超速保护系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102297082A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102297082A(43)申请公布日2011.12.28(21)申请号201110184885.1(22)申请日2011.06.22(30)优先权数据12/8218142010.06.23US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人D·门克F·罗(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人严志军谭祐祥(51)Int.Cl.F03D7/04(2006.01)F03D1/00(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图7页(54)发明名称超速保护系统和方法(57)摘要本发明涉及超速保护系统和方法，具体而言，涉及一种用于具有轮毂和安装在该轮毂上的至少一个转子叶片的风力涡轮机的超速保护系统，包括：旋转传感器，其适于测量所述风力涡轮机的转子速度；比较仪，其与旋转传感器连接并适于将测出的转子速度与转子速度的预定阈值进行比较，其中该比较仪输出指示该比较的信号；以及辅助变桨驱动控制器，其与比较仪连接并适合接收指示比较的信号，该辅助变桨驱动控制器还适于独立于主涡轮机控制器控制风力涡轮机的变桨驱动单元，并且如果阈值被超过则调节风力涡轮机的转子叶片的桨距角，从而实现风力涡轮机的空气动力学制动。CN102978ACCNN110229708202297090A权利要求书1/1页1.一种用于具有轮毂和安装在所述轮毂上的至少一个转子叶片的风力涡轮机的超速保护系统，包括：旋转传感器，其适于测量所述风力涡轮机的转子速度；比较仪，其与所述旋转传感器连接并适于将测出的转子速度与所述转子速度的预定阈值进行比较，其中所述比较仪输出指示所述比较的信号；以及辅助变桨驱动控制器，其与所述比较仪连接并适合接收指示所述比较的所述信号，所述辅助变桨驱动控制器还适于独立于主涡轮机控制器控制所述风力涡轮机的变桨驱动单元，并且如果所述阈值被超过则调节所述风力涡轮机的转子叶片的桨距角，从而实现所述风力涡轮机的空气动力学制动。2.根据权利要求1所述的超速保护系统，其特征在于，所述系统适合被安装在所述风力涡轮机的轮毂中并在其中自持地操作。3.根据前述权利要求中任一项所述的超速保护系统，其特征在于，所述旋转传感器是适合根据所述转子速度振荡的摆锤装置，所述摆锤与电气开关联接使得所述开关根据所述转子速度操作。4.根据权利要求3所述的超速保护系统，其特征在于，所述超速保护系统还包括适于对所述电气开关的输出信号进行低通滤波的低通滤波器。5.根据权利要求4所述的超速保护系统，其特征在于，所述低通滤波器具有处于从所述转子速度阈值的约50％至约150％的范围内的切断频率。6.根据权利要求1所述的超速保护系统，其特征在于，所述系统能够与位于所述轮毂处的辅助电源连接。7.根据前述权利要求中任一项所述超速保护系统，其特征在于，所述超速保护系统还包括适合将所述风力涡轮机的所述变桨驱动单元与所述辅助变桨驱动控制器连接的切换装置，如果所述转子速度阈值被超过则启动所述切换装置。8.一种风力涡轮机，包括：可旋转的轮毂和安装在所述轮毂上的至少一个转子叶片，其中所述转子叶片的桨距角能够通过变桨驱动系统调节；以及根据前述权利要求中任一项所述的超速保护系统。9.一种用于防止风力涡轮机的超速状态的方法，所述方法包括：测量所述风力涡轮机的轮毂的转速；将测出的转速与预定阈值进行比较；如果测出的转速超过所述阈值，则独立于主涡轮机控制器操作辅助变桨驱动控制器，从而调节所述风力涡轮机的至少一个转子叶片的桨距角，以实现所述风力涡轮机的空气动力学制动。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，基于测出的转速操作超速继电器，所述超速继电器将所述辅助变桨驱动控制器与所述转子叶片的变桨驱动单元连接。2CCNN110229708202297090A说明书1/10页超速保护系统和方法技术领域[0001]本文描述的主题一般地涉及用于控制风力涡轮机的操作的方法和系统，且更具体地涉及用于防止风力涡轮机的超速状态的方法和系统。背景技术[0002]一般而言，风力涡轮机包括具有转子的涡轮，该转子包括具有多个叶片的可旋转的轮毂组件。叶片将风能转换成经由转子驱动一个或多个发电机的机械旋转转矩。发电机有时但不是总是通过齿轮箱旋转地联接到转子上。齿轮箱提高转子的固有低转速，以便于发电机有效地将旋转机械能转换成电能，电能经由至少一个电连接装置输入公用电网。也存在无齿轮的直接驱动式风力涡轮机。转子、发电机、齿轮箱和其它构件典型地安装在定位在可为桁架或管状塔架的基台的顶部上的壳体或机舱内。[0003]一些风力涡轮机构造包括双馈感应发电机(DFIG)。此类构造也可包括用于将发生的电功率的频率转换为与公用电网频率基本上相似的频率的功率转换器