[发明专利]用于在超速状况下制动风力涡轮机转子的系统和方法

权利要求书

1.一种风力涡轮机，包括：

毂，所述毂上构造有多个转子叶片，所述毂通过传动系连接至发电机；

传感器，所述传感器被布置成监测所述转子的旋转；

制动器，所述制动器被构造成降低所述转子的转速；

制动控制系统，所述制动控制系统被操作性地联接至所述制动器和所述传感器，所述制动控制系统被构造成在第一设定点转速下通过所述制动器向所述转子施加制动转矩并且随着所述转子的检测到的转速增大超过所述第一设定点转速而使所述制动转矩成比例地增大，所述第一设定点转速被限定为大于所述风力涡轮机的额定转子速度，所述制动控制系统被构造成首先在所述第一设定点转速下向所述转子施加所述制动转矩并且在所述转子达到故障转速之前使所述制动转矩增大到在第二设定点转速下施加的完全制动转矩。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述第一设定点转速处于额定转子速度与额定转子速度的103％之间，并且所述第二设定点转速小于额定转子速度的110％。

3.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述制动控制系统被构造成施加作为增大的转子转速的线性函数的增大的制动转矩。

4.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述制动控制系统被构造成施加作为增大的转子转速的指数函数的增大的制动转矩。

5.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述制动器是液压制动器。

6.一种用于在超速状况下控制风力涡轮机的转速的方法，所述方法包括：

监测风力涡轮机发电机的旋转；

在第一设定点转速下向转子施加制动转矩；以及

随着所述转子的转速增大超过所述第一设定点转速而使作为转子转速的函数的制动转矩成比例地增大，所述第一设定点转速被限定为大于所述风力涡轮机的额定转子速度，并且还包括在所述转子达到故障转速之前使所述制动转矩从所述第一设定点转速下的初始值增大到在第二设定点转速下施加的完全制动转矩。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一设定点转速处于额定转子速度与额定转子速度的103％之间，并且所述第二设定点转速小于额定转子速度的110％。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述制动转矩作为在所述第一设定点转速与所述第二设定点转速之间增大的转子转速的线性函数而增大。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述制动转矩作为在所述第一设定点转速与所述第二设定点转速之间增大的转子转速的指数函数而增大。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过液压制动器施加所述制动转矩。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括结合机械制动转矩向所述转子施加气动制动转矩。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一设定点转速被限定为大于所述风力涡轮机的额定转子速度，并且还包括在所述转子达到故障转速之前使施加于所述转子的制动转矩从所述第一设定点转速下的初始值增大到在第二设定点转速下施加的完全制动转矩。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括使作为在所述第一设定点转速与所述第二设定点转速之间增大的转子转速的函数的气动制动转矩增大。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述气动制动转矩在所述第一设定点转速与所述第二设定点转速之间线性或指数地增大。