用于风力涡轮机中的制动器的测量方法技术

本发明专利技术涉及用于风力涡轮机中的制动器的测量方法。具体而言，提供了测试风能系统中的转子制动器的功能的方法，其中，制动器转矩的测量是通过间接测量发电机转矩（实际功率作为备选）来执行的（４４０）。此外，提供了计算单元，其包含两个阈值并且能够将这些阈值与实际发电机转矩值（实际功率值和经过时间的值作为备选）相比较（５３０）。此外，提供了包含所述计算单元的风能系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风能系统以及风能系统功能性的测量方法。具体而 言，本专利技术涉及测量风力涡轮机中的制动器的功能性。本专利技术还涉及 包含该测量方法的风能系统。
技术介绍
近年来，风力作为一种替用能源受到了广泛的关注。风力涡轮机 用于将动态的风能转换成电能。为此，公用级风力涡轮机具有风力转 子，其通常配备有三个转子叶片，用以从风中提取动能。然而，当风 力涡轮机的转子处于静态时，必定有可能将其保持在适当位置。转子 的制动对于维修来说极为重要。除了锁定转子是必需的之外，借助机 械制动器至少将转子速度降低到 一定范围也是必需的。这通常是由盘 式制动器来实现的。为了安全起见，必须在风力涡轮机运行期间，以 预定时间间隔来测试制动器的功能。对于测试本领域中所公知的制动器，必需关闭风力涡轮机。这意 味着涡轮机的停机时间以及能量产额的减少。
技术实现思路
鉴于上述问题，提供了 一种测量风能系统的制动器功能性的方 法，其包括确定制动器转矩。根据本文所述的实施例，提供了 一种包括通过测量发电机转矩来 确定制动器转矩的方法。根据本文所述的实施例，提供了 一种包括通过测量实际功率来确 定制动器转矩的方法。根据另外的一个方面，提供一种计算机可读介质，其提供指令，该指令在由计算平台执行时促使所述计算平台执行操作，其中，该操 作包括根据本文所述实施例的方法。根据另外的一个方面，所提供的风能系统具有带有转子制动器和 计算单元的转子，该计算单元适于将时间阚值与测得的时间值以及将 转矩阈值与测得的转矩值进行比较。作为将转矩阈值与测得的转矩值 进行比较的备选方案，可将功率值与测得的功率值进行比较。通过所附权利要求、说明书以及附图，本专利技术的其它方面、优点 和特征将更为显而易见。附图说明在包含对附图进行参照的本说明书余下部分中，向本领域的普通 技术人员更为详细地阐明了包括其最佳方式的本专利技术完整且能够实施的公开内容，在附图中图1示出了根据本文所述实施例的风能系统的示意性侧视图。 图2示出了根据本文所述实施例的风能系统顶部的更为详细的示意性侧视图。图3示出了说明根据本文所述实施例的制动器测试条件图。图4b示出了另一个说明根据本文所述实施例的制动器的测试方 法图。图5a示出了根据本文所述实施例的制动器测试方法的流程图。 图5b示出了根据本文所述实施例的制动器的另一个测试方法的 流程图。具体实施例方式现在，将对本专利技术的各种实施例详细地进行参看，附图中示出了 实施例的一个或多个实例。所提供的各实施例是为了对本专利技术进行说 明，而并不旨在对本专利技术进行限制。例如，图示或描述为一个实施例一部分的特征可用于其它实施例或结合其它实施例-使用，以产生又一 个实施例。本专利技术意图包括这些修改和变化。根据本专利技术的第一方面， 一种测试盘式制动器的间接方法包括操 作风力涡轮机、应用转子制动器，以及测量所施加的转矩。在给定的 风力涡轮机工作状态下，该方法还可包括指定通常为两个的参数，其 中一个参数通常为发电机转矩值，而另一个参数通常为时间值。风力 涡寿仑^/L的状态通常由有关功率水平、平均功率波动、风速波动，以及倾角(pitch angle)的4言息症合定。根据本专利技术另外的一个方面，用于测试制动器的方法包括操作风 力涡轮机、应用转子制动器，以及测量实际功率。在给定的风力涡轮 机工作状态下，该方法还可包括指定通常为两个的参数，其中一个参 数为发电机转矩值，而另一个参数通常为时间值。风力涡轮机的状态 通常由有关功率水平、平均功率波动、风速波动，以及倾角的信息给 定。根据本文所述实施例的方法，其通过测量转矩来给出有关制动器 状态的信息。当应用盘式制动器时，速度控制器设定点将设置成实际 速度。通常，解除了转矩限制。这可能是必需的，例如在控制器执行 包括低转矩限制的那些风能系统中。对发电机转矩的降低所进行的测 量容许间接测量由盘式制动器所施加的转矩。当发电机转矩在一定时 间内减小到低于阈值时，制动器为正常的。根据典型实施例，转矩阈 值为非零的。同样而言，在测量由发动机所产生的功率的那些实施例 中，功率阈值通常也是非零的。图1为风力涡轮机的示意性侧视截面图。风力涡轮机100具有塔 架110,机舱120安装于塔架110顶端。在本说明书中所使用的措辞"风 力涡轮机"与措辞"风能系统"，意思相同。机抢收容传动系(在图2中 示出)，发电机与传动系相连(在图2中示出)。承载三个转子叶片140 的轮毂130安装在机器机舱120的横向端上。转子叶片140可通过通 常容纳在轮毅130内的倾斜驱动器(pitchdrive)来进行调整。此外，在图1中示范性地描述了计算单元260。通常，在带有风能系统的控制单元的典型实施例中，计算单元位于风能系统的底部。该计算单元根 在下文中对其进行更为详细的阐述。图2示出了根据本文所述实施例的风力涡轮机100顶部的更为详 细的视图。机抢120收容的传动系包含转子毂130、转子轴240、齿 轮箱210，以及发电机传动轴250。齿轮箱210的输出连接到主发电 机230上。根据其它实施例，省略了齿轮箱，并且转子轴240直接连 接到发电机上。转子制动器220安装在转子毂130与发电机230之间。 通常，转子制动器220安装在齿轮箱210与发电机230之间。根据其 它实施例，转子制动器220在转子轴240上位于齿轮箱210的前方。 转子制动器可以是例如盘式制动器或带式制动器。转子制动器适于对 转子轴进行制动。通常，所进行的是机械制动。转子制动器具有若干功能。制动器的一种应用是在停机期间。通 常，制动器在维修期间用作停机制动器。转子制动器还可用作工作制立的制动系统。为了确保包括转子制动器的安全方案的实施，就必须对制动器进 行测试。这通常在预定的时间间隔如每年或每月内完成。用于测试的 标准程序使得测试结果为可重现且可靠的。根据本文所述的实施例，若干条件可与盘式制动器的测试相关。 在下文中将更为详细地阐述可与测试相关的四个条件。在图3中示出 了这些条件的简图。应当使在图3中所示出的一个或多个条件得到满 足，以便开始进行测试。这由图3的括弧中的加号指出。根据一些实 施例，只有在四个条件都得到满足时才开始进行测试。第一条件310涉及实际功率。风能系统的功率水平应当在0.4乘 以额定功率与1.2乘以额定功率之间，典型的是在0.6乘以额定功率 与l.O乘以额定功率之间。这就确保了风力涡轮机的精确运转，这是制动器测试的正确运行所必需的。在该上下文中，用语"额定功率"应 当理解为能量产额达到其最大值时所处的功率水平。额定功率极大地 取决于转子直径。第二条件320是关于平均功率的波动。在该上下文中，用语"波动" 指的是某个量例如功率或风速与其空间或时间平均值的差异。更精确 地说，用语"波动"指的是与额定功率相关的标准偏差。通常，该波动 必须在预定的时间间隔内例如典型的是在最后15min内、更为典型的 是在最后10min内小于30。/。、更为典型的是小于20%、而最为典型的 是小于10%。对于正确的测量，所期望的是存在近乎恒定的条件。此 外，这些条件对于每次制动器测试应当大致相同。第三条件330涉及风速的波动。该波动通常在最后15min、更为 典型的是在最后10min必须小于预定值，该预定值通常为30%、更典 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量风能系统的制动器（２２０）的功能性的方法，所述方法包括确定制动器转矩。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M施泰德勒，F欣肯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]