[发明专利]包括解调器的风轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种风轮机，尤其涉及风轮机的传动链的改进。本发明的 实施例致力于扭转振动有关的问题。

背景技术

尽管在风轮机的传动链的开发中已实现了重大改进，但是仍存在与机 械传动元件例如齿轮的寿命有关的问题以及与传动链中的扭转振动有关的 问题。

本发明人已发现，由例如作用在风轮机的转子叶片上的空气动力和/ 或传动链的齿轮中的相互作用齿轮例如所谓的齿轮啮合频率导致的传动链 中的力可能会在传动链中激发扭转谐振。由于所激发的扭转谐振，传动链 的传动元件上承受了不希望的载荷。此外，还已发现，由于传动链中存在 扭转振动而出现了声调，即风轮机所发出的噪声。因此，本发明的优选实 施例的一个目标是改进风轮机的传动链，以减小传动链中激发扭转谐振的 危险。本发明的优选实施例的另一个目标是改进传动链，以减小声调。

发明内容

因此，本发明提供了一种风轮机，包括：

-用于将风能转换成机械驱动力的风驱动式转子；

-用于将驱动力转换成可利用能量的功率变换器；

-用于旋转地将驱动力传送给功率变换器的传动链，该传动链包括至 少一个可旋转传动(驱动)元件，从而至少该转子和所述传动链的至少一 个可旋转传动元件限定了至少一个扭转谐振频率；

其中该传动链还包括解调器(动力减振器)，该解调器具有：

-至少一个具有给定质量惯性的团块元件(质量元件)；

-至少一个具有弹性特性的弹性元件；

该团块元件和该弹性元件设置成在风轮机操作期间旋转，由此通过所 述质量惯性和所述弹性特性影响所述扭转谐振频率。

另外，本发明提供了解调器在风轮机的传动链中的使用，其用于控制 传动链中的扭转谐振频率，该风轮机包括用于将风能转换成机械驱动力的 风驱动式转子和用于将驱动力转换成可利用能量的功率变换器，所述传动 链设置成旋转地将驱动力传送给功率变换器，并且包括至少一个可旋转传 动元件，以便至少该转子和该传动链的至少一个可旋转传动元件限定所述 扭转谐振频率，该解调器具有至少一个具有给定质量惯性的团块元件和至 少一个具有弹性特性的弹性元件，该团块元件和该弹性元件设置成在风轮 机操作期间旋转，因此通过所述质量惯性和所述弹性特性影响所述扭转谐 振频率。

在本发明的风轮机和应用中，可实现使扭转谐振频率依赖于质量惯性 和弹性特性。因此，可控制该谐振频率以使它与在风轮机操作期间在传动 链中出现的频率不一致。如果解调器允许例如通过设定弹性元件的扭曲来 改变解调器的弹性元件的弹性特性，则一旦风轮机已被安装在其操作位置， 就可控制或设定传动链中的扭转谐振频率，甚至可在操作期间改变传动链 中的扭转谐振频率。或者，如果在传动链的设计阶段已知激振频率，则可 通过对传动链合适地建模而在设计阶段就已经选定解调器的参数，该参数 包括团块元件的质量惯性和/或弹性元件的弹性。

解调器例如可包括如欧洲专利公报EP1197678A2中公开的可调减振 器，该公报并入此作为参考文献。

弹性元件例如可由橡胶、乳胶或任何其它具有弹性特性的材料包括各 种塑料材料例如各种尼龙制成。通常，在弹性元件中使用尼龙以便解调较 高的频率，而使用橡胶或乳胶以便解调较低的频率。

功率变换器可包括用于将机械驱动力转换成电能的发电机。但是，应 理解，功率变换器还可包括机械系统，例如齿轮系统，以便进一步传送机 械驱动力。

该至少一个传动元件可包括任何轴、齿轮或传动链中的其它可旋转元 件，通过该元件可传送机械驱动力。

在本发明中，术语“频率”可指以每秒的振动数(Hz)测量的频率和 /或以每秒的弧度测量的角速度。在风轮机中引起声调的扭转振动通常具有 大约50-1000Hz的频率。