用于确定风轮机轴上的转矩的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及用于确定风轮机轴上的转矩的系统及方法，具体而言，本公开内容针对一种用于确定施加在风轮机的轴上的转矩的系统。该系统包括联接到轴的变速箱。变速箱包括第一臂和第二臂。第一流体阻尼器和第二流体阻尼器分别联接到变速箱的第一臂和第二臂。第一流体导管流体地联接第一流体阻尼器和第二流体阻尼器。第一压力传感器与第一流体导管操作关联，以检测第一流体导管内的流体的流体压力。控制器通信地联接到第一压力传感器。控制器配置成基于从第一压力传感器接收到的信号来确定施加在轴上的转矩。

System and method for determining torque on wind turbine shaft

The present invention relates to a system and method for determining torque on the shaft of a wind turbine. In particular, the present disclosure is aimed at a system for determining the torque applied to a shaft on a wind turbine. The system includes a gearbox connected to the shaft. The gearbox consists of the first arm and the second arm. The first fluid damper and the second fluid damper are respectively connected to the first arm and the second arm of the gearbox. The first fluid conduit is hydraulically coupled to the first fluid damper and the second fluid damper. The first pressure sensor is associated with the operation of the first fluid conduit to detect fluid pressure in the fluid of the first fluid conduit. The controller is connected to the first pressure sensor in communication. The controller is configured to determine the torque applied on the shaft based on the signal received from the first pressure sensor.

【技术实现步骤摘要】
用于确定风轮机轴上的转矩的系统及方法
本公开内容大体上涉及风轮机。更具体而言，本公开内容涉及用于确定施加在风轮机的轴上的转矩的系统及方法。
技术介绍
风力被认作是目前可用的最清洁、最环境友好的能源中的一种，且风轮机在此方面已经获得增大的关注。现代风轮机通常包括塔架、安装在塔架上的机舱、定位在机舱中的发电机、以及一个或多个转子叶片。一个或多个转子叶片使用已知的翼型件原理将风的动能转换成机械能。传动系将机械能从转子叶片传送至发电机。发电机然后将机械能转化成电能，电能可供应至公用电网。传动系可包括变速箱、转子轴和发电机轴。更具体而言，转子轴可将转子叶片可旋转地联接到变速箱。发电机轴可将变速箱可旋转地联接到发电机。在此方面，传动系且具体是变速箱可允许发电机在不同于转子叶片的速度下旋转。在风轮机的操作期间，转子叶片将转矩施加在转子轴上。在转子轴上施加的转矩的大小可用于确定风轮机的各种操作和性能特征。例如，在转子轴上施加的转矩可在确定风速、风轮机的传动系上的负载、由风轮机生成的电力和/或风轮机中发生的功率损失时使用。用于确定施加在转子轴上的转矩的常规系统和方法可能提供不可靠的转矩确定。例如，一些常规系统和方法基于从发电机取得的测量结果来确定施加在转子轴上的转矩。这些系统和方法并未说明变速箱中的损失，且易于有错误。使用置于转子轴上的应变计(straingauge)来确定施加在其上的转矩的系统和方法也不准确。此外，基于风轮机的电学特征(例如，测得的电功率)确定转子轴上的转矩也是不可靠的。因此，改进的风轮机且具体是用于确定施加在风轮机轴上的转矩的改进的系统和方法是在本领域中所期望的。具体而言，产生相对更可靠的转矩确定的系统及方法将是有利的。
技术实现思路
本技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本技术学习到。在一种实施例中，本公开内容针对一种用于确定施加在风轮机的轴上的转矩的系统。该系统包括联接到轴的变速箱。变速箱包括第一臂和第二臂。第一流体阻尼器和第二流体阻尼器联接到变速箱的第一臂和第二臂。第一流体导管流体地联接第一流体阻尼器和第二流体阻尼器。第一压力传感器与第一流体导管操作关联，以检测第一流体导管内的流体的流体压力。控制器通信地联接到第一压力传感器。控制器配置成基于从第一压力传感器接收到的信号来确定施加在轴上的转矩。在另一实施例中，本公开内容针对一种风轮机。风轮机包括塔架、安装在塔架上的机舱、以及联接到机舱的转子。转子包括毂和从毂延伸的至少一个转子叶片。变速箱定位在机舱内且包括第一臂和第二臂。变速箱座将变速箱联接到机舱。轴可旋转地联接转子和变速箱。第一流体阻尼器和第二流体阻尼器分别将变速箱的第一臂和第二臂联接到变速箱座。第一流体导管流体地联接第一流体阻尼器和第二流体阻尼器。第一压力传感器与第一流体导管操作关联，以检测第一流体导管内的流体的流体压力。控制器通信地联接到第一压力传感器。控制器配置成基于从第一压力传感器接收到的信号来确定施加在轴上的转矩。在另一实施例中，本公开内容针对一种用于确定施加在风轮机的轴上的转矩的方法。该方法包括以第一压力传感器测量流体地联接关于变速箱座支承变速箱的第一流体阻尼器和第二流体阻尼器的第一流体导管中的流体的操作流体压力。该方法还包括利用控制器从第一压力传感器接收信号。信号与第一流体导管内的操作流体压力相关联。该方法还包括利用控制器基于第一流体导管内的操作流体压力确定施加在轴上的转矩。本技术的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，且连同描述一起用于解释本技术的原理。实施方案1.一种用于确定施加在风轮机的轴上的转矩的系统，所述系统包括：联接到所述轴的变速箱，所述变速箱包括第一臂和第二臂；分别联接到所述变速箱的第一臂和第二臂的第一流体阻尼器和第二流体阻尼器；流体地联接所述第一流体阻尼器和所述第二流体阻尼器的第一流体导管；与所述第一流体导管操作关联来检测所述第一流体导管内的流体的流体压力的第一压力传感器；以及通信地联接到所述第一压力传感器的控制器，所述控制器配置成基于从所述第一压力传感器接收到的信号来确定施加在所述轴上的转矩。实施方案2.根据实施方案1所述的系统，其特征在于，所述第一流体阻尼器联接到所述第一臂的顶面，并且所述第二流体阻尼器联接到所述第二臂的底面。实施方案3.根据实施方案1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：分别联接到所述变速箱的第一臂和第二臂的第三流体阻尼器和第四流体阻尼器；流体地联接所述第三流体阻尼器和所述第四流体阻尼器的第二流体导管。实施方案4.根据实施方案3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述第二流体导管操作关联来检测所述第二流体导管内的流体压力的第二压力传感器，其中所述控制器通信地联接到所述第二压力传感器，且配置成基于从所述第二传感器接收到的压力信号来确定施加在所述轴上的转矩。实施方案5.根据实施方案3所述的系统，其特征在于，所述第二流体导管与所述第一流体导管流体地隔离。实施方案6.根据实施方案3所述的系统，其特征在于，所述第一流体阻尼器联接到所述第一臂的顶面，所述第二流体阻尼器联接到所述第二臂的底面，所述第三流体阻尼器联接到所述第一臂的底面，以及所述第四流体阻尼器联接到所述第二臂的顶面。实施方案7.根据实施方案1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：联接到所述风轮机的台板的变速箱座，其中所述第一流体阻尼器和所述第二流体阻尼器关于所述变速箱座支承所述变速箱。实施方案8.根据实施方案1所述的系统，其特征在于，所述轴将转子联接到所述变速箱。实施方案9.根据实施方案1所述的系统，其特征在于，所述第一压力传感器是压力换能器。实施方案10.一种风轮机，包括：塔架；安装在所述塔架上的机舱；联接到所述机舱的转子，所述转子包括毂和从所述毂延伸的至少一个转子叶片；定位在所述机舱内的变速箱，所述变速箱包括第一臂和第二臂；将所述变速箱联接到所述机舱的变速箱座；可旋转地联接所述转子和所述变速箱的轴；分别将所述变速箱的第一臂和第二臂联接到变速箱座的第一流体阻尼器和第二流体阻尼器；流体地联接所述第一流体阻尼器和所述第二流体阻尼器的第一流体导管；与所述第一流体导管操作关联来检测所述第一流体导管内的流体的流体压力的第一压力传感器；以及通信地联接到所述第一压力传感器的控制器，所述控制器配置成基于从所述第一压力传感器接收到的信号来确定施加在所述轴上的转矩。实施方案11.根据实施方案10所述的风轮机，其特征在于，所述第一流体阻尼器联接到所述第一臂的顶面，并且所述第二流体阻尼器联接到所述第二臂的底面。实施方案12.根据实施方案10所述的风轮机，其特征在于，所述风轮机还包括：分别联接到所述变速箱的第一臂和第二臂的第三流体阻尼器和第四流体阻尼器；流体地联接所述第三流体阻尼器和所述第四流体阻尼器的第二流体导管。实施方案13.根据实施方案12所述的风轮机，其特征在于，所述风轮机还包括：与所述第二流体导管操作关联来检测所述第二流体导管内的流体的流体压力的第二压力传感器，其中所述控制器通信地联接到所述第二压力传感器，且配置成基于从所述第二压力传感器接收到的信号来确定施加在所述轴上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定施加在风轮机的轴上的转矩的系统，所述系统包括：联接到所述轴的变速箱，所述变速箱包括第一臂和第二臂；分别联接到所述变速箱的第一臂和第二臂的第一流体阻尼器和第二流体阻尼器；流体地联接所述第一流体阻尼器和所述第二流体阻尼器的第一流体导管；与所述第一流体导管操作关联来检测所述第一流体导管内的流体的流体压力的第一压力传感器；以及通信地联接到所述第一压力传感器的控制器，所述控制器配置成基于从所述第一压力传感器接收到的信号来确定施加在所述轴上的转矩。

【技术特征摘要】
2017.01.03 US 15/3970411.一种用于确定施加在风轮机的轴上的转矩的系统，所述系统包括：联接到所述轴的变速箱，所述变速箱包括第一臂和第二臂；分别联接到所述变速箱的第一臂和第二臂的第一流体阻尼器和第二流体阻尼器；流体地联接所述第一流体阻尼器和所述第二流体阻尼器的第一流体导管；与所述第一流体导管操作关联来检测所述第一流体导管内的流体的流体压力的第一压力传感器；以及通信地联接到所述第一压力传感器的控制器，所述控制器配置成基于从所述第一压力传感器接收到的信号来确定施加在所述轴上的转矩。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一流体阻尼器联接到所述第一臂的顶面，并且所述第二流体阻尼器联接到所述第二臂的底面。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：分别联接到所述变速箱的第一臂和第二臂的第三流体阻尼器和第四流体阻尼器；流体地联接所述第三流体阻尼器和所述第四流体阻尼器的第二流体导管。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述第二流体导管操作关联来检测所述第二流体导管内的流体压力的第二压力传感器，其中所述控制器通信地联接到所述第二压力传感器，且配置成基于从所述第二传感器接收到的压力信号来确定施加在所述轴上的转矩。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：H肖尔特瓦辛克，T霍夫曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US