuǎn)子16旋轉(zhuǎn)軸線18塔架20輪轂22葉片24節(jié)距系統(tǒng)26發(fā)電機(jī)28轉(zhuǎn)子軸30發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸32傳動(dòng)箱38變頻器40偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(yaw system)42旋轉(zhuǎn)軸線44控制系統(tǒng)46風(fēng)力測(cè)定儀48轉(zhuǎn)子控制50傳感器52傳感器54傳感器56傳感器60總線62處理器64RAM66裝置68ROM70裝置72傳感器接口80軸承82內(nèi)滾道84外滾道86軸承環(huán)形槽88材料90節(jié)距驅(qū)動(dòng)齒輪92節(jié)距齒環(huán)94旋轉(zhuǎn)軸線100潤(rùn)滑部件的方法102啟動(dòng)潤(rùn)滑過程104記錄葉片和時(shí)間相關(guān)的運(yùn)動(dòng)106確定是否發(fā)生電氣瞬態(tài)110確定是否發(fā)生復(fù)位事件112復(fù)位到零位114繼續(xù)推動(dòng)葉片116確定是否發(fā)生掃掠事件118繼續(xù)推動(dòng)葉片120將葉片從第一位置推動(dòng)到第二位置122推動(dòng)葉片，以使葉片回到所述第一位置124記錄執(zhí)行節(jié)距掃掠時(shí)的時(shí)間126繼續(xù)推動(dòng)葉片128記錄電氣瞬態(tài)信息30記錄發(fā)生最近一次節(jié)距掃描的時(shí)間和發(fā)生所述電氣瞬態(tài)時(shí)間之間過去的時(shí)間具體實(shí)施方式
本發(fā)明所用用語(yǔ)"葉片"意在代表相對(duì)周圍流體運(yùn)動(dòng)時(shí)提供反作用力的任何裝置。本發(fā)明所用用語(yǔ)"風(fēng)力渦輪機(jī)"意在代表從風(fēng)能中 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)能的任何裝置，且更特別地，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝 置。本發(fā)明所用用語(yǔ)"風(fēng)力發(fā)電機(jī)"意在代表任何使用由風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn) 換而來的旋轉(zhuǎn)能發(fā)電的風(fēng)力渦輪機(jī)，且更特別地，將由風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換 而來的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的風(fēng)力渦輪機(jī)。本發(fā)明所用用語(yǔ)"風(fēng)車"意 在代表使用由風(fēng)能產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能的任何風(fēng)力渦輪機(jī)，且更特別地，從 風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換而來的機(jī)械能，是為了發(fā)電以外的其它預(yù)設(shè)目的，例如， 但不限于，泵送一種流體及/或研磨一種物質(zhì)。圖1是示范性風(fēng)力渦輪機(jī)10的一個(gè)示范性實(shí)施例的透視圖。此處描述和圖解的風(fēng)力渦輪機(jī)10是一臺(tái)用于從風(fēng)能中產(chǎn)生電力的風(fēng)力 發(fā)電機(jī)。在一些已知的風(fēng)力渦4&機(jī)中，風(fēng)力渦輪機(jī)10是任何類型的風(fēng)力渦輪機(jī)，例如，但不限于，風(fēng)車(未示出)。此外，此處描述和圖解的風(fēng)力渦輪機(jī)10包括橫向軸結(jié)構(gòu)。在一些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)中， 風(fēng)力渦輪機(jī)10包括縱向軸結(jié)構(gòu)(未示出)。風(fēng)力渦輪機(jī)10可連接到電氣負(fù)載(未示出)，例如，但不限于電力網(wǎng)(未示出)，并可接受從其而來 的電力，以驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)及/或與它相聯(lián)的部件及/或可向其提供由風(fēng)力渦輪機(jī)IO產(chǎn)生的電力。雖然圖1-3中只顯示了一臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī) 10，在一些實(shí)施例中，多臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)10被組合在一起，形成一個(gè) "風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)"。風(fēng)力渦輪機(jī)10包括機(jī)體12，有時(shí)被稱為"短艙"，和連接到機(jī) 體12的轉(zhuǎn)子(通常由14表示)，它圍繞旋轉(zhuǎn)軸線16相對(duì)機(jī)體12旋轉(zhuǎn)。 在所述示范性實(shí)施例中，短艙12安裝在塔架18上。塔架18的高度 是使風(fēng)力渦輪機(jī)10能夠發(fā)揮本發(fā)明所描述功能的任何合適高度。轉(zhuǎn) 子14包括輪轂20和多個(gè)從輪轂20向外呈放射狀延展的葉片22(有時(shí) 被稱為"螺旋槳")，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)能。雖然此處描述和圖解 的轉(zhuǎn)子14具有三個(gè)葉片22，但轉(zhuǎn)子14可包括任何數(shù)量的葉片22。圖2是示范性風(fēng)力渦輪機(jī)10 —部分的局部剖視透視圖。圖3是 示范性風(fēng)力渦輪機(jī)的原理圖。圖4是輪轂20 —部分的截面圖，顯示了節(jié)距系統(tǒng)24的一個(gè)示范性實(shí)施例。風(fēng)力渦輪機(jī)10包括連接到轉(zhuǎn)子 14的發(fā)電機(jī)26，用來從由轉(zhuǎn)子14產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能產(chǎn)生電能。發(fā)電機(jī)26 是任何適合類型的發(fā)電機(jī)，例如，但不限于，繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機(jī)。 轉(zhuǎn)子14包括連接到轉(zhuǎn)子輪轂20的轉(zhuǎn)子軸28,用于以此進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。發(fā) 電機(jī)26被連接到轉(zhuǎn)子軸28,使得轉(zhuǎn)子軸28的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的 旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的工作。在所述示范性實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 子有另外被連接的轉(zhuǎn)子軸30,該轉(zhuǎn)子軸30連接到轉(zhuǎn)子軸28上，使得 轉(zhuǎn)子軸28的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。在所述示范性實(shí)施例 中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸30通過傳動(dòng)箱32連接到轉(zhuǎn)子軸28，雖然在其它實(shí) 施例中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸30被直接連接到轉(zhuǎn)子軸28。轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，以進(jìn)而從轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生可變頻率交流(AC)電力。 變頻器38連接到發(fā)電機(jī)26,用來將所述可變頻交流電轉(zhuǎn)換成固定頻 率交流電，以便傳送到電氣負(fù)栽(未示出)上。在一些實(shí)施例中，風(fēng)力渦豸t機(jī)10包括用于制動(dòng)轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)動(dòng)的 剎車系統(tǒng)(未示出)。此外，在一些實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括用來 改變轉(zhuǎn)子14偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)40，該系統(tǒng)可以使短艙12繞軸42旋轉(zhuǎn)。 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)40被連接到控制系統(tǒng)44并由該控制系統(tǒng)控制，更多細(xì)節(jié)如 下所述。在一些實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)IO包括用于測(cè)定風(fēng)速及/或風(fēng) 向的風(fēng)力測(cè)定儀46。風(fēng)力測(cè)定儀46連接到控制系統(tǒng)44，以便將測(cè)量 值發(fā)送給控制系統(tǒng)44,從而在其中進(jìn)行處理。在一些實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括一個(gè)或多個(gè)連接到風(fēng)力渦 輪機(jī)10部件的控制系統(tǒng)44，用于一般性地控制風(fēng)力渦輪機(jī)10及/或 其中部件的運(yùn)行。在所述示范性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)44連接到轉(zhuǎn)子 控制機(jī)構(gòu)48，用于一般性地控制轉(zhuǎn)子14。在所述示范性實(shí)施例中， 控制系統(tǒng)44被安裝在短艙12中。作為備選， 一個(gè)或多個(gè)控制系統(tǒng)44 可遠(yuǎn)離短艙12及/或風(fēng)力渦輪機(jī)10的其他部件。控制系統(tǒng)44可用于， 但不限于，整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視和控制，包括，例如，節(jié)距和速度調(diào)節(jié)， 高速軸和偏轉(zhuǎn)剎車應(yīng)用，偏轉(zhuǎn)和泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)用，及/或故障監(jiān)測(cè)。在一些實(shí)施例中可采用備選的分布式或集中式控制結(jié)構(gòu)D在所述示范性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)IO還包括多個(gè)傳感器50， 每個(gè)傳感器連接到相應(yīng)的葉片22。傳感器50是任何適合的傳感器， 在風(fēng)力渦輪機(jī)10內(nèi)，或遠(yuǎn)離風(fēng)力渦輪機(jī)10的地方具有任何合適的位 置，例如，但不限于，如下更多細(xì)節(jié)所述的位于節(jié)距系統(tǒng)之內(nèi)的光學(xué) 編碼器。在一些實(shí)施例中，傳感器50被連接到控制系統(tǒng)44，用于將 節(jié)距測(cè)量值發(fā)送到控制系統(tǒng)44，以便在其中處理。在所述示范性實(shí)施 例中，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括一個(gè)或多個(gè)連接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸30的傳感 器52，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子軸30的旋轉(zhuǎn)速度及/或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸30的扭矩。 傳感器52是任何適合的傳感器，在風(fēng)力渦輪機(jī)10內(nèi)，或遠(yuǎn)離風(fēng)力渦 輪機(jī)10的地方具有任何合適的位置，例如，但不限于，光學(xué)編碼器， 數(shù)字近程式傳感器，應(yīng)變儀，及/或轉(zhuǎn)速計(jì)。在一些實(shí)施例中，傳感器 52被連接到控制系統(tǒng)44,用于將速度測(cè)量值發(fā)送到控制系統(tǒng)44，以 便在其中處理。此外，在所述示范性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括 一個(gè)或更多連接到轉(zhuǎn)子軸28的傳感器54，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子軸28的轉(zhuǎn)速 及/或轉(zhuǎn)子軸28的扭矩。傳感器54是任何適合的傳感器，在風(fēng)力渦輪 機(jī)10內(nèi)，或遠(yuǎn)離風(fēng)力渦輪機(jī)10的地方具有任何合適的位置，例如， 但不限于，光學(xué)編碼器，數(shù)字近程式傳感器，壓電傳感器，應(yīng)變儀， 及/或轉(zhuǎn)速計(jì)。在一些實(shí)施例中，傳感器54被連接到控制系統(tǒng)44，用 于將測(cè)量值發(fā)送到控制系統(tǒng)44,以便在其中處理。此外，在所述示范 性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)10包括一個(gè)或多個(gè)連接到發(fā)電機(jī)26的傳感 器，用于測(cè)量發(fā)電機(jī)26的電力輸出。在一些實(shí)施例中，傳感器56被 連接到控制系統(tǒng)44，用于將測(cè)量值44發(fā)送到控制系統(tǒng)44，以便在其 中處理。傳感器56是任何適合的傳感器，在風(fēng)力渦輪機(jī)10內(nèi)，或遠(yuǎn) 離風(fēng)力渦輪機(jī)10的地方具有任何合適的位置，例如，但不限于，霍 爾效應(yīng)電流傳感器(CTs)及/或電容式電壓傳感器(CVTs)。在其他實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)10還包括一個(gè)或多個(gè)連接到風(fēng)力 渦輪機(jī)10的一個(gè)或多個(gè)部件及/或所述電氣負(fù)栽的其他傳感器(未示出)。這種其他傳感器包括，但不限于，沒置用于測(cè)量位移，偏轉(zhuǎn)，節(jié)距，力矩，應(yīng)變，應(yīng)力，扭曲，損傷，故障，轉(zhuǎn)子扭矩，轉(zhuǎn)子速度，電氣負(fù)載的異常，及/或供應(yīng)給風(fēng)力渦輪機(jī)10的任何部件的電力異常。 這種其他傳感器連接到風(fēng)力渦輪機(jī)10的任何部件及/或所述電氣負(fù)載之上的任何位置，以便測(cè)量其上的任何參數(shù)。在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)40包括總線60或其他通信裝置，用 于交流信息。有一個(gè)或多個(gè)處理器62連接到總線60，用于處理信息， 包括來自風(fēng)力測(cè)定儀46,傳感器50, 52， 54，及/或其他傳感器的信 息?？刂葡到y(tǒng)44還包括一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)存儲(chǔ)內(nèi)存(RAM)64及/或其他 存儲(chǔ)裝置66。 RAM 64和存儲(chǔ)裝置66連接到總線60,用于存儲(chǔ)和傳 輸信息，以及應(yīng)由處理器62執(zhí)4亍的指令。RAM64(如果包括的話，及 /或存儲(chǔ)裝置66也)也用于存儲(chǔ)臨時(shí)變量或其他處理器執(zhí)行指令期間的 中間性信息。控制系統(tǒng)44還包4舌一個(gè)或多個(gè)只讀內(nèi)存(ROM)68及/或 其他連接到總線60的靜態(tài)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)并向處理器62提供靜 態(tài)(即，非變化)信息和指令。輸入/輸出裝置70包括任何本技術(shù)領(lǐng)域已 知的裝置，用于向控制系統(tǒng)444是供輸入數(shù)據(jù)及/或提供輸出(例如，但 不限于，偏轉(zhuǎn)控制及/或節(jié)距控制輸出)。指令從存儲(chǔ)裝置(例如，但不 限于，磁盤，只讀內(nèi)存(ROM)集成電路，CD-ROM,及/或DVD)提供 給內(nèi)存，通過有線或無線的遠(yuǎn)程連接，給一個(gè)或多個(gè)可電子存取的介 質(zhì)等提供了存取接口。在一些實(shí)施例中，使用硬接線電路來取代軟件 指令，或與其組合，從而使得指令序列的執(zhí)行不限于任何特定的硬件 電路和軟件指令的組合?？刂葡到y(tǒng)44還包括一個(gè)允許控制系統(tǒng)44與 風(fēng)力測(cè)定儀46，傳感器50， 52， 54，及/或56，及/或其他傳感器進(jìn)行 通信的傳感器接口 72。傳感器4妄口 72可為，或可包括，例如， 一個(gè) 或多個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成處理器62可以使用的數(shù)字 信號(hào)。風(fēng)力渦輪機(jī)IO包括用于可變?nèi)~片節(jié)距系統(tǒng)24，此系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)子 葉片22與風(fēng)向有關(guān)的節(jié)距角(pitchangle)。節(jié)距系統(tǒng)24連接到控制系統(tǒng)44，以便由此進(jìn)行控制。葉片22和節(jié)距系統(tǒng)24都連接到位于輪轂 20外殼中的軸承80上。軸承80有內(nèi)滾道82和同心外滾道84。內(nèi)滾 道82連接到葉片22,而外滾道84連接到節(jié)距系統(tǒng)24。在內(nèi)滾道82 和外滾道84之間限定了環(huán)形凹槽86，且其中包括至少一種當(dāng)內(nèi)滾道 82和外滾道84相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)可以減少摩擦的材料88。材料88是滾珠(未 示出)或潤(rùn)滑劑(未示出)的其中至少一種。作為備選，葉片22被連接 到外滾道84，且內(nèi)滾道82被連接到輪轂20,其中節(jié)距系統(tǒng)24驅(qū)動(dòng) 外滾道84來控制葉片22的位置。在一些實(shí)施例中，節(jié)距系統(tǒng)24包括一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。所述 節(jié)距執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括任何適合的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造，排列，機(jī)構(gòu)，及/或部件， 例如，但不限于，電動(dòng)機(jī)，液壓缸，彈簧，及/或伺服機(jī)構(gòu)。此外，所 述節(jié)距執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過任何適合的方式驅(qū)動(dòng)，例如，但不限于，液壓機(jī) 液體，電力，電化學(xué)能，及/或才幾械能(例如，但不限于，彈簧力)。在 一些實(shí)施例中，所述節(jié)距執(zhí)行機(jī)構(gòu)由從至少一個(gè)轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)慣量 提取出的能量，及給風(fēng)力渦輪才/L 10的部件提供能量的存儲(chǔ)能量源(未 示出)提取出的能量驅(qū)動(dòng)。在所述示范性實(shí)施例中，節(jié)距系統(tǒng)24包括 節(jié)距驅(qū)動(dòng)齒輪90和通過軸承80連接到輪轂20和葉片22的節(jié)距齒圈 92。通過將連接到內(nèi)滾道82的葉片相對(duì)輪轂20和外滾道84轉(zhuǎn)動(dòng)， 節(jié)距系統(tǒng)24利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)來改變?nèi)~片22的節(jié)距角。更特別地，在所 述示范性實(shí)施例中，所述節(jié)距執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括連接到節(jié)距齒圈92的節(jié) 距驅(qū)動(dòng)齒輪58。節(jié)距齒圈92連接到葉片22,使得節(jié)距驅(qū)動(dòng)齒輪90 的轉(zhuǎn)動(dòng)使葉片22繞旋轉(zhuǎn)軸線94旋轉(zhuǎn)，從而改變?nèi)~片22的節(jié)距。圖5是顯示用于潤(rùn)滑部件的方法100的一個(gè)示范性實(shí)施例的流程 圖。更特別地，方法100潤(rùn)滑連接到風(fēng)力渦輪機(jī)(例如，但不限于，風(fēng) 力渦輪機(jī)10)葉片節(jié)距系統(tǒng)24和葉片22的軸承80。雖然方法IOO在 本發(fā)明中將按照與風(fēng)力渦輪機(jī)10的關(guān)系進(jìn)行描述和圖解，但方法100 可用于任何通過控制系統(tǒng)(例如，但不限于，控制系統(tǒng)44)控制的軸承 部件。在所述示范性實(shí)施例中，當(dāng)控制系統(tǒng)44工作時(shí)，控制系統(tǒng)44記錄下列項(xiàng)中的至少一個(gè)即，時(shí)間，電子瞬態(tài)，以及葉片22在控 制系統(tǒng)44內(nèi)的一個(gè)未顯示出的計(jì)數(shù)器(counter)上的移動(dòng)，以確定葉片 22的節(jié)距角是否應(yīng)該改變，以確保軸承80的正確潤(rùn)滑。在所述示范性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)44在步驟102初始啟動(dòng)潤(rùn)滑 過程。在步驟104，控制系統(tǒng)44記錄葉片22相對(duì)時(shí)間的移動(dòng)。更特 別地，在所述示范性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)44記錄下列項(xiàng)中的至少一 項(xiàng)葉片運(yùn)動(dòng)的瞬間時(shí)間，以及兩次葉片運(yùn)動(dòng)之間過去的時(shí)間?？刂?系統(tǒng)44還在步驟104記錄每次葉片移動(dòng)時(shí)葉片22節(jié)距角變化的測(cè)量 值。當(dāng)控制系統(tǒng)44在步驟104記錄時(shí)間和葉片移動(dòng)角時(shí)，控制系統(tǒng) 還在步驟106確認(rèn)是否發(fā)生電氣瞬態(tài)(如下更多細(xì)節(jié)所述)。只要控制 系統(tǒng)在步驟106確定未發(fā)生電氣瞬態(tài)，控制系統(tǒng)44繼續(xù)記錄步驟104 的葉片運(yùn)動(dòng)時(shí)間。在所述示范性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)44還在步驟108在所述示范性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)44在步驟108確定是否發(fā)生 復(fù)位事件。在所述示范性實(shí)施例中，通過分析步驟104所記錄的時(shí)間 和角度變化，當(dāng)葉片22在預(yù)定時(shí)間內(nèi)在某個(gè)預(yù)定的節(jié)距角范圍內(nèi)被 推動(dòng)，即發(fā)生復(fù)位事件。更特別地，在一個(gè)示范性實(shí)施例中，所述預(yù) 定角度范圍為十到二十度，而所述預(yù)定時(shí)間是十分鐘。所述預(yù)定角度 范圍和預(yù)定時(shí)間根據(jù)在某個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)軸承80進(jìn)行均勻潤(rùn)滑所需 的葉片移動(dòng)范圍而進(jìn)行設(shè)定。如果控制系統(tǒng)44在步驟108確定發(fā)生 了復(fù)位事件，控制系統(tǒng)44在步驟110被復(fù)位到零位，使得控制系統(tǒng) 44重新啟動(dòng)對(duì)兩次葉片運(yùn)動(dòng)之間過去時(shí)間的測(cè)量。所述過去時(shí)間測(cè)量 是對(duì)葉片22兩次運(yùn)動(dòng)之間所過去時(shí)間數(shù)量的測(cè)量。當(dāng)控制系統(tǒng)44在 步驟110被復(fù)位到零位后，控制系統(tǒng)44在步驟112繼續(xù)按照風(fēng)力渦 輪機(jī)IO正常工作期間的要求推動(dòng)葉片22,并且控制系統(tǒng)44繼續(xù)在步 驟102啟動(dòng)潤(rùn)滑過程。如果控制系統(tǒng)44在步驟108確定沒有發(fā)生復(fù)位事件，則控制系 統(tǒng)44在步驟114確定是否發(fā)生掃掠事件。在所述示范性實(shí)施例中，當(dāng)控制系統(tǒng)44達(dá)到預(yù)定過去時(shí)間時(shí)，即發(fā)生掃掠事件。在所述示范性實(shí)施例中，預(yù)定過去時(shí)間被測(cè)量為兩次葉片運(yùn)動(dòng)之間過去的時(shí)間。 更特別地，在一個(gè)示范性實(shí)施例中，所迷預(yù)定過去時(shí)間在兩次葉片運(yùn) 動(dòng)之間為三小時(shí)。所述預(yù)定過去時(shí)間被設(shè)置便于確保葉片以足夠高的頻率移動(dòng)，以便于材料88在軸承80內(nèi)均勻地分布。如果控制系統(tǒng)44 在步驟114確定沒有發(fā)生掃掠事件，控制系統(tǒng)44在步驟116繼續(xù)按 照風(fēng)力渦輪機(jī)10正常工作時(shí)的要求推動(dòng)葉片22，并且控制系統(tǒng)44繼 續(xù)在步驟102啟動(dòng)潤(rùn)滑過程。如果控制系統(tǒng)44在步驟114確定已發(fā) 生掃掠事件，控制系統(tǒng)44執(zhí)行一次節(jié)距掃掠，包括在步驟118把葉 片22從第一位置推到第二位置。所述節(jié)距掃掠還包括控制系統(tǒng)44之 后在步驟120推動(dòng)葉片22，使-得葉片22返回到第一位置。在一個(gè)示 范性實(shí)施例中，第一位置是控制系統(tǒng)44確定已發(fā)生掃掠事件時(shí)葉片 22所處的位置，而第二位置距離第一位置十到二十度。更特別地，所 述第二位置根據(jù)以下原則確定，即，便于確保葉片22有足夠的移動(dòng)， 從而大體上使軸承80潤(rùn)滑而無需使風(fēng)力渦輪機(jī)10脫機(jī)，并無需使產(chǎn) 生能量的損失超出必要程度。在所述示范性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)44 在步驟122記錄執(zhí)行節(jié)距掃掠時(shí)的時(shí)間?？刂葡到y(tǒng)44在步驟124繼 續(xù)按風(fēng)力渦輪機(jī)IO正常工作時(shí)的要求推動(dòng)葉片22?？刂葡到y(tǒng)44繼續(xù) 在步驟102啟動(dòng)潤(rùn)滑過程。如果控制系統(tǒng)44在步驟104確定已發(fā)生電氣瞬態(tài)，則控制系統(tǒng) 44在步驟126記錄電氣瞬態(tài)信息。在所述示范性實(shí)施例中，所述電氣 瞬態(tài)信息包括所述電氣瞬態(tài)的時(shí)間。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，控制系 統(tǒng)44在步驟128記錄最近一次節(jié)距掃描時(shí)間和所述電氣瞬態(tài)發(fā)生時(shí) 間之間過去的時(shí)間。其他電氣瞬態(tài)信息可以是，但不限于，電氣瞬態(tài) 發(fā)生時(shí)間和復(fù)位事件發(fā)生時(shí)間之間過去的時(shí)間，及/或此次電氣瞬態(tài)發(fā) 生時(shí)間和前次電氣瞬態(tài)發(fā)生時(shí)間之間過去的時(shí)間。在一個(gè)示范性實(shí)施 例中，控制系統(tǒng)44在步驟104根據(jù)從傳感器(例如，但不限于，傳感 器50， 52, 54，及/或56,及/或其他如上所述的傳感器)接收的數(shù)據(jù)確定是否已發(fā)生電氣瞬態(tài)。當(dāng)控制系統(tǒng)44在步驟126和128記錄電氣 瞬態(tài)信息后，控制系統(tǒng)在步驟130重啟風(fēng)力渦輪機(jī)10并繼續(xù)在步驟 102啟動(dòng)潤(rùn)滑過程。在風(fēng)力渦輪機(jī)10的使用壽命期間，當(dāng)潤(rùn)滑過程在步驟102被啟 動(dòng)后，通過推動(dòng)連接到軸承80的葉片22，有利于對(duì)軸承80進(jìn)行正確 地潤(rùn)滑。推動(dòng)葉片22有助于軸岸義環(huán)形槽86中至少一種材料88(如潤(rùn) 滑劑)的均勻分布。當(dāng)葉片22已經(jīng)在所述節(jié)距角范圍內(nèi)，但沒有在預(yù) 定時(shí)間內(nèi)被推動(dòng)時(shí)，所述復(fù)位事件不會(huì)發(fā)生，因?yàn)檩S承80中的材料 88還沒有在軸承80中被足夠地持續(xù)移動(dòng)，以正確地潤(rùn)滑軸承80。步 驟114中預(yù)定的過去時(shí)間有助于防止軸承80的變形，而無需超過必 要程度地降低功率，以及降低步驟120中風(fēng)力渦輪機(jī)10所產(chǎn)生的能 量。通過在步驟118限制節(jié)距掃掠，以推動(dòng)葉片22從第一位置移動(dòng) 到第二位置，并然后在步驟120將葉片22推回第一位置，有利于維 持風(fēng)力渦輪機(jī)10的聯(lián)機(jī)狀態(tài)并保持其能量生產(chǎn)?？刂葡到y(tǒng)44在步驟 126和128記錄電氣瞬態(tài)以確定是否需要調(diào)節(jié)預(yù)定時(shí)間，節(jié)距角范圍， 以及預(yù)定過去時(shí)間等參數(shù)。上述幫助部件潤(rùn)滑的方法和設(shè)備有助于減少軸承的變形并減少 葉片節(jié)距系統(tǒng)推動(dòng)葉片所需的>|丑矩。所述軸承的正確潤(rùn)滑有助于防止 所述軸承的變形。所述示范性實(shí)施例是一種對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)中軸承進(jìn)行 正確潤(rùn)滑的具有成本效益的方法。更特別地，所述第一位置和第二位 置之間有限的節(jié)距保持了所述風(fēng)力渦輪機(jī)的能量生產(chǎn)。此外，不變形 的，正確潤(rùn)滑的軸承有助于減少所述葉片節(jié)距系統(tǒng)推動(dòng)葉片所需的扭 矩。較小的扭矩有助于防止所迷葉片節(jié)距系統(tǒng)線圈中的溫升，并防止 所述線圈的分層。此外，所述潤(rùn)滑的示范性實(shí)施例有助于防止所述軸 承及/或葉片節(jié)距系統(tǒng)被更換，這保持了所述風(fēng)力渦輪機(jī)的能量生產(chǎn)并 減少了對(duì)渦輪機(jī)進(jìn)行危險(xiǎn)而昂貴的維護(hù)工作的需要。而且，當(dāng)所述軸 承沒有變形時(shí)，也有利于減少所述風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的非對(duì)稱負(fù) 載。當(dāng)所述轉(zhuǎn)子軸負(fù)載對(duì)稱時(shí)，所述電氣瞬態(tài)的可能性也被減小。以上詳細(xì)描述了用于幫助^是升渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子效率的方法和設(shè)備的 示范性實(shí)施例。所述設(shè)備不限于本發(fā)明所描述的特定實(shí)施例，而更確 切地是，所述方法和設(shè)備的部件可以脫離本發(fā)明所描述的其他部件而 獨(dú)立并單獨(dú)地使用。例如，所逸潤(rùn)滑過程還可和其他用于控制軸承的 控制系統(tǒng)一起使用，并不限于^又應(yīng)用于本發(fā)明所描述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉 片組件。更確切地是，本發(fā)明可與許多其他軸承潤(rùn)滑應(yīng)用關(guān)聯(lián)執(zhí)行及 使用。雖然本發(fā)明根據(jù)多個(gè)特定的實(shí)施例進(jìn)行描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可在本發(fā)明權(quán)利要求精神和范圍之內(nèi)進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種渦輪機(jī)(10)，包括輪轂(20)；葉片(22)；葉片節(jié)距機(jī)構(gòu)(24)，其被配置成用于將所述葉片相對(duì)于所述輪轂移動(dòng)；軸承(80)，其被配置成用于將所述葉片連接至所述節(jié)距機(jī)構(gòu)；及連接到所述葉片節(jié)距機(jī)構(gòu)上的控制系統(tǒng)(44)，其用于控制所述葉片的移動(dòng)，所述控制系統(tǒng)被配置成用來在預(yù)定時(shí)間過去時(shí)將所述葉片由第一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)(IO),其特征在于，當(dāng)所述葉片 (22)在預(yù)定的節(jié)距角范圍內(nèi)在預(yù)定的節(jié)距角范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)，所述控制 系統(tǒng)(44)被復(fù)位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)(IO)，其特征在于，所述控制系 統(tǒng)(44)配置成用來記錄節(jié)距掃掠數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)集包括下列項(xiàng)中的 至少一個(gè)所述葉片(22)的運(yùn)動(dòng)之間的時(shí)間過去數(shù)據(jù)，所述葉片的節(jié) 距角變化，以及所述葉片相對(duì)于時(shí)間的節(jié)距角變化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)(IO),其特征在于，所述系統(tǒng)(44) 包括第三計(jì)數(shù)器，該第三計(jì)數(shù)器被配置成用于記錄電氣瞬態(tài)數(shù)據(jù)集， 所述電氣瞬態(tài)數(shù)據(jù)包括累積計(jì)數(shù)器數(shù)字以及瞬時(shí)計(jì)數(shù)器數(shù)字中的至 少一個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)(IO),其特征在于，所述軸承(80) 包括位于所述軸承之內(nèi)的潤(rùn)滑劑介質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)(IO)，其特征在于，所述控制系 統(tǒng)(44)還被配置成具有用于所述第 一位置和第二位置的值，使得所述 軸承內(nèi)的一個(gè)滾珠旋轉(zhuǎn)過至少一圈。
7. —種用于部件潤(rùn)滑的系統(tǒng)，包括 連接到節(jié)距控制機(jī)構(gòu)(24)上的葉片(22);及連接到所述節(jié)距控制機(jī)構(gòu)上的控制系統(tǒng)(44),所述控制系統(tǒng)被配置成用來控制所述葉片節(jié)距機(jī)構(gòu)以用于控制所述葉片的運(yùn)動(dòng)；且當(dāng)預(yù)定的時(shí)間過去時(shí)，將所述葉片從第 一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述葉片(22)在 預(yù)定時(shí)間內(nèi)在預(yù)定的節(jié)距角范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)，所述控制系統(tǒng)(44)被復(fù)位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(44) 被配置成當(dāng)預(yù)定的時(shí)間過去時(shí)，將所述葉片(22)從第 一位置旋轉(zhuǎn)到第 二位置，這包括，設(shè)定所迷第一位置和所述第二位置，使得所述軸承 中的一個(gè)滾珠旋轉(zhuǎn)過至少 一 圈。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定的節(jié)距 角范圍是在距離所述第 一位置的十度至二十度之間。
全文摘要
一種有助于部件潤(rùn)滑的方法和設(shè)備。提供了一種渦輪機(jī)(10)。所述渦輪機(jī)包括輪轂(20)，葉片(22)，配置成用來將所述葉片相對(duì)所述輪轂移動(dòng)的葉片節(jié)距機(jī)構(gòu)(24)，配置用來將所述葉片連接到所述節(jié)距機(jī)構(gòu)的軸承(80)，連接到所述葉片節(jié)距機(jī)構(gòu)用來控制所述葉片移動(dòng)的控制系統(tǒng)(44)，所述控制系統(tǒng)被配置成用來在預(yù)定時(shí)間結(jié)束時(shí)將所述葉片由第一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置。
文檔編號(hào)F04D25/08GK101216041SQ20081000166
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月3日
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