[发明专利]用于风力涡轮机的桨距驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及风力涡轮机的桨距(blade pitch)控制驱动，其具有至少一 个电转换器、至少一个电耦合到该转换器的电动机、至少一个监视单元以及 至少一个限流单元。所述电动机由或者能由转换器馈电；通过所述至少一个 监视单元监视或者能监视由转换器提供给电动机的输出电流，并且可根据该 输出电流的函数确定在转换器的负载的状态；通过限流单元，在转换器处于 过载状态下时，最大可能的输出电流被减少或者能被减少到标称电流，该标 称电流小于转换器在处于未过载状态下时作为最大可能输出电流提供或能 提供的峰值电流。本发明还涉及控制风力涡轮机的桨距控制驱动装置的转换 器的方法。

背景技术

DE 202005012040U1揭示了一种用于控制风轮桨距的电气装置，其具 有恒定电流源加上限压器件，以同时向转换器和链接电路单元馈电，如所需 要的那样使用包括解耦构件和蓄电池的蓄电池蓄电器件，或者链接电路电容 器。通过该限流器件以这样一种方式设置恒定电流源的电流电压特征，使得 仅在如果发生市电供应被中断，或者如果在该风轮上有短暂的高负载的情况 下，该链接电路单元被要求成为并用作从风力涡轮机风轮反馈回的电能量的 接收器(sink)。

DE 102006009127A1描述了一种具有风轮、定位电机和应急电路的风 力涡轮机，其中风轮具有风轮桨叶，该风轮桨叶的桨距可通过桨距控制装置 来改变，定位电机被连接到桨距电路，并且提供了应急电路以用于桨距控制， 所述风轮桨叶在正常情况下通过桨距电路被驱动，而在紧急模式下通过应急 电路被驱动，并且该应急电路具有电能存储器件、转换装置、连接到定位电 机的连接线以及保护性装置。该保护性装置包括能流(power flow)检测模 块，其被设计成确定电功率是正在流入还是流出所述定位电机，并且还包括 减负荷模块(load-shedding module)，其被设计成在存在功率流出定位电机 的情况下限制应急电路中的电压和/或电流。

在风力涡轮机中，具有转换器的驱动器被用作桨距驱动系统，以控制风 轮桨叶的位置。该驱动系统可在包括d.c.转换器和d.c.电机(串联绕线式电 机、并联绕线式电机或甚至混合绕线式电机)的d.c.的基础上，以及包括频 率转换器(具有或者不具有矢量受控控制系统)和三相电机(异步电机或者 同步电机)的a.c.的基础上这两种情况下产生。在具有d.c.链接电路的自我 整流转换器(self-commutated converter)中，蓄电池或者电容器通过二极管 耦合到链接电路，用于在电压波动或者短暂电压骤降(dip)期间进行缓冲。 因此可在类似这种状况下从蓄电池中汲取所需要的能量。

这样，转换器的最大电流运载能力不会被超出，当时的电流被监视。特 别是，转换器所允许的电流限制被设计成使得对于限定的时间允许有动态峰 值电流，在此之后，电流降低到低于峰值电流的标称电流。

当使用d.c.驱动时，电机经由开合触头被直接连接到蓄电池，该开合触 头用于朝向安全位置(桨叶的顺桨位置(feathered position))的紧急迁移。 在a.c.情况下，转换器则需要保证必须的朝向安全位置的紧急迁移。因为这 样省却了对开关的需要，这种概念逐渐以类似的方式被用于d.c.驱动中。

对于特定的时刻(取决于实际值和基本负载)，来自转换器的动态峰值 电流是可用的，该时刻适用于不具有基本负载的时候。于是降低了已设定的 连续电流(标称电流)。其电平及其持续时间被预设为固定值。此外，对电 流的监视通过所谓的Ixt计算进行。

因此，当时假设有适当的基本负载和耗用电流，可能发生的是转换器将 仅允许有标称电流。取决于负载扭矩(load torque)，这可能导致电机受到影 响而无法达到速度要求，甚至可能这样下去直到驱动停止，这可能导致风轮 桨叶位置处于危险的不对称的情形。在这样的可能性下，通过主监视系统最 终触发了紧急转移。

发明内容

本发明的目标是以这样一种方式改进在开头的段落中定义的类型的桨 距控制驱动装置，即使得有可能在很大程度上确保即使在转换器上存在基本 负载的时候电机也能正确地操作。

依照本发明，本目标通过独立权利要求中公开的桨距控制驱动装置和方 法达到。在从属权利要求中定义了本发明的优选的改进。