專利名稱：組裝用于風(fēng)力渦輪機(jī)中的變槳組件的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文描述的主題大體涉及用于組裝包括變槳系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的方法和系統(tǒng)，且 更具體而言，涉及用于組裝用于風(fēng)力渦輪機(jī)中的變槳組件的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
至少一些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)包括塔架和安裝在塔架上的機(jī)艙。轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝 到機(jī)艙上且通過軸聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上。多個(gè)葉片自轉(zhuǎn)子延伸。葉片定向成使得傳送經(jīng)過葉片 的風(fēng)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)并且使軸旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)產(chǎn)生電力。因?yàn)樵S多已知的風(fēng)力渦輪機(jī)將電功率提供給公共電網(wǎng)，至少一些風(fēng)力渦輪機(jī)具有 有助于供應(yīng)更大量的電功率的較大的構(gòu)件(例如，直徑超過三十米的轉(zhuǎn)子)。然而，較大的 構(gòu)件通常經(jīng)受由風(fēng)切變、偏轉(zhuǎn)失準(zhǔn)和/或紊流造成的增大的負(fù)載(例如，非對(duì)稱負(fù)載)，且已 知增大的負(fù)載對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片和/或其它構(gòu)件上的很大的疲勞循環(huán)有貢獻(xiàn)。至少一些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)包括轉(zhuǎn)子葉片變槳系統(tǒng)，其用于在繞著變槳軸線定位 轉(zhuǎn)子葉片以便控制轉(zhuǎn)子的速度時(shí)使用。至少一些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)包括用于控制包括變槳 系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行的風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)。此外，至少一些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)需要 功率來(lái)操作風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)和變槳系統(tǒng)。在風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)的功率損失和/或故 障事件期間，變槳系統(tǒng)可能不能操作。功率損失事件可包括電網(wǎng)損失和/或渦輪機(jī)電氣系 統(tǒng)的故障。風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)的故障包括風(fēng)力渦輪機(jī)控制裝置電氣系統(tǒng)、風(fēng)力渦輪機(jī)控 制裝置通訊系統(tǒng)和/或機(jī)械系統(tǒng)的故障。功率損失事件可引起渦輪機(jī)葉片超速，在此期間， 風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)可能對(duì)于操作變槳系統(tǒng)而言不可用。因此，合乎需要的是提供能夠在電功率損失和/或風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)故障的時(shí) 段期間操作變槳系統(tǒng)的方法和/或設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，提供了一種組裝用于與風(fēng)力渦輪機(jī)一起使用的變槳組件的方法。該風(fēng) 力渦輪機(jī)包括轉(zhuǎn)子和聯(lián)接到轉(zhuǎn)子上的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。該方法包括將變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)接到該 多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的至少一個(gè)上，以便使轉(zhuǎn)子葉片繞著變槳軸線旋轉(zhuǎn)。至少一個(gè)傳感器聯(lián)接成 與變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)信號(hào)通訊。該變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在傳感器感測(cè)到轉(zhuǎn)子超速時(shí)使轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)。在另一方面，提供了一種用于與風(fēng)力渦輪機(jī)一起使用的變槳組件。該風(fēng)力渦輪機(jī) 包括轉(zhuǎn)子和聯(lián)接到轉(zhuǎn)子上的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。該變槳組件包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子葉片上以便使 轉(zhuǎn)子葉片繞著變槳軸線旋轉(zhuǎn)的變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。至少一個(gè)傳感器可相對(duì)于轉(zhuǎn)子安裝，以便感 測(cè)轉(zhuǎn)子的超速。傳感器通訊地聯(lián)接到變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上。該變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造成在傳感器感 測(cè)到轉(zhuǎn)子超速時(shí)使轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)。在又一方面，提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)。該風(fēng)力渦輪機(jī)包括塔架、聯(lián)接到該塔架上的 機(jī)艙以及可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到該機(jī)艙上的轉(zhuǎn)子。至少一個(gè)葉片聯(lián)接到轉(zhuǎn)子上且構(gòu)造成以便繞著 變槳軸線旋轉(zhuǎn)。變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)接到轉(zhuǎn)子葉片上，以便使轉(zhuǎn)子葉片繞著變槳軸線旋轉(zhuǎn)。至少一個(gè)傳感器可相對(duì)于轉(zhuǎn)子安裝，以便感測(cè)轉(zhuǎn)子的超速。該傳感器通訊地聯(lián)接到變槳驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)上。該變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造成在傳感器感測(cè)到轉(zhuǎn)子超速時(shí)使轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)。通過包括變槳組件，本文描述的實(shí)施例有助于使轉(zhuǎn)子葉片繞著變槳軸線旋轉(zhuǎn)，以 便在轉(zhuǎn)子已達(dá)到超速時(shí)降低轉(zhuǎn)子的速度。另外，本文描述的實(shí)施例有助于在功率損失和/ 或風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)故障期間使轉(zhuǎn)子葉片繞著變槳軸線旋轉(zhuǎn)。


圖1-6顯示了本文描述的系統(tǒng)和方法的示例性實(shí)施例。圖1是一個(gè)示例性風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖。圖2是圖1所示的風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分的放大截面圖。圖3是變槳組件的一種示例性超速控制系統(tǒng)的框圖。圖4是圖2所示的風(fēng)力渦輪機(jī)的輪轂的示意圖。圖5是圖1所示的風(fēng)力渦輪機(jī)的加速度曲線的圖示。圖6是示出了用于組裝適于與圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)一起使用的變槳組件的一種示例 性方法的流程圖。部件列表
權(quán)利要求
1.一種用于與包括轉(zhuǎn)子(18)和聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子(18)上的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片(22)的 風(fēng)力渦輪機(jī)(10) —起使用的變槳組件(66)，所述變槳組件包括聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子葉片上、用于使所述轉(zhuǎn)子葉片繞著變槳軸線(34)旋轉(zhuǎn)的變槳驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)(68)；和，可相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子安裝、用于感測(cè)所述轉(zhuǎn)子的超速的至少一個(gè)傳感器(70)，所述傳感 器通訊地聯(lián)接到所述變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，且所述變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造成在所述傳感器感測(cè)到轉(zhuǎn) 子超速時(shí)使所述轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳組件(66)，其特征在于，在所述傳感器(70)感測(cè)到轉(zhuǎn)子 超速時(shí)，所述變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(68)使所述轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)到順槳位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳組件(66)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)(10)包括輪轂 (68)，所述變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(68)定位在所述輪轂(20)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳組件(66)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)(10)包括輪轂 (20)，所述變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(68)聯(lián)接到所述輪轂的外表面(90)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳組件(66)，其特征在于，所述傳感器(70)定位在所述轉(zhuǎn) 子(18)的旋轉(zhuǎn)平面(118)內(nèi)，且配置成測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)平面中的轉(zhuǎn)子速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳組件(66)，其特征在于，進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述變槳驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)(68)上且聯(lián)接到所述傳感器(70)上的功率發(fā)生器(84)，所述功率發(fā)生器構(gòu)造成在 風(fēng)力渦輪機(jī)功率損失事件期間提供功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變槳組件(66)，其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)(10)包括風(fēng)力 渦輪機(jī)控制器(102)，所述變槳組件進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(68)上、用于在所述轉(zhuǎn)子(18)的旋轉(zhuǎn)達(dá)到超速時(shí)操作所 述變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的超速控制器，所述超速控制器配置成獨(dú)立于所述風(fēng)力渦輪機(jī)控制器來(lái)操 作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變槳組件(66)，其特征在于，所述傳感器(70)配置成感測(cè)所 述轉(zhuǎn)子(18)的加速度并且將表示感測(cè)到的加速度的信號(hào)傳遞到所述超速控制器(102)，所 述超速控制器配置成接收來(lái)自所述傳感器的信號(hào)，并且基于接收到的信號(hào)確定所述轉(zhuǎn)子的 速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變槳組件(66)，其特征在于，所述超速控制器(102)編程為 以便使加速度值與所述接收到的信號(hào)相關(guān)聯(lián)；以及，使用所述加速度值來(lái)確定可由所述超速控制器用來(lái)計(jì)算所述轉(zhuǎn)子(18)的速度的速度 函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變槳組件(66)，其特征在于，所述超速控制器(102)編程為 以便確定轉(zhuǎn)子(18)的超速；相對(duì)于所述超速計(jì)算所述轉(zhuǎn)子的速度；以及，操作所述變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(68)，以在所述轉(zhuǎn)子的計(jì)算出的速度處于或者超過超速時(shí)將所 述轉(zhuǎn)子葉片(22)移動(dòng)到順槳位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及組裝用于風(fēng)力渦輪機(jī)中的變槳組件的系統(tǒng)和方法。提供了一種用于與包括轉(zhuǎn)子(18)和聯(lián)接到轉(zhuǎn)子(18)上的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片(22)的風(fēng)力渦輪機(jī)(10)一起使用的變槳組件(66)。該變槳組件包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子葉片上、用于使轉(zhuǎn)子葉片繞著變槳軸線(34)旋轉(zhuǎn)的變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(68)，以及可相對(duì)于轉(zhuǎn)子安裝、用于感測(cè)轉(zhuǎn)子的超速的至少一個(gè)傳感器(70)，該傳感器通訊地聯(lián)接到變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，且該變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造成在傳感器感測(cè)到轉(zhuǎn)子超速時(shí)使轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F03D1/06GK102052244SQ20101053930
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D·門克, F·羅 申請(qǐng)人:通用電氣公司