本发明专利技术涉及一种用于在能量产生设备（100，200）中进行扭振减振的方法，所述能量产生设备具有驱动系（2-5）、安装在驱动系（2-5）的转子侧的端部（1’）上的转子（1）和通过驱动系（2-5）驱动的、安装在驱动系（2-5）的发电机侧的端部（6’）上的发电机（6），其中在使用驱动系（2-5）在其发电机侧的端部（6’）上的至少一个角度位置（fG）的条件下，求得作用于驱动系（2-5）上的扭矩（MT，323）并且用于调节发电机（6）。
【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通过发电机调节尤其在能量产生设备的驱动系中进行扭振减振的方法以及一种用于执行该方法的装置。
技术介绍
例如由传动机构、离合器和连接部件(轴)等组件组成的驱动系是不同的电能量产生设备如风能设备、水力设备等的重要组成部分。该驱动系的任务是，在驱动器(例如风能设备的转子)与从动器(例如相应的发电机)之间建立机械连接，通过这种机械连接通过旋转运动传递能量。驱动系组件如传动机构用于将驱动器上的转速和转矩转换成对应于发电机工作范围的值。离合器用于在需要时分开驱动器与从动器，并且轴建立相关组件之间的机械连接。其它组件如机械制动器或类似 部件可以集成到驱动系中。因为相关的组件不能任意刚性地制成，而是具有有限的刚度，它们可能激励自振。这种激励例如可能由于不恒定的输入功率(在风能设备中例如由于阵风或旋风)、由于外部干扰或由于其它设备组件的固有运动产生。其它来源的振动也可能引起驱动系中的振动，在风能设备中例如塔架振动或者由于传动机构齿轮啮合的振动。振动对于相关组件、尤其是传动机构的使用寿命产生不利影响。连续的轴负荷增加相关部件的磨损并且导致更短的更换间隔，这对于设备和电网运行商意味着经济和技术负荷并且减少设备收益。尤其在风能设备在离岸领域中预计扩大应用的观点下，这个方面显示出更重要的作用，因为在那里更换损坏的组件更加困难。因此目的是减小这些振动，用于提闻组件的使用寿命。尽管本专利技术在这个申请范围内尤其以风能设备为基础描述，但是本专利技术不局限于风能设备或者产能装置，而是原则上可以在所有的装置中使用，在这些装置中可能产生轴、转轴和类似部件的扭振，尤其是中间连接了传动机构的轴和转轴的扭振。为了避免振动，已知能量产生设备的发电机构成为可通过外部的调整信号调整的。在此发电机例如可以是双馈式的异步发电机，它在定子侧直接与电网连接并且在转子侧通过直流电压中间回路供电，由此对于动子可能形成不同频率和振幅的电压和电流。在现有技术中也使用同步发电机，其通过变流器通过直流中间回路连接到电网上并且可以相应地调整。通过所述的调整方案可以对发电机规定转矩，它匹配于故障引起的振动，由此减小振动并且相应地对在驱动系中出现的扭矩进行减振。由DE 10 2007 019 907 B4已知一种方法，借助于发电机转速通过有振动能力的延迟元件形成调节差，由此对于发电机控制确定修正矩。在US 2008/0067815中描述类似的方案，根据该方案由发电机转速变化产生信号，通过该信号实现经发电机调整矩进行减振。EP I 507 331 A2描述了一种方法，在其中专门对于同步发电机由发电机转速产生发电机调整矩。在所有这些解决方案中视为不利的是，只能以有限的精度求得由故障引起的扭矩振动并由此也限制补偿过程的品质。由转速求得振动带来相当大的不精确性。通过过滤转速信号能够部分地克服这个问题，但是这增加了减振消耗并且可能导致其它不期望的负效应，例如信号的相位移。对此在US 7,173,399 B2中建议，通过转矩传感器测量扭矩并且通过控制负荷的变流器和电流中间回路产生相应的调整矩。代替由转速推导出调整矩，在这里也直接由扭矩本身出发，由此改善减振精度。但是在这里必须使用至少另一传感器，用于检测要减振的扭矩。即，不能仅仅通过在设备中已经存在的硬件实现减振。在上述方法中附加地存在问题，即在发电机上施加的转矩通过补偿过程本身形成振动，其通常导致相应的不均匀的电输出功率。因此存在解决方案的需求，其能够根据已经通常利用现有的硬件求得的参数实现连续地求得扭矩，尤其在驱动系中，以及通过调整发电机转矩实现相对调节。附加地存在解决方案需求，用于在这种发电机的输出功率中平滑由振动引起的波动。
技术实现思路
由此本专利技术提供一种方法，用于减振在能量产生设备中的扭振，以及提供一种装置，尤其能量产生设备的调节装置，具有独立权利要求的特征。有利的改进方案是从属权利要求以及下面的描述的内容。以所建议的措施为基础，本专利技术对于至少三个上述问题提供了解决方案 首先更精确地求得要减振或要调控的扭矩并且直接输送到调节器，由此得到比以转速为基础的减振方法更高的精度。此外可以无需附加传感器地求得扭矩，仅仅利用已经在设备中存在的传感器结构以及在附加地使用计算模型的条件下。最后，在这个方法中形成的在发电机输出功率中的波动在产生的电能馈入到电网中之前，可以最终通过减振装置得到平滑。在能量产生设备中通常已知在驱动侧和/或从动侧上的转速。在驱动侧上、例如在转速变化的风能设备的转子中，通过转速传感器检测转速并且传递到设备调节器，它根据这个数值控制或调节设备运行。在发电机侧可以由发电机中的电参数推导出转速，只要它不同样通过转速传感器获得。在一些设备中通常只在发电机侧上求得转速并且馈入到设备控制器或调节器中。 在本申请的范围内，能量产生设备的例如通过水或风加载并驱动的部件称为“转子(Rotor)”。而发电机的运动部件称为“动子(Laeufer)”。在两种情况下可以有利地由在设备中已知的参数求得扭矩，其中如果除了发电机转速以外也测量转子转速，则求得的扭矩精度更高。而仅仅通过发电机转速进行求取，能够特别快速且简单地没有附加传感器地在相应的设备中实现。两个变型方案的原理是，连续或时间间断地确定驱动侧与从动侧之间的扭转角并由此通过相应的计算模型求得在驱动系中施加的扭矩。有利地使用的计算模型以双质量-旋转振动器(Zwei-Massen-Drehschwinger)的运动方程为基础。在此扭转角可以由转子侧和发电机侧上的转速得到。如果只已知发电机侧上的转速，可以利用这个转速和施加在发电机上的转矩推断转子侧的角度位置并由此同样确定扭转角。这可以有利地同样通过计算模型实现，该模型以双质量-旋转振动器的运动方程为基础。通过过滤器可以抑制不期望的高频或低频振动，它们不可以或不应减振并因此不能输入到减振调节器中。由上级的设备调节器给减振调节器输送设备转矩并且减振调节器由该设备转矩和由求得的扭矩确定用于发电机的调整矩，该调整矩可以通过相应的功率电子装置调整。以这种方式可以以高精度产生调整矩，无需使用附加的传感装置。在按照本专利技术的发电机调节中适宜地监控一个或多个边界。例如可以监控，通过调节器干预不超过最大发电机功率Ρ=Μ· 。此外可以设想监控，通过它限制在时间上的功率变化(dP/dt边界)。限制发电机转矩M和/或发电机转矩变化dM/dt同样是适宜的。此外通过本专利技术特别有利地解决了输出功率波动的问题，其措施是通过在电网馈入点之前连接减振装置。为此可以使用直流电压中间回路的中间回路电容和/或其它电的 或机械的蓄能器，它们可以与所述中间回路电容器或驱动系的其它组件并联。在此中间回路电压可以变化或者保持恒定。通过本方法能够避免，在电网或者连接的用电器中形成不期望的振动。此外所建议的解决方案能够对于其它与扭矩直接或间接耦联的设备参数产生积极影响，例如用于减振在风能设备中的侧向塔架振动和/或用于减小在转子叶片中的负荷。由描述和附图给出本专利技术的其它优点和扩展结构。不言而喻，上述的和下面还要解释的特征不仅可以以所给出的组合使用，而且可以以其它的组合或者单独地使用，而不离开本专利技术的范围。附图说明借助于附图的实施例简示出本专利技术并且在下面借助于附图详细描述。附图中 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】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A瓦特，T赫尔曼，H塞特勒，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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