风力涡轮机和方法技术

本发明专利技术涉及风力涡轮机和方法。一种风力涡轮机，包括：轮毂；转子叶片，其中，每个转子叶片借助于变桨轴承可旋转地支撑在该轮毂处或该轮毂中；用于改变该转子叶片的桨距角的桨距控制装置；以及测量系统，其用于捕获该变桨轴承中或该变桨轴承处的传感器信号，并且用于借助于该桨距控制装置根据该传感器信号来改变该桨距角，以防止由于缺乏润滑引起的该变桨轴承的故障，其中，该传感器信号表示该变桨轴承中或该变桨轴承处的振动、噪声和/或温度的变化。由于桨距角可根据传感器信号而改变的事实，因此在变桨轴承的整个使用寿命中确保了对变桨轴承的润滑。可防止不必要的变桨距运动。这减少了能量损失。此外，还可防止由于缺乏润滑而损伤变桨轴承。

【技术实现步骤摘要】
风力涡轮机和方法
本专利技术涉及一种风力涡轮机，并且涉及一种用于防止该风力涡轮机的转子叶片的变桨轴承（pitchbearing）的故障的方法。
技术介绍
现代风力涡轮机的转子叶片由纤维增强塑料构建。转子叶片通常包括具有圆形的前缘和尖锐的后缘的翼型。转子叶片利用其叶片根部连接到风力涡轮机的轮毂。轮毂被支撑在机舱中，并且机舱被附接到风力涡轮机的塔架的端部。转子叶片借助于变桨轴承来支撑在轮毂处或轮毂中。借助于这些变桨轴承，可改变转子叶片的桨距角。在长期操作期间，无需通过使转子叶片变桨距（pitch）来调整功率。这意味着变桨轴承将是静态的。在此期间，转子叶片上的载荷将是高度动态的，这可能会在变桨轴承的滚道上造成摩擦腐蚀（falsebrinelling）和微动腐蚀（frettingcorrosion），除非变桨轴承被移动到允许润滑剂到达接触表面上的新位置。因此，在给定时间段之后可能会出现停滞痕迹（standstillmark）。该时间段将取决于许多因素，如载荷水平、温度、润滑条件、含水量等。为了避免该问题，变桨轴承能够以一定模式变桨距，该模式已证明在所有状况和/或运行条件下完全消除该风险。该模式是基于经验和测试。然而，当转子叶片远离最佳功率位置变桨距时，将会存在能量损失。必须避免这种情况。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种改进的风力涡轮机。因此，提供了一种风力涡轮机。所述风力涡轮机包括：轮毂；转子叶片，其中，每个转子叶片借助于变桨轴承可旋转地支撑在所述轮毂处或所述轮毂中；用于改变所述转子叶片的桨距角的桨距控制装置；以及测量系统，其用于捕获所述变桨轴承中或所述变桨轴承处的传感器信号，并且用于借助于所述桨距控制装置根据所述传感器信号来改变所述桨距角，以防止由于缺乏润滑引起的所述变桨轴承的故障，其中，所述传感器信号表示所述变桨轴承中或所述变桨轴承处的振动、噪声和/或温度的变化。由于桨距角可根据传感器信号而改变的事实，因此在变桨轴承的整个使用寿命中确保了对变桨轴承的润滑。可防止不必要的变桨距运动。这减少了能量损失。此外，还可防止由于缺乏润滑而损伤变桨轴承。特别地，所述轮毂被可旋转地支撑在风力涡轮机的机舱处。转子叶片的数量是任意的。例如，设置了三个转子叶片。所述变桨轴承是风力涡轮机的一部分。每个转子叶片都具有变桨轴承。所述桨距角是当转子叶片围绕变桨轴承的中轴线旋转时改变的角度。转子叶片的桨距角可独立地改变。所述变桨轴承可以是滚动轴承、滚珠轴承或滑动轴承。可使用任何轴承。所述桨距控制装置可包括致动器，以使转子叶片变桨距。每个转子叶片可具有其自己的致动器。该致动器可以是电动马达或液压马达。在此背景下，“捕获”传感器信号意味着所述测量系统能够借助于一个传感器或多个传感器来生成传感器信号。在此背景下，“根据”传感器信号来改变桨距角意味着当传感器信号改变时，特别是当传感器信号指示变桨轴承中或变桨轴承处的振动、噪声、温度和/或另一合适的参数改变、特别是增加时，桨距角被改变。“振动”包括振荡和振动。“噪声”或“声音”也可包括振荡和振动，特别是可听见的振荡和振动。特别地，所述传感器信号优选地是间接传感器信号。在此背景下，“间接”意味着不测量润滑本身，而是测量润滑不足的后果，即振动、噪声和/或温度的变化。与此相反，可看到直接传感器信号。在此背景下，“直接”意味着润滑本身是合格的。例如，这可借助于测量变桨轴承的电容和/或电阻来完成。相应地，也可使用任何其他间接传感器信号来评估变桨轴承的状态。优选地，使用间接传感器信号。然而，不排除并且也可使用直接传感器信号，但其是次优选的。特别地，没有测量方法被排除。在此背景下，“故障”包括停滞痕迹、变桨轴承的滚道上的摩擦腐蚀和微动腐蚀和/或变桨轴承的可能由润滑不足引起的任何其他潜在损伤。特别地，“故障”包括停滞故障。根据一个实施例，所述测量系统包括控制器以及耦接到所述控制器的至少一个传感器。传感器的数量是任意的。例如，每个转子叶片和/或每个变桨轴承包括一个或多个传感器。所述传感器可包括温度传感器、声音换能器等。根据另一实施例，所述传感器被布置在所述轮毂中或所述轮毂处和/或所述传感器被布置在所述叶片中或所述叶片处。所述传感器也可被布置在变桨轴承中或变桨轴承处。所述轮毂可具有多个传感器。此外，每个叶片也可具有一个传感器或多于一个传感器。根据另一实施例，所述风力涡轮机还包括耦接到所述控制器的存储器，其中，所述传感器信号被存储在所述存储器中。阈值可被存储在所述存储器中。所述传感器信号可与所述阈值比较。例如，当所述传感器信号显著偏离所述阈值时，可改变桨距角。根据另一实施例，所述测量系统将所述传感器信号与所述传感器信号的初始水平和/或初始模式比较，其中，当所述传感器信号的最终水平和/或最终模式偏离所述初始水平和/或所述初始模式时，所述桨距控制装置受到控制以改变所述桨距角。在此背景下，“初始”意指在正常操作状态下捕获的传感器信号。这意指当不需要变桨距运动时。在此背景下，“最终”意指在临界操作状态下捕获的传感器信号。这意指当需要变桨距运动以防止由于润滑不足而损伤变桨轴承时。在此背景下，“模式”意指传感器信号在预定时隙内的进展。因此，所述“模式”可以是展示出随时间变化的传感器信号的曲线。此外，还提供了一种用于防止由于缺乏润滑引起的风力涡轮机的转子叶片的变桨轴承的故障的方法。所述方法包括以下步骤：a）借助于测量系统来捕获所述变桨轴承中或所述变桨轴承处的传感器信号，其中，所述传感器信号表示所述变桨轴承中或所述变桨轴承处的振动、噪声和/或温度的变化；以及b）借助于桨距控制装置根据所述传感器信号来改变桨距角，以防止由于缺乏润滑引起的所述变桨轴承的故障。在步骤b）中，当传感器信号指示润滑不足时改变桨距角。这可能会导致振动、噪声和/或温度的增加。根据一个实施例，在步骤b）中或之前，所述传感器信号与所述传感器信号的初始水平和/或初始模式进行比较，其中，当最终水平和/或最终模式偏离所述初始水平和/或所述初始模式时，所述桨距角借助于所述桨距控制装置来改变。在此背景下，“偏离”特别是意味着最终水平和/或最终模式具有与初始水平和/或初始模式显著不同的值。在此背景下，“显著不同”可意味着最终水平和/或最终模式的值以区别性的因子不同于初始水平和/或初始模式。例如，该因子可为0.5至5等。该因子可根据需要来选择。在此背景下，“初始”意指在正常操作状态下捕获的传感器信号。这意指当不需要变桨距运动时。在此背景下，“最终”意指在临界操作状态下捕获的传感器信号。这意指当需要变桨距运动以防止由于润滑不足而损伤变桨轴承时。在此背景下，“模式”意指传感器信号在预定时隙内的进展。因此，所述“模式”可以是展示出随时间变化的传感器信号的曲线。根据另一实施例，当与初始水平和/或初始模式相比最终水平和/或最终模式更高时，改变桨距角。在此背景下，“更高”意味着与初始水平相比，最终水平具有更高的值。也可当与初始水平和/或初始模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力涡轮机（1），包括：轮毂（6）；转子叶片（5），其中，每个转子叶片（5）借助于变桨轴承（12）可旋转地支撑在所述轮毂（6）处或所述轮毂（6）中；用于改变所述转子叶片（5）的桨距角的桨距控制装置（13）；以及测量系统（16），其用于捕获所述变桨轴承（12）中或所述变桨轴承（12）处的传感器信号（f），并且用于借助于所述桨距控制装置（13）根据所述传感器信号（f）来改变所述桨距角，以防止由于缺乏润滑引起的所述变桨轴承（12）的故障，其中，所述传感器信号（f）表示所述变桨轴承（12）中或所述变桨轴承（12）处的振动、噪声和/或温度的变化。/n

【技术特征摘要】
20191128 EP 19212309.91.一种风力涡轮机（1），包括：轮毂（6）；转子叶片（5），其中，每个转子叶片（5）借助于变桨轴承（12）可旋转地支撑在所述轮毂（6）处或所述轮毂（6）中；用于改变所述转子叶片（5）的桨距角的桨距控制装置（13）；以及测量系统（16），其用于捕获所述变桨轴承（12）中或所述变桨轴承（12）处的传感器信号（f），并且用于借助于所述桨距控制装置（13）根据所述传感器信号（f）来改变所述桨距角，以防止由于缺乏润滑引起的所述变桨轴承（12）的故障，其中，所述传感器信号（f）表示所述变桨轴承（12）中或所述变桨轴承（12）处的振动、噪声和/或温度的变化。


2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述测量系统（16）包括控制器（10）以及耦接到所述控制器（10）的至少一个传感器（14、15）。


3.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其中，所述传感器（14、15）被布置在所述轮毂（6）中或所述轮毂（6）处，和/或其中，所述传感器（14、15）被布置在所述叶片（5）中或所述叶片（5）处。


4.根据权利要求2或3所述的风力涡轮机，还包括耦接到所述控制器（10）的存储器（11），其中，所述传感器信号（f）被存储在所述存储器（11）中。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的风力涡轮机，其中，所述测量系统（16）将所述传感器信号（f）与所述传感器信号（f）的初始水平（L1）和/或初始模式（P1）比较，并且其中，当所述传感器信号（f）的最终水平（L2）和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·F·埃尔莫泽，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK