[发明专利]风轮机及控制风轮机的控制方法

权利要求书

1.一种风轮机（1），包括：转子（4），能够围绕转子轴线（A）旋转，且具有围绕叶片轴线（B）可旋转地装配至轮轴（6）的多个叶片（7）和用于调节所述叶片（7）的螺旋角的多个螺旋执行机构（8）；制动器（9），由制动执行机构（10）控制，用于停止所述转子（4）；旋转电机（5），直接连接至所述转子（4）；换流器（11），用于控制所述旋转电机（5）；以及控制系统（22），其包括被构造为检测每个叶片（7）的变形的多个图像反射测量装置（24），并且所述控制系统被构造为，根据通过所述多个图像反射测量装置（24）取得的变形，发射用于选择性地控制所述螺旋执行机构（8）、所述制动执行机构（10）和所述换流器（11）中至少一个的控制信号。

2.根据权利要求1所述的风轮机，其中，每个图像反射测量装置（24）位于一叶片（7；36）内，并包括光源（26）、至少两个沿着所述叶片轴线（B）隔开以反射光束的反光镜（27，28；27，28，43，44）、以及用于接收反射光并发射与所取得的图像相关的信号的照相机（29）。

3.根据权利要求2所述的风轮机，其中，所述反光镜（27，28；27，28，43，44）沿着所述叶片轴线（B）隔开，并位于离所述转子轴线（A）给定距离处；在每个叶片（7；36）中，所述反光镜（27，28；27，28，43，44）以相同的间隔和离所述转子轴线（A）相同的距离分布。

4.根据权利要求2所述的风轮机，其中，每个叶片（7；36）包括根部（14）、中间部分（15）和顶部（16），所述顶部（16）具有被构造为当与所述叶片轴线（B）成横向地对所述叶片（7；36）加载时有利于所述顶部（16）相对于所述中间部分（15）扭曲的结构；所述叶片（7；36）在所述中间部分（15）中设置有至少一个反光镜（27）并在所述顶部（16）中设置有至少一个反光镜（28）。

5.根据权利要求4所述的风轮机，其中，所述叶片（36）设置有至少一个致动表面，例如枢转地连接至所述叶片（36）并沿着所述顶部（16）的后缘延伸的至少一个副翼（37，38）。

6.根据权利要求5所述的风轮机，其中，所述副翼（37，38）被积极地致动，并且，与所述图像反射测量装置（24）的另一反光镜（43，44）相关，以允许控制所述副翼（37，38）的位置。

7.根据权利要求1所述的风轮机，其中，所述控制系统（22）包括：

多个图像处理单元（25），其发射一组与所述叶片（7；36）中的所述反光镜（27，28；27，28，43，44）的位置相关的位置信号；以及信号处理单元（23），被构造为运行处理整组位置信号或这组位置信号的子集的多个程序（30；31，32，33，34，35，45）并发射所述控制信号。

8.一种用于控制风轮机的方法，其中，所述风轮机包括：转子（4），能够围绕转子轴线（A）旋转，且具有围绕叶片轴线（B）可旋转地装配至轮轴（6）的多个叶片（7；36）和用于调节所述叶片（7）的螺旋角的多个螺旋执行机构（8）；制动器（9），由制动执行机构（10）控制，用于停止所述转子（4）；旋转电机（5），连接至所述转子（4）；换流器（11），用于控制所述旋转电机（5）；以及控制系统（22），其包括被构造为检测每个叶片（7）的变形的多个图像反射测量装置（24）；所述方法包括以下步骤：取得所述多个叶片（7；27）的变形；以及根据通过所述多个图像反射测量装置（24）取得的变形发射与所取得的图像相关的控制信号；以及通过所述控制信号选择性地控制所述螺旋执行机构（8）、所述制动执行机构（10）和所述换流器（11）。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤：通过多个图像处理单元（25）发射一组与位于所述多个叶片（7；36）中的每个叶片（7；36）内的至少两个反光镜（27，28；27，28，43，44）的位置相关的位置信号；以及通过多个程序（30；31，32，33，34，35，45）处理这组位置信号或这组位置信号的子集，以计算并发射所述控制信号。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：将与每个叶片（7）的变形相关的位置信号与阈值进行比较；以及当其中一个所述位置信号超过相关阈值时发射用于控制所述叶片（7）的螺旋执行机构（8）或用于停止所述风轮机（1）的控制信号。