本发明专利技术涉及一种风能设备，其包括带有叶片（21）的转子（2）和利用转子（2）驱动的发电机（13），以产生电能，其中，叶片（21）可以螺距调整，并且设置有螺距系统（4）用于调整叶片（21）的螺距角（θ），螺距系统（4）由轮毂电源（40）供电，其中，还在轮毂上设置有附加耗电器（5），以及其中，设置有螺距功率控制器（6），螺距功率控制器（6）在螺距系统（4）与附加耗电器（5）之间动态地分配轮毂电源（40）的功率，并且还以如下方式影响螺距系统（4），即：使螺距系统（4）的功率吸纳在高负荷运行中变小。因此在高负荷运行中螺距系统（4）的功率吸纳变小，并且进而提供了用于运行附加消耗器（5）的附加功率。功率强大的附加消耗器（5）（如叶片加热件）也可以这样运行，而不需要放大轮毂电源（40）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种风能设备， 其具有用于驱动发电机的转子，其中，转子具有叶片， 叶片既能螺距调整，又能通过叶片加热件而被加热。
技术介绍
风能设备作为分散的电能发生器尤其适用于用在人烟稀少而风力状况良好的地区。许多这种人烟稀少的地区都处在气候恶劣地带。尤其是那些气候寒冷的地区就称得上是气候恶劣地带。为了在“寒冷气候”条件下使风能设备能运行，通常需要对于转子叶片的叶片加热件。因为业已表明没有这种加热件的话，在运行时会在转子叶片上形成或积聚冰，其中，冰在很多方面都是不利的。一方面，冰改变了转子叶片的空气动力学特性，这恰在转子叶片的十分前沿的空气动力学设计中通常会导致剧烈恶化。此外，由于结冰加大了转子叶片的重量，由此，由转子叶片的悬挂装置承受的力增加；这特别是在高转速下以及离心力相应增长的运行中或在由各转子叶片上的不同的结冰引起轮毂不平衡时是这样的情况。 最后还因为冰的抛掷，也就是说由于从转子叶片上分离并且被甩出的冰碎块而对风能设备周围的人和物造成巨大威胁。风能设备通常在转子叶片积冰时停止运行。为了避免这些缺陷，可以设置有叶片加热件。由于转子叶片的尺寸以及有时恶劣的气候条件，对于叶片加热需要相对较多的加热功率。要在那些需要叶片加热件的地方，亦即在转子轮毂内提供该叶片加热件，则需要一些附加费用，因而产生了额外成本。为了在不用放大在轮毂内提供的功率的情况下仍能供给大型耗电器，如叶片加热件，公知如下的结构，在该结构中，风能设备在转子叶片加热期间停止运行(DE 103 23 785 Al)。但这样做的缺陷在于，在转子叶片被加热的阶段期间，不再由风能设备产生任何电功率。为此这样做的优点在于，在静止时几乎不需要为风能设备的自身需求使用功率，以及因而在轮毂内提供的全部电功率都能用于对转子叶片的加热。加热通常持续至15分钟，并且之后又重新起动风能设备。尽管利用这种停止机构的加热基本上证明可行，但这样做的缺陷在于，在加热时间内，风能设备不产生电能，亦即产能减小。这一点还会由此变糟，即，仅接着的重新起动很消耗时间，这还减小了风能设备的能量产出。但更加棘手的缺陷首先在于，没法避免本身的积冰亦即因而不能排除对周围环境的威胁。
技术实现思路
因此，本专利技术基于如下任务，即以如下方式来改善开头所提到类型的风能设备， 即，在轮毂上也能运行大电功率的消耗器，如叶片加热装置，并且在此避免了对功率提供装置进行花费很大的放大措施。按本专利技术的解决方案见于独立权利要求的特征。有利的改进方案是从属权利要求的主题。在风能设备中包括带有叶片的转子和利用转子驱动的发电机，以产生电能，其中， 叶片可以螺距调整，并且设置有用于调整叶片的螺距角的螺距系统，该螺距系统由轮毂电源供电，按照本专利技术设置有螺距功率控制器，该螺距功率控制器将由轮毂电源提供的功率在螺距系统与附加耗电器之间动态分配，以及另外以如下方式影响螺距系统，使得螺距系统的功率吸纳在高负荷运行中变小。接下来先阐释一些使用的术语附加耗电器指的是如下的器件，该器件布置在转子轮毂上并且行使对风能设备的基本运行而言不必需的附加的功能。在此尤其指的是大型消耗器，其具有占轮毂中提供的电功率的至少五分之一，优选一半的功率吸纳。对于这种附加消耗器的示例有用于转子叶片的特别是带有电阻加热装置或加热风机的叶片加热装置、用于给轮毂除湿的空调装备、 用于炎热气候地域使用的冷却装置、功率较强的警告和保险装置(如转子叶片的高强度危险闪光装置)、或花费特别大的测量值检测系统(如LIDAR (激光雷达)或用于风力或涡流识别和确定的相位阵列雷达系统)。高负荷运行指的是，风能设备被这样配置，S卩优先进行附加耗电器的供应。与正常运行的区别在于，在正常运行时对风能设备的转速调节具有优先地位，对风能设备的转速调节实现了最佳的能量产出，以及不进行附加耗电器的运行或附加耗电器的运行仅以很小程度进行。动态分配指的是，由螺距功率控制器传输给螺距系统或附加耗电器的功率在运行期间是可改变的。动态分配尤其也 意味着，螺距功率控制器调节附加耗电器的功率需求。因此动态分配也通过耗电器的接通或切断来进行，或通过耗电器的工作点调整来进行。轮毂电源指的是在其容量上受限的电能源，轮毂电源提供在转子结构组件中的电功率。这大多指的是风能设备的功率受限的传递系统，转子以能转动的方式布置在风能设备上。例如这种传递系统可以是集电环，以及在这种情况下，轮毂电源受到集电环最大可传递功率的限制。但轮毂电源也可以自供给式地产生电功率，例如通过蓄电池和/或轴传动发电机。本专利技术基于如下的构思，S卩由转子中的轮毂电源提供的电功率在高负荷运行中被不同于正常运行地分配，也就是说，由螺距系统吸纳的电功率变小以及因而被保持在这样的界限中，即，大部分电功率都可以提供用于附加耗电器的运行。于是，附加耗电器可以无限制地以完全功率运行。对于叶片加热件的情况而言，这就意味着完全加热作用，如其通常仅在风能设备停止时才能达到的那样。本专利技术的核心规定了动态修改的功率分支，其中， 在高负荷运行时，螺距系统的功率吸纳变小并且因而提供了用于运行附加耗电器的附加功率。于是，可以避免如在现有技术中那样对轮毂电源进行放大或显著的运行限制。得益于本专利技术，尽管对于附加耗电器有显著的功率需求，但现有的传统的轮毂电源已经够用。不再需要附加费用来放大轮毂电源。螺距功率控制器优选这样构造，即对功率的限制不再一成不变地进行，而是有适应性地进行。为此，适当地设置有适配装置，该适配装置监控螺距功率控制器并且影响该螺距功率控制器。适配装置能以各种方式来构造。因此，在第一种实施类型中，适配装置具有电流监控模块。在此情况下，当轮毂电源以可调整的最高程度(例如90%)承担负荷时，由螺距系统吸纳的功率变小。因此确保了 即使在高激活度(Aktivitat)的情况下，也始终为附加耗电器足够地提供功率。这优选包括负荷传感器。负荷传感器可以构造在螺距驱动器上，例如作为电流传感器(直接式测量)，或可以由螺距调整速度和加速度的信号来确定功率吸纳(间接式测量)；在此得出存在螺距系统的高负荷，因而进行相应的干预以减小功率吸纳。电流监控模块优选被构造用于影响螺距系统的参数，例如在螺距控制中，减少对调节器的增益或减小最大容许螺距调整速度。此外可以设置为，适配装置具有节流模块。节流模块为风能设备的各个运行点确定相应的节流后的运行点，在该运行点上，由发电机产生的转速和/或功率变小。因此，预留量扩大直至达到相应的极限值(转速和/或功率)，因而接下来在充分利用这种预留量的情况下需要明显更小的螺距激活度。适当的是，节流模块还被构造用于减小螺距控制装置的调节品质。由此，扩宽公差带以及因而减小螺距系统的激活度，由此，最终从轮毂电源提供更多的功率给附加耗电器。为保险起见，适配装置可以还配设有中断模块。中断模块构造用于，在出现风能设备的预先确定的状态时，向螺距功率控制器发出一个挂起信号，以及因而截止高负荷运行。 中断模块优选与用于识别电压扰动的器件连接。因此，在电网故障的情况下在电压扰动时， 风能设备可以中断高负荷运行，以及因而提供其所有用于处理电压扰动的能源。此外，设置有用于识别电网重新运行的器件。但当出现电网的重新运行时，那么风能设备的起动以及为此必要的改螺距距具有优先权，从而为此适当本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.21 DE 102010005286.81.风能设备，其包括带有叶片(21)的转子(2)和利用所述转子(2)驱动的发电机(13)，以产生电能，其中，所述叶片(21)能螺距调整，并且设置有螺距系统(4)用于调整所述叶片(21)的螺距角(Θ )，所述螺距系统(4)由轮毂电源(40)供电，其中，还在所述轮毂上设置有附加耗电器(5), 其特征在于，设置有螺距功率控制器(6)，所述螺距功率控制器(6)在所述螺距系统(4)与所述附加耗电器(5)之间动态地分配所述轮毂电源(40)的功率，并且还以如下方式影响所述螺距系统(4)，即使所述螺距系统(4)的功率吸纳在高负荷运行中变小。2.按权利要求I所述的风能设备，其特征在于，设置有适配装置(8)，所述适配装置(8)监控所述螺距系统(4)和/或所述附加耗电器(5)的运行条件，并且影响所述螺距功率控制器(6)。3.按权利要求2所述的风能设备，其特征在于，所述适配装置(8)具有电流监控模块(81)，所述电流监控模块(81)监控所述螺距系统(4)处的电流以及在达到极限值时，对所述螺距系统(4)的运行參数加以修改。4.按权利要求3所述的风能设备，其特征在于，所述电流监控模块(81)包括负荷传感器(44)。5.按权利要求2至4之一所述的风能设备，其特征在于，所述适配装置(8)配设有用于所述螺距控制装置(43)的节流模块(82)。6.按权利要求5所述的风能设备，其特征在于，所述节流模块(82)改变...
【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·彼得斯，马丁·冯穆提亚斯，
申请(专利权)人：再生动力系统欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：
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