專利名稱：具有被布置為減小其部件上的縮短壽命的負(fù)荷的槳距控制的風(fēng)力渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有槳距(pitch)控制的風(fēng)力渦輪機(jī)，該槳距控制被布置為減小風(fēng)力渦輪機(jī)部件上的縮短壽命的負(fù)荷。

背景技術(shù)：
來(lái)自現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)的功率輸出可借助用于對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的槳距角進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度和功率輸出由此可得到初始控制，例如在通過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置傳送到市電網(wǎng)之前。這種控制的優(yōu)點(diǎn)在于保護(hù)轉(zhuǎn)子在高風(fēng)速時(shí)免于以過(guò)大的速度旋轉(zhuǎn)，并保護(hù)轉(zhuǎn)子葉片免遭過(guò)大的負(fù)荷。
特別是對(duì)于大的轉(zhuǎn)子直徑，風(fēng)入流曲線(wind inflow profile)的分布可在轉(zhuǎn)子面積上不均勻，導(dǎo)致作為一個(gè)完整旋轉(zhuǎn)的函數(shù)的、對(duì)于各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的不均勻的負(fù)荷，以及對(duì)于風(fēng)力渦輪機(jī)傳動(dòng)系的不對(duì)稱面外(out ofplane)加載。轉(zhuǎn)子面上來(lái)自風(fēng)的不對(duì)稱負(fù)荷導(dǎo)致轉(zhuǎn)子被變化的傾斜力矩和偏航力矩加載。對(duì)于自由風(fēng)入流(free wind inflow)情況，風(fēng)切變分布近似是線性的，且作為旋轉(zhuǎn)的函數(shù)的所述負(fù)荷具有接近正弦的特性，其頻率等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率。為了在轉(zhuǎn)子葉片上保持更為恒定的負(fù)荷，已經(jīng)將槳距控制功能應(yīng)用到風(fēng)力渦輪機(jī)槳距控制器，其中，具有與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)相等頻率的轉(zhuǎn)子周期校正已被添加到個(gè)體轉(zhuǎn)子葉片的整體槳距角設(shè)置。
風(fēng)力渦輪機(jī)的特定上風(fēng)距離內(nèi)的任何障礙物對(duì)于風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生尾流(wake)，并因此消除了自由風(fēng)入流情況。障礙物的實(shí)例可能是其他的風(fēng)力渦輪機(jī)，因?yàn)轱L(fēng)力渦輪機(jī)總是在下風(fēng)方向投射尾流。
在風(fēng)力渦輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)知道，提供用于轉(zhuǎn)子葉片的槳距控制裝置的裝置，即出于減小極值負(fù)荷以及導(dǎo)致葉片——特別是葉片根部上——以及轉(zhuǎn)子和變送器(transmission)的其它部件的疲勞的負(fù)荷變化的目的，將各個(gè)葉片繞縱向軸旋轉(zhuǎn)到預(yù)定角位置以便獲得與風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的其它葉片的槳距角不同的葉片槳距角的裝置。槳距控制可對(duì)各個(gè)葉片是獨(dú)立的，使得在個(gè)體葉片的槳距角之間不存在依賴性，或者，槳距控制可為周期型的，也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)子葉片的瞬時(shí)槳距角依賴于轉(zhuǎn)子葉片的瞬時(shí)方位角的函數(shù)，該函數(shù)對(duì)于轉(zhuǎn)子的所有葉片至少基本上相同，由此，在整個(gè)旋轉(zhuǎn)中，依賴于個(gè)體葉片的方位角，所有葉片經(jīng)歷基本相同的槳距角序列。
Caselitz等人的“Reduction of fatigue loads on wind energy convertersby advanced control methods”(歐洲風(fēng)能大會(huì)，1997年10月，都柏林城堡，愛(ài)爾蘭)公開(kāi)了一種減小疲勞負(fù)荷的方法，該方法通過(guò)分析轉(zhuǎn)子上的不對(duì)稱負(fù)荷來(lái)確定空氣動(dòng)力地感應(yīng)的傾斜(tilt)以及偏航(yaw)力矩，并通過(guò)轉(zhuǎn)子葉片的槳距來(lái)對(duì)之進(jìn)行補(bǔ)償，以便減小風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片以及其它部件上的變化的負(fù)荷，特別是拍擊式的彎曲力矩變化，即在導(dǎo)致疲勞的葉片上的使葉片從轉(zhuǎn)子盤(pán)的平面彎曲的力矩。
E.A.Bossanyi的“Individual Blade Pitch Control For Load Reduction”(Wind Energy 2003，Vol.6)討論了個(gè)體葉片槳距控制對(duì)于減小由于風(fēng)切變、塔架遮蔽、偏航失調(diào)以及湍流引起的轉(zhuǎn)子盤(pán)上的風(fēng)速變化所導(dǎo)致的不對(duì)稱空氣動(dòng)力負(fù)荷的應(yīng)用。對(duì)以葉片的一次回轉(zhuǎn)為周期的葉片負(fù)荷變化進(jìn)行分析，對(duì)個(gè)體葉片的槳距進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便補(bǔ)償不對(duì)稱負(fù)荷，由此減小引起疲勞的負(fù)荷變化。
在EP 0995904中公開(kāi)了一種風(fēng)力渦輪機(jī)，其具有有著可調(diào)節(jié)迎角的葉片以及這樣的變換器該變換器提供測(cè)量參數(shù)，該參數(shù)給出對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)的元件上的當(dāng)前負(fù)荷的量度。葉片角度依賴于測(cè)量參數(shù)受到調(diào)節(jié)，其表示結(jié)構(gòu)元件的加速或變形并給出力或轉(zhuǎn)矩的量度。轉(zhuǎn)子葉片可個(gè)體地受到調(diào)節(jié)，并且，進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便減小風(fēng)力渦輪機(jī)軸承上的沖擊力，并減小負(fù)荷中的變化，從而消除風(fēng)力渦輪機(jī)元件的疲勞。在WO 2004/074681中，公開(kāi)了用于控制風(fēng)力渦輪機(jī)的空氣動(dòng)力負(fù)荷的類似的方法。
風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸不斷增大，因此，風(fēng)力渦輪機(jī)的產(chǎn)出不斷增大，這也作為副效應(yīng)地在風(fēng)力渦輪機(jī)的所有部件上產(chǎn)生增大的負(fù)荷，特別是在包括葉片、發(fā)電機(jī)、軸承、可能的齒輪箱等的傳動(dòng)系上，常常導(dǎo)致所涉及部件的短的壽命，除非采取措施來(lái)減小導(dǎo)致壽命縮短的負(fù)荷。風(fēng)力渦輪機(jī)部件上的空氣動(dòng)力負(fù)荷至少可在某種程度上受到變槳距控制的控制，本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)操作槳距控制對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)部件上減少其壽命的負(fù)荷的改進(jìn)控制。


發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了可通過(guò)以下方式來(lái)延長(zhǎng)風(fēng)力渦輪機(jī)的主軸承——即支撐相對(duì)于機(jī)艙旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸承——的運(yùn)行壽命借助轉(zhuǎn)子葉片的個(gè)體槳距控制，以便借助葉片上的空氣動(dòng)力在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生平均傾斜力矩，從而通過(guò)減小軸承上的平均彎曲力矩來(lái)減輕主軸承的負(fù)擔(dān)，其中，傾斜力矩至少部分地抵消主軸承上來(lái)自轉(zhuǎn)子重量的外伸負(fù)荷力(overhangload force)所導(dǎo)致的彎曲力矩。
因此，本發(fā)明涉及一種風(fēng)力渦輪機(jī)，其包含 轉(zhuǎn)子，其具有輪轂(hub)和至少兩個(gè)葉片， 主軸承裝置，其提供轉(zhuǎn)子在風(fēng)力渦輪機(jī)非旋轉(zhuǎn)部件上的旋轉(zhuǎn)支撐， 葉片變槳距裝置，其用于各個(gè)葉片繞其縱向軸的角度的個(gè)體調(diào)節(jié)， 控制裝置，其用于控制葉片變槳距裝置的運(yùn)行， 其中，控制裝置被布置為在風(fēng)力渦輪機(jī)平常運(yùn)行過(guò)程中操作葉片變槳距裝置，以便執(zhí)行各個(gè)葉片的角度的調(diào)節(jié)，使得轉(zhuǎn)子上的空氣動(dòng)力平均傾斜力矩抵消由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量上的重力引起的外伸負(fù)荷力在主軸承上所導(dǎo)致的彎曲力矩。
外伸負(fù)荷力所導(dǎo)致的彎曲力矩被取為在低風(fēng)速期間當(dāng)轉(zhuǎn)子空閑或靜止時(shí)所測(cè)量的。
轉(zhuǎn)子上由于轉(zhuǎn)子葉片上的空氣動(dòng)力引起的平均傾斜力矩在風(fēng)力渦輪機(jī)平常運(yùn)行過(guò)程中優(yōu)選為具有這樣的大小至少抵消由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的重力引起的外伸負(fù)荷力在主軸承上所導(dǎo)致的彎曲轉(zhuǎn)矩的20％，更為優(yōu)選的是至少30％，最優(yōu)選的是至少其50％。
術(shù)語(yǔ)“風(fēng)力渦輪機(jī)平常運(yùn)行”至少理解為以風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生其額定功率輸出的風(fēng)速的運(yùn)行，通常從10-15m/s的范圍內(nèi)的風(fēng)速一直到風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)行出于安全原因而停止的切斷風(fēng)速，切斷風(fēng)速典型地在25m/s左右。優(yōu)選為，12m/s與18m/s之間的平均風(fēng)速范圍至少被包含在內(nèi)。然而，在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，在典型地在4m/s左右的接入(cut-in)風(fēng)速或在例如8m/s的略高的風(fēng)速時(shí)提供提供抵消傾斜力矩。
控制裝置被布置為進(jìn)行個(gè)體葉片的槳距角調(diào)節(jié)，優(yōu)選為也進(jìn)行葉片槳距角的普遍調(diào)節(jié)，從而也調(diào)節(jié)風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電。個(gè)體葉片的槳距角可被調(diào)節(jié)為結(jié)合抵消平均傾斜轉(zhuǎn)矩的提供，增大低風(fēng)速運(yùn)行條件下風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電，減小疲勞負(fù)荷，等等。
葉片槳距角的個(gè)體調(diào)節(jié)優(yōu)選為是周期型的，其中，個(gè)體葉片的槳距角依賴于葉片的瞬時(shí)方位角的確定的函數(shù)，所述確定的函數(shù)對(duì)于轉(zhuǎn)子的所有葉片至少基本上相同。然而，本發(fā)明也適用于這樣的風(fēng)力渦輪機(jī)其中，槳距控制對(duì)于各個(gè)葉片是獨(dú)立的，故個(gè)體葉片的槳距角之間沒(méi)有依賴性。
風(fēng)力渦輪機(jī)優(yōu)選為可進(jìn)一步包含測(cè)量裝置，其被布置為檢測(cè)轉(zhuǎn)子負(fù)荷數(shù)據(jù)，并向控制裝置提供對(duì)應(yīng)于所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的輸出，負(fù)荷數(shù)據(jù)為轉(zhuǎn)子上的瞬時(shí)機(jī)械負(fù)荷的量度， 其中，控制裝置進(jìn)一步被布置為運(yùn)行葉片變槳距裝置，以便響應(yīng)于輸出自測(cè)量裝置的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行各個(gè)葉片的角度調(diào)節(jié)。負(fù)荷數(shù)據(jù)可應(yīng)用于葉片槳距角的控制，以便使得來(lái)自風(fēng)力渦輪機(jī)的功率輸出最大化，使得負(fù)荷變化最小化，由此使風(fēng)力渦輪機(jī)部件上、特別是葉片上的疲勞負(fù)荷最小化，從而抵消風(fēng)力渦輪機(jī)部件的振動(dòng)或以上所述的組合。
根據(jù)一實(shí)施例，測(cè)量裝置被布置為提供葉片根部彎曲力矩的量度，特別是對(duì)于轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)葉片，優(yōu)選為在多于一個(gè)的葉片上，例如風(fēng)力渦輪機(jī)的兩個(gè)或三個(gè)葉片。同樣優(yōu)選的是，根部彎曲力矩在基本垂直的兩個(gè)方向測(cè)量。
作為例如借助應(yīng)變儀對(duì)葉片根部彎曲力矩進(jìn)行測(cè)量的附加或替代的是，風(fēng)力渦輪機(jī)可包含被布置為提供對(duì)于葉片的迎角的量度的測(cè)量裝置，例如葉片表面上的開(kāi)口，其用于測(cè)量沿著葉片截面的空氣動(dòng)力曲線的多個(gè)位置的靜壓力以確定最高靜壓力的位置，并由此確定該特定截面上的迎角。開(kāi)口可被設(shè)置在葉片的一個(gè)或一個(gè)以上的截面上。通過(guò)獲知葉片的旋轉(zhuǎn)速度以及所經(jīng)歷的迎角，局部風(fēng)速可被推斷，由此，該特定位置上葉片上的負(fù)荷可被計(jì)算。
作為可與前面介紹的相組合的進(jìn)一步的替代方式，測(cè)量裝置可被布置為提供風(fēng)力渦輪機(jī)主軸——例如低或高速軸——上的負(fù)荷力的量度，優(yōu)選為在兩個(gè)基本垂直的方向上測(cè)量。
控制裝置可進(jìn)一步包含數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)裝置，用于重復(fù)收集和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)子的所述負(fù)荷數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理裝置，用于處理風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的所述收集的負(fù)荷數(shù)據(jù)并由所述負(fù)荷數(shù)據(jù)確定對(duì)于轉(zhuǎn)子的負(fù)荷分布函數(shù)，其中，控制裝置被布置為響應(yīng)于所確定的負(fù)荷分布函數(shù)來(lái)操作葉片變槳距裝置。
本發(fā)明還涉及一種減小風(fēng)力渦輪機(jī)主軸承上的平均彎曲力矩的方法，轉(zhuǎn)子由所述主軸承旋轉(zhuǎn)支撐，該方法包含以下步驟 響應(yīng)于抵消空氣動(dòng)力平均傾斜力矩(Mt，c)的預(yù)定值，將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片變槳距裝置操作到風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的個(gè)體變槳距，使得基本上與所述預(yù)定值對(duì)應(yīng)地，轉(zhuǎn)子上的空氣動(dòng)力平均傾斜力矩抵消由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的重力引起的外伸負(fù)荷力在主軸承上所導(dǎo)致的彎曲力矩。



參照附圖，下面將介紹本發(fā)明，在附圖中 圖1示出了大型現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)，其在風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子中包含三個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片； 圖2示出了用于測(cè)量方位角Ψ的參照系，方位角Ψ由葉片1的位置定義； 圖3a原理性地示出了風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片負(fù)荷測(cè)量方向的實(shí)例； 圖3b示出了用于測(cè)量風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片負(fù)荷的坐標(biāo)參照系； 圖4原理性地示出了用于控制風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的槳距角的控制系統(tǒng)的實(shí)施例； 圖5a示出了對(duì)應(yīng)于自由風(fēng)入流情況作為在轉(zhuǎn)子葉片頂位置(Ψ＝0[rad])與向下位置(Ψ＝π[rad])之間的理想化線性風(fēng)切變分布的結(jié)果的、3葉片風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片上的面外力矩負(fù)荷； 圖5b示出了對(duì)于一個(gè)完整轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)作為方位的函數(shù)以及作為具有轉(zhuǎn)子葉片共同槳矩調(diào)節(jié)的所述線性風(fēng)切變分布結(jié)果的、變換后的力矩負(fù)荷mtilt與myaw； 圖6示出了希望的階梯函數(shù)和轉(zhuǎn)子周期槳矩調(diào)節(jié)之間的槳距角誤差； 圖7原理性地示出了槳矩控制的風(fēng)力渦輪機(jī)中本發(fā)明的適應(yīng)性槳矩系統(tǒng)的功能； 圖8a示出了對(duì)應(yīng)于理想化半尾流入流(half wake inflow)情況作為水平階梯切變的結(jié)果的、3葉片風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片上的面外力矩負(fù)荷； 圖8b示出了對(duì)于一個(gè)完整轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)作為方位的函數(shù)以及作為所述水平階梯切變的結(jié)果的、變換后的力矩負(fù)荷mtilt與myaw 圖9示出了對(duì)應(yīng)于理想化半尾流入流情況作為水平階梯切變的結(jié)果在濾波力矩負(fù)荷mtilt{h}及myaw{h}和實(shí)際變換力矩負(fù)荷mtilt及myaw之間的差； 提供附圖以便示出本發(fā)明的實(shí)施例，其不是為了對(duì)由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。

具體實(shí)施例方式 下面公開(kāi)了本發(fā)明減小風(fēng)力渦輪機(jī)主軸承上的平均彎曲力矩的實(shí)施實(shí)例，該風(fēng)力渦輪機(jī)具有周期變槳矩型的變槳距控制布置，其使用葉片負(fù)荷的高次仿真來(lái)減小葉片的疲勞。
圖1示出了現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)1，其具有塔架2以及位于塔架頂部的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙3。
包含至少一個(gè)葉片——例如所示出的三個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片5——的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)槳距機(jī)構(gòu)16被連接到輪轂4。各個(gè)槳距機(jī)構(gòu)包含葉片軸承和槳距致動(dòng)裝置，該裝置允許葉片關(guān)于風(fēng)變槳距。通過(guò)以將在下面進(jìn)一步介紹的較高次周期性槳距控制運(yùn)行的槳距控制器，葉片的變槳距對(duì)于轉(zhuǎn)子的各個(gè)葉片受到控制。
風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的葉片5通過(guò)伸出機(jī)艙前部的低速軸4連接到機(jī)艙。
如圖所示，某個(gè)水平以上的風(fēng)將致動(dòng)轉(zhuǎn)子，并允許其以垂直于風(fēng)的方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換為電力，其通常被供到配電網(wǎng)絡(luò)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的那樣。
圖3A示出了通過(guò)伸出機(jī)艙前部的低速軸4連接到機(jī)艙3的風(fēng)力渦輪機(jī)的一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片5。
轉(zhuǎn)子葉片被依賴于例如相對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)向、轉(zhuǎn)子葉片面積、轉(zhuǎn)子葉片槳距等的風(fēng)力Fload(t)加載。試圖從塔架或基座斷開(kāi)機(jī)艙的所述風(fēng)力在低速軸4上并在轉(zhuǎn)子葉片10的根部繞其中心線8產(chǎn)生負(fù)荷彎曲力矩mx。
圖3b示出了作用在一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片上的原位力(in situ force)的形式化圖，其示出了低速軸4a的中心點(diǎn)，低速軸8a的水平中心線，轉(zhuǎn)子葉片的通過(guò)低速軸4的中心點(diǎn)的垂直中心線，總風(fēng)力Fload(t)，葉片號(hào)x的負(fù)荷彎曲力矩(或面外力矩)的方向。
圖4原理性地示出了用于對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的槳距角進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。
風(fēng)力渦輪機(jī)1的數(shù)據(jù)由傳感器裝置11進(jìn)行測(cè)量，例如槳距位置傳感器、葉片負(fù)荷傳感器、方位傳感器等。測(cè)量得到的傳感器數(shù)據(jù)被供到計(jì)算裝置12，以便將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為反饋信號(hào)。反饋信號(hào)用在槳距控制系統(tǒng)13中，槳距控制系統(tǒng)13通過(guò)建立用于控制所述至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片5的控制值來(lái)控制槳距角。
計(jì)算裝置12優(yōu)選為包含微處理器和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置，用于所述反饋信號(hào)的連續(xù)控制。
通過(guò)連續(xù)測(cè)量轉(zhuǎn)子葉片上的當(dāng)前負(fù)荷力矩值，依賴于葉片的瞬時(shí)方位角位置對(duì)于葉片計(jì)算所希望的最優(yōu)方位角設(shè)置函數(shù)，以便減小葉片上的疲勞負(fù)荷，并將此信息在閉合反饋環(huán)中饋送到槳距控制系統(tǒng)，可以使得控制最優(yōu)化為(基本上)在風(fēng)力渦輪機(jī)的設(shè)置限制處控制轉(zhuǎn)子，特別是在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的設(shè)置限制處。通過(guò)將用于減小風(fēng)力渦輪機(jī)上、特別是葉片上的變化疲勞負(fù)荷的這種周期性槳距型反饋環(huán)與根據(jù)本發(fā)明的用于控制葉片槳距角以產(chǎn)生抵消轉(zhuǎn)子軸承上的彎曲力矩的轉(zhuǎn)子空氣動(dòng)力平均傾斜力矩的分立控制環(huán)結(jié)合，獲得一種控制系統(tǒng)，其平衡轉(zhuǎn)子軸承上的壽命縮短平均軸承力矩的以及疲勞負(fù)荷的減小，以便增大風(fēng)力渦輪機(jī)部件的整體壽命。
這里介紹現(xiàn)有技術(shù)中用于控制風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的面外力矩負(fù)荷的實(shí)例。
密切對(duì)應(yīng)于理想化的自由風(fēng)入流情況，3葉片風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片上的葉片根部負(fù)荷MR＝[m1，m2，m3]T被定義為在轉(zhuǎn)子葉片頂位置(ψ＝0)和向下位置(ψ＝π)之間的給定線性風(fēng)切變分布的結(jié)果。
圖5a示出了對(duì)于自由風(fēng)入流條件的所述力矩的典型圖。
將MR變換到由傾斜、偏航以及推動(dòng)等效方向定義的坐標(biāo)系，相應(yīng)的力矩負(fù)荷mtilt、myaw、msum變?yōu)? msum＝m1+m2+m3 對(duì)于圖5a所示的負(fù)荷，所述變換的力矩負(fù)荷mtilt、myaw在圖5b中被示為具有共同槳距調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)子的一次完整回轉(zhuǎn)的函數(shù)，也就是說(shuō)，槳距角對(duì)于轉(zhuǎn)子的各個(gè)葉片是相同的。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的此理想化實(shí)例，mtilt、myaw是恒定的。
圖5a所示的MR的接近正弦的特性將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片上的疲勞負(fù)荷。部分地補(bǔ)償轉(zhuǎn)子葉片上的這些變化負(fù)荷的技術(shù)將因此在葉片完整旋轉(zhuǎn)過(guò)程中個(gè)別地控制轉(zhuǎn)子葉片，以便拉平風(fēng)力的分布，也就是說(shuō)，與包含葉片的轉(zhuǎn)子所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)運(yùn)行的底部相比，轉(zhuǎn)子葉片在頂部被變槳為較少地入風(fēng)(less into the wind)。
由于MR和槳距角的希望的控制之間的這種密切關(guān)系，希望的槳距控制信號(hào)也是方位角的函數(shù)，即等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率的頻率上的正弦函數(shù)。這種技術(shù)被稱為風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的一次周期或轉(zhuǎn)子周期變槳距，即在葉片完整旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的槳距角的周期變化，依賴于與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率相等的頻率上的正弦函數(shù)。
當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入尾流時(shí)，其暴露在階梯狀的剪切力中。這已經(jīng)由風(fēng)力渦輪機(jī)上的實(shí)際測(cè)量證實(shí)。仍然為了在這種情況下保持轉(zhuǎn)子葉片上的恒定負(fù)荷，所述轉(zhuǎn)子周期槳距控制可被應(yīng)用，產(chǎn)生負(fù)荷的基本最優(yōu)化。但是，由于被影響的負(fù)荷具有階梯性且所述轉(zhuǎn)子周期槳距控制具有正弦特性，將總是發(fā)生轉(zhuǎn)子葉片上的不能忽略的交變負(fù)荷。
這在圖6中對(duì)于所述理想化的半尾流情況示出。曲線14示出了在槳距角控制中的希望的突然變化，曲線15示出了由所述轉(zhuǎn)子周期性槳距技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際校正槳距角控制。由于兩個(gè)曲線之間的區(qū)別，角誤差16被引入，仍導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片上的增大的疲勞負(fù)荷的可能。
這里介紹了本發(fā)明的用于控制風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上的面外力矩負(fù)荷的實(shí)例。
圖7示出了本發(fā)明的用于控制風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的槳距角的所述控制系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。
轉(zhuǎn)子葉片上的力矩負(fù)荷MR＝[m1m2m3]T，方位角ψ由傳感器裝置測(cè)量并饋送到計(jì)算機(jī)裝置。MR被變換到由傾斜、偏航、推動(dòng)等效方向定義的坐標(biāo)系，MF＝[mtilt myaw msum]T＝T·MR 其中 變換關(guān)系由MR＝T-1·MF給出。
MF通過(guò)濾波器(H)被數(shù)據(jù)處理為MF{h}，得出并處理轉(zhuǎn)子頻率(ωnom)的不同倍數(shù)整數(shù)的多個(gè)諧波函數(shù)，以便對(duì)槳距角控制系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)，從而通過(guò)這種方式減小測(cè)量得到的負(fù)荷數(shù)據(jù)上的波動(dòng)轉(zhuǎn)子葉片上的負(fù)荷變化被減小，以便減小轉(zhuǎn)子上的疲勞負(fù)荷。
或者，轉(zhuǎn)子頻率(ωnom)的僅僅一個(gè)諧波函數(shù)由數(shù)據(jù)處理得出，帶來(lái)較為簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，即前面提到的轉(zhuǎn)子周期槳距控制系統(tǒng)，其也可應(yīng)用于本發(fā)明。
所述數(shù)據(jù)處理濾波器(H)的優(yōu)選實(shí)施例為具有指數(shù)遺忘的遞歸最小二乘(RLS)推算子。這是一種數(shù)學(xué)最優(yōu)化技術(shù)，通過(guò)試圖使一組觀測(cè)數(shù)據(jù)與一組期望數(shù)據(jù)之間的偏差平方和最小化，其試圖找到對(duì)一組數(shù)據(jù)的最佳擬合。
RLS處理算法基于幾個(gè)關(guān)鍵算子，并能在計(jì)算機(jī)例程中在下面的算法后實(shí)現(xiàn) 例程
θ＝[a0 a1 b1 a2 b2 a3 b3 a4 b4]T R＝用0元素初始化的9×9矩陣 G＝用1元素初始化的9×1向量 μ＝1/k0for p＝1...N(p被表示為例程步進(jìn)號(hào)碼，1，2，3...) t＝p·Ts for i＝1...3(在mtilt、myaw和msum上的迭代)

θ(i)＝(R(i))-1G(i)
end end 在上面的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)例中 ωnom＝標(biāo)稱周期轉(zhuǎn)子頻率 φ＝諧波分析向量(這里包含直到4次諧波的分量) θ＝諧波幅度 R＝9×9矩陣，用0元素初始化 G＝9×1向量，用0元素初始化 Ts＝仿真步進(jìn)時(shí)間 μ＝遺忘因子 k0＝定義遺忘因子的正整數(shù) 值得注意的是，所述RLS濾波器是適應(yīng)性的，這得到，濾波器輸出作為對(duì)輸入上的變化的響應(yīng)而變化。
數(shù)據(jù)處理的實(shí)際應(yīng)用版本包含計(jì)算裝置，其連續(xù)地或?qū)τ陬A(yù)定的時(shí)間周期用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)獲取、諧波分析、RLS濾波器計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和D/A轉(zhuǎn)換。
由于傳感器裝置的時(shí)間延遲，在計(jì)算裝置以及在槳距控制系統(tǒng)中，校正槳距角控制信號(hào)關(guān)于測(cè)量得到的轉(zhuǎn)子負(fù)荷MR受到時(shí)間平移。為了對(duì)之進(jìn)行校正，MF{h}相等地受到時(shí)間平移以便同步化，即 諧波信號(hào)和的總時(shí)間平移可被如下實(shí)現(xiàn) 故 (1×2)×(2×2)×(2×1)＝(1×1) 其中 P{i}＝[ai bi]T Q(i)(τ)＝[cos(ωiτ)sin(ωiτ)]T 通過(guò)濾波和時(shí)間平移后的信號(hào)MFS{h}從固定參照系被變換回到旋轉(zhuǎn)參照系。
信號(hào)MR{h}乘以到弧度的轉(zhuǎn)換增益，即并被加到共同槳距需求信號(hào)βdem{c}。
對(duì)應(yīng)于理想化半尾流入流情況，作為水平階梯切變的結(jié)果，圖8a示出了3葉片風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片上的示例性力矩負(fù)荷MR＝[m1 m2 m3]T。
將MR變換到由傾斜、偏航、推動(dòng)等效方向定義的坐標(biāo)系，相應(yīng)的力矩負(fù)荷mtilt、myaw、msum變?yōu)? msum＝m1+m2+m3 mtilt、myaw在圖8b中被示為轉(zhuǎn)子的一次完整旋轉(zhuǎn)的函數(shù)。
類似于圖8b所示函數(shù)的周期性函數(shù)可被分解為被稱為傅立葉級(jí)數(shù)的正弦與余弦的無(wú)限和，并能在這種情況下一般地表示為 其中 對(duì)于i＝0，1，2，3，… 傅立葉級(jí)數(shù)的計(jì)算被稱為諧波分析。
由m(Ψ)的公式可以看出，傅立葉級(jí)數(shù)由非交替分量、根據(jù)基本參數(shù)Ψ交替的分量和基本頻率的不同整數(shù)倍的多個(gè)周期性函數(shù)構(gòu)成。加權(quán)傅立葉系數(shù)ai、bi確定原始信號(hào)中各個(gè)諧波頻率的幅度。
所述RLS推算子對(duì)由諧波分析得到的截短數(shù)量的周期性函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，例如基本轉(zhuǎn)子頻率的前四倍諧波。RLS推算子的目的在于產(chǎn)生饋送到槳距控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)，以便使得負(fù)荷信號(hào)MR中的能量最小化，即使得轉(zhuǎn)子葉片上的波動(dòng)負(fù)荷最小化。
對(duì)于這一理想化實(shí)例，分別代表MF的負(fù)荷力矩mtilt、myaw的輸入信號(hào)17、19在圖9中示出。MF{h}的輸出信號(hào)mtilt{h}和myaw{h}分別用18、20表示。所述RLS濾波器已經(jīng)處理基波頻率的前四倍諧波。
濾波后的信號(hào)MF{h}被時(shí)間平移為信號(hào)MFS{h}并通過(guò)從固定參照系變換回到旋轉(zhuǎn)參照系，其中 最后，濾波后的信號(hào)MR{h}受到增益調(diào)節(jié)，以便得到槳距角控制信號(hào)βdem{h}。
為了產(chǎn)生具有這樣的大小的預(yù)定抵消平均傾斜力矩Mt，c而提供了分立的控制電路該大小對(duì)應(yīng)于在低風(fēng)速期間當(dāng)轉(zhuǎn)子空閑或靜止時(shí)所測(cè)量的外伸負(fù)荷力導(dǎo)致的彎曲力矩的預(yù)期由轉(zhuǎn)子上的空氣動(dòng)力抵消的部分，例如其20-50％，但理論上一直到彎曲力矩的100％。預(yù)定的抵消平均傾斜力矩Mt，c被提供給控制單元C，在那里，其通過(guò)T-1函數(shù)從固定參照系被變換到旋轉(zhuǎn)參照系，并且，控制單元確定包含對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片的各個(gè)方位角的槳距角變化的槳距角控制信號(hào)βdem{t，c}，以便產(chǎn)生抵消平均傾斜力矩Mt，c，即當(dāng)處于轉(zhuǎn)子平面的上半時(shí)，一般地增大葉片上的水平空氣動(dòng)力負(fù)荷，當(dāng)處于轉(zhuǎn)子平面的下半時(shí)，減小葉片上的水平空氣動(dòng)力負(fù)荷。
這兩個(gè)槳距角控制信號(hào)βdem{t，c}和βdem{h}被加到由風(fēng)力渦輪機(jī)速度控制器限定的整體槳距角控制信號(hào)βdem{c}，求和得到的控制信號(hào)βdem被饋送到進(jìn)行希望的動(dòng)作的槳距控制器。
在替代實(shí)施例中，預(yù)定抵消平均傾斜力矩Mt，c作為限制由槳距系統(tǒng)的控制獲得的傾斜力矩偏移的基準(zhǔn)值被饋送到計(jì)算裝置，在那里，原始計(jì)算裝置用為零的傾斜力矩基準(zhǔn)值來(lái)運(yùn)行。因此，預(yù)定抵消平均傾斜力矩Mt，c例如可被饋送到增益模塊，在那里，其通過(guò)T-1函數(shù)從固定參照系被變換到旋轉(zhuǎn)參照系，槳距角控制信號(hào)βdem{h}被確定為使得葉片的實(shí)際負(fù)荷函數(shù)和希望負(fù)荷函數(shù)之間的偏差最小化，這提供了轉(zhuǎn)子的預(yù)定抵消平均傾斜力矩Mt，c以及零偏航力矩，導(dǎo)致葉片上的疲勞負(fù)荷的減小以及主軸承上的減小的平均傾斜力矩，帶來(lái)主軸承的壽命的延長(zhǎng)。
上面參照具有通過(guò)槳距機(jī)構(gòu)控制風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的控制系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的具體實(shí)例介紹了本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)明了，本發(fā)明不限于上面介紹的特定實(shí)例，而是可以在如權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)以多種變型設(shè)計(jì)和改變，例如，使用其他的公式和/或測(cè)量數(shù)據(jù)作為補(bǔ)充。
參考標(biāo)號(hào) 在附圖中，下面的標(biāo)號(hào)表示 1風(fēng)力渦輪機(jī)或風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng) 2風(fēng)力渦輪機(jī)塔架 3風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙 4低速軸 4a低速軸的中心點(diǎn) 5風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片 6具有至少一個(gè)葉片的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子 7風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的尖端點(diǎn) 8低速軸的中心線 8a低速軸的形式化的中心線 9通過(guò)低速軸中心點(diǎn)的轉(zhuǎn)子葉片的垂直中心線 10風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的根部 11傳感器裝置 12計(jì)算裝置 13槳距控制系統(tǒng) 14希望的步進(jìn)槳距角的實(shí)力 15槳距角的實(shí)際轉(zhuǎn)子周期校正的實(shí)例 16角度誤差-轉(zhuǎn)子周期角度校正 17理想化mtilt 18濾波后的mtilt 19理想化的myaw 20濾波后的myaw 21角度誤差-諧波角度校正 22槳距角的實(shí)際諧波校正的實(shí)例 Ψ轉(zhuǎn)子葉片1相對(duì)于固定垂直參照位置的方位角
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)，其包含
轉(zhuǎn)子，其具有輪轂和至少兩個(gè)葉片，
主軸承裝置，其提供轉(zhuǎn)子在風(fēng)力渦輪機(jī)非旋轉(zhuǎn)部件上的旋轉(zhuǎn)支撐，
葉片變槳距裝置，其用于各個(gè)葉片繞其縱向軸的角度的個(gè)體調(diào)節(jié)，以及
控制裝置，其用于控制葉片變槳距裝置的運(yùn)行，
其中，控制裝置被布置為在風(fēng)力渦輪機(jī)平常運(yùn)行過(guò)程中操作葉片變槳距裝置，以便執(zhí)行各個(gè)葉片的角度的調(diào)節(jié)，使得轉(zhuǎn)子上的空氣動(dòng)力平均傾斜力矩抵消由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量上的重力引起的外伸負(fù)荷力在主軸承上所導(dǎo)致的彎曲力矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，轉(zhuǎn)子上的平均傾斜力矩抵消由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的重力引起的外伸負(fù)荷力在主軸承上所導(dǎo)致的彎曲轉(zhuǎn)矩的至少20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，轉(zhuǎn)子上的平均傾斜力矩抵消由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的重力引起的外伸負(fù)荷力在主軸承上所導(dǎo)致的彎曲轉(zhuǎn)矩的至少30％，優(yōu)選為至少50％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，風(fēng)力渦輪機(jī)平常運(yùn)行包含風(fēng)力渦輪機(jī)以12m/與18m/s之間的平均風(fēng)速的運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，還包含測(cè)量裝置，其被布置為檢測(cè)轉(zhuǎn)子的負(fù)荷數(shù)據(jù)，并向控制裝置提供根據(jù)所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的輸出，負(fù)荷數(shù)據(jù)為轉(zhuǎn)子上的瞬時(shí)機(jī)械負(fù)荷的量度，
其中，控制裝置進(jìn)一步被布置為運(yùn)行葉片變槳距裝置，以便響應(yīng)于輸出自測(cè)量裝置的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行各個(gè)葉片的角度的調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，控制裝置確定共同周期槳矩函數(shù)，并依賴于個(gè)體葉片的瞬時(shí)方位角根據(jù)所述周期槳矩函數(shù)操作葉片變槳距裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述測(cè)量裝置被布置為提供葉片根部彎曲力矩的量度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述葉片根部彎曲力矩對(duì)于轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)葉片測(cè)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述葉片根部彎曲力矩在風(fēng)力渦輪記的多于一個(gè)的葉片上測(cè)量，例如兩個(gè)或三個(gè)葉片。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述根部彎曲力矩在兩個(gè)基本垂直的方向上測(cè)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-10中任意一項(xiàng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述測(cè)量裝置被布置為對(duì)于葉片提供迎角的量度。
12.根據(jù)權(quán)利要求5-11中任意一項(xiàng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述測(cè)量裝置被布置為提供風(fēng)力渦輪機(jī)主軸上的負(fù)荷力的量度，例如低或高速軸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述軸上的所述負(fù)荷力在兩個(gè)基本垂直的方向測(cè)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求5-13中任意一項(xiàng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，控制裝置包含數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)裝置，用于重復(fù)收集和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)子的所述負(fù)荷數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理裝置，用于處理風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的所述收集的負(fù)荷數(shù)據(jù)并由所述負(fù)荷數(shù)據(jù)確定對(duì)于轉(zhuǎn)子的負(fù)荷分布函數(shù)，其中，控制裝置被布置為響應(yīng)于所確定的負(fù)荷分布函數(shù)來(lái)操作葉片變槳距裝置。
15.一種減小風(fēng)力渦輪機(jī)主軸承上的平均彎曲力矩的方法，轉(zhuǎn)子由所述主軸承旋轉(zhuǎn)支撐，該方法包含以下步驟
響應(yīng)于抵消空氣動(dòng)力平均傾斜力矩(Mt，c)的預(yù)定值，將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片變槳距裝置操作到風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的個(gè)體變槳距，使得基本上對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定值地，轉(zhuǎn)子上的空氣動(dòng)力平均傾斜力矩抵消由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的重力引起的外伸負(fù)荷力在主軸承上所導(dǎo)致的彎曲力矩。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，轉(zhuǎn)子上的預(yù)定平均傾斜力矩對(duì)應(yīng)于由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量上的重力產(chǎn)生的外伸負(fù)荷力在主軸承上導(dǎo)致的彎曲力矩的至少20％的抵消。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，轉(zhuǎn)子上的平均傾斜力矩對(duì)應(yīng)于由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量上的重力產(chǎn)生的外伸負(fù)荷力在主軸承上導(dǎo)致的彎曲力矩的至少30％的抵消，優(yōu)選為至少50％。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任意一項(xiàng)的方法，其中，風(fēng)力渦輪機(jī)平常運(yùn)行包含風(fēng)力渦輪機(jī)在12m/s與18m/s之間的平均風(fēng)速上的運(yùn)行。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18中任意一項(xiàng)的方法，其還包含以下步驟
重復(fù)收集和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)子的負(fù)荷數(shù)據(jù)；
由所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，確定轉(zhuǎn)子的負(fù)荷分布函數(shù)；以及
響應(yīng)于所確定的負(fù)荷分布函數(shù)，將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片變槳距裝置操作到風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的個(gè)體變槳距。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中，轉(zhuǎn)子的所述負(fù)荷數(shù)據(jù)借助測(cè)量裝置獲得，該裝置被布置為提供葉片根部彎曲力矩的量度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中，所述葉片根部彎曲力矩對(duì)于轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)葉片測(cè)量。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21的方法，其中，所述葉片根部彎曲力矩在風(fēng)力渦輪機(jī)的多于一個(gè)的葉片上測(cè)量，例如兩個(gè)或三個(gè)葉片。
23.根據(jù)權(quán)利要求20-22中任意一項(xiàng)的方法，其中，所述根部彎曲力矩在兩個(gè)基本垂直的方向上測(cè)量。
24.根據(jù)權(quán)利要求19-23中任意一項(xiàng)的方法，其中，轉(zhuǎn)子的所述負(fù)荷數(shù)據(jù)借助測(cè)量裝置獲得，該裝置被布置為對(duì)于葉片提供迎角的量度。
25.根據(jù)權(quán)利要求19-24中任意一項(xiàng)的方法，其中，轉(zhuǎn)子的所述負(fù)荷數(shù)據(jù)借助測(cè)量裝置獲得，該裝置被布置為提供風(fēng)力渦輪機(jī)主軸上的負(fù)荷力的量度，例如低或高速軸。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中，所述軸上的所述負(fù)荷力在兩個(gè)基本垂直的方向測(cè)量。
27.根據(jù)權(quán)利要求19-16中任意一項(xiàng)的方法，其中，對(duì)于轉(zhuǎn)子的負(fù)荷分布函數(shù)包含轉(zhuǎn)子的傾斜力矩函數(shù)的量度。
全文摘要
提出了一種風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，主軸承的運(yùn)行壽命通過(guò)以下方式得到延長(zhǎng)借助轉(zhuǎn)子葉片單獨(dú)槳矩，以便借助葉片上的空氣動(dòng)力產(chǎn)生轉(zhuǎn)子上的空氣動(dòng)力平均傾斜力矩，從而通過(guò)控制減小軸承上平均彎曲力矩來(lái)減輕主軸承的負(fù)擔(dān)，傾斜力矩至少部分抵消由于來(lái)自轉(zhuǎn)子質(zhì)量重力在主軸承上的外伸負(fù)荷力所導(dǎo)致的彎曲力矩。
文檔編號(hào)F03D7/04GK101720387SQ200880017852
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者L·里薩格, R·斯文德森, E·C·米蘭達(dá) 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司