控制风力涡轮机偏航的装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101929426A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101929426A(43)申请公布日2010.12.29(21)申请号201010215306.0F03D7/06(2006.01)(22)申请日2010.06.24(30)优先权数据09008270.22009.06.24EP(71)申请人西门子公司地址德国慕尼黑(72)发明人H·斯蒂达尔(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人周春梅汲长志(51)Int.Cl.F03D3/00(2006.01)F03D3/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称控制风力涡轮机偏航的装置和方法(57)摘要本发明涉及控制风力涡轮机偏航的装置和方法。风力涡轮机具有机舱和轮毂。机舱被安装为绕第一轴线可旋转可调整的偏航角度。轮毂与机舱连接，且轮毂被安装为绕旋转轴线可旋转。旋转轴线相对第一轴线倾斜一定角度。轮毂承载至少一个叶片，该叶片由于来风而绕旋转轴线旋转。旋转叶片限定了垂直于旋转轴线的转子平面。风力涡轮机包括具有至少一个开口的通道，而该开口位于到转子平面的预定距离处。开口以如下方式布置：来风的至少一个分量作为气流被引导通过开口并进入通道。该通道包括测量装置，该测量装置被布置为测量通过通道的气流。测量装置与控制器连接，该控制器被布置为使用所测气流，以检测来风的方向与旋转轴线之间的偏航角度误差，而该偏航角度误差用于调整机舱的偏航角度。CN109246ACN101929426A权利要求书1/2页1.控制风力涡轮机偏航的装置，其中，-风力涡轮机具有机舱和轮毂，-所述机舱被安装为绕第一轴线可旋转可调整的偏航角度，-所述轮毂与所述机舱连接，且所述轮毂被安装为绕旋转轴线可旋转，-所述轮毂承载至少一个叶片，所述叶片由于来风而绕所述旋转轴线旋转，而旋转叶片限定了垂直于所述旋转轴线的转子平面，-所述风力涡轮机包括具有至少一个开口的通道，而所述开口位于到所述转子平面的预定距离处，所述开口以如下方式被布置：所述来风的至少一个分量作为气流被引导通过所述开口并进入所述通道，-所述通道包括测量装置，所述测量装置被布置为当所述气流通过所述通道时，测量所述气流的参数，-所述测量装置与控制器连接，所述控制器被布置为使用所述气流的所测参数，以检测所述来风的方向与所述旋转轴线之间的偏航角度误差，而所述偏航角度误差用于调整所述机舱的所述偏航角度。2.如权利要求1所述的装置，其中，-所述通道的至少一部分从所述旋转轴线在径向向外方向上延伸，以及-所述通道的纵向轴线基本平行于所述转子叶片的纵向轴线。3.如权利要求1或2所述的装置，其中，-所述测量装置被布置为测量所述通道内气流的方向和/或气流的速度作为参数和/或测量所述通道中的气压差异作为参数，而所述压力差异由所述气流产生。4.如权利要求1-3之一所述的装置，其中，所述测量装置包括超声传感器以测量气流参数。5.如权利要求1-3之一所述的装置，其中，所述测量装置包括推进器或叶轮，以当所述气流经过时通过其旋转测量所述气流的参数。6.如权利要求1-3之一所述的装置，其中，-所述测量装置包括阀门，而所述阀门具有至少两个位置，-所述阀门的位置被编码器读取以检测所述通道中气流的方向。7.如权利要求1-6之一所述的装置，其中，所述通道的所述开口相对于所述转子平面被倾斜以捕捉所述来风的分量，所述分量不垂直于转子平面。8.如权利要求1-7之一所述的装置，其中，-所述通道经过所述轮毂，和/或-所述通道具有在所述轮毂两侧上的开口，所述开口具有到所述旋转轴线或所述转子平面的预定距离。9.如权利要求1-8之一所述的装置，其中，所述风力涡轮机包括计算单元，所述计算单元将所述旋转叶片的位置与所述测量装置的测量比较以估计所述偏航角度误差。10.如权利要求1-8之一所述的装置，其中，所述风力涡轮机包括计算单元，所述计算单元分析随时间的测量以确定所述偏航角度误差，而所述计算单元连接至控制单元，所述控制单元使用所述测量的所述分析以控制所述机舱的偏航。11.如权利要求1-10之一所述的装置，其中，所述通道的横截面及其开口以如下方法2CN101929426A权利要求书2/2页被选择：在所述通道中和在所述开口处盐，泥土或冰的沉积被避免。12.如权利要求1-11之一所述的装置，其中，所述通道的所述至少一个开口位于到所述转子平面的预定距离处，所述开口以如下方法被布置：在所述来风经过所述转子平面之前，所述来风的至少一个分量作为气流被引导通过所述开口并进入所述通道。13.控制风力涡轮机偏航的方法，其中，-所述风力涡轮机的机舱可绕第一轴线旋转可调整的偏航角度，-与所述机舱连接的所述风力涡轮机的轮毂绕旋转轴线旋转，-与所述轮毂连接的至少一个叶