[发明专利]风力涡轮机控制系统

权利要求书

1.一种风力涡轮机，其包括：

毂子系统，其包括主毂及经调适以绕轴线旋转的轴件；

具有桨距角的多个涡轮机桨叶，所述桨叶经调适以将所述毂子系统的所述旋转驱动到第一速度，所述桨距角定义为涡轮机桨叶的弦线和表示来风的向量之间的夹角；

变桨驱动子系统，其包括经调适以依第二速度绕所述轴线旋转的驱动元件，所述驱动元件经调适以相对于所述第一速度与所述第二速度之间的差控制所述涡轮机桨叶的所述桨距角；

具有滑差函数的发电机，其中具有所述滑差函数的所述发电机是具有滑差的发电机、滑差增强发电机、变速发电机、具有离合器的发电机、具有变速器的发电机或其组合，具有所述滑差函数的所述发电机使得所述毂子系统随着功率增加而增加所述第一速度且随着功率降低而降低所述第一速度；以及

主动控制系统，其经调适以控制所述驱动元件的所述第二速度，其中

所述第一速度相对于所述第二速度的增加导致所述桨距角降低，及/或

所述第一速度相对于所述第二速度的降低导致所述桨距角增加。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述变桨驱动子系统的所述驱动元件包括经配置以依所述第二速度旋转的驱动齿轮，所述风力涡轮机进一步包括耦合到所述驱动齿轮的从动齿轮，所述从动齿轮经配置以将所述毂子系统与所述变桨驱动子系统之间的速度差转化为所述涡轮机桨叶的所述桨距角的变化。

3.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其中所述从动齿轮包括多个齿轮。

4.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其中所述驱动齿轮及所述从动齿轮是锥齿轮。

5.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述变桨驱动子系统的所述驱动元件包括经配置以依所述第二速度旋转的轴件，所述风力涡轮机进一步包括耦合到所述轴件的机械联动装置，所述机械联动装置经配置以将所述毂子系统与所述变桨驱动子系统之间的速度差转化为所述涡轮机桨叶的所述桨距角的变化。

6.根据权利要求5所述的风力涡轮机，其中所述机械联动装置包括辐条及连杆。

7.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述变桨驱动子系统的所述驱动元件包括传动带、滑轮或液压或机电装置系统。

8.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述滑差增强发电机包括鼠笼式感应发电机。

9.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述滑差函数是由发电机、发电机控制系统、和/或包含或不包含离合器的电、磁、机械或液压变速器提供。

10.一种用于控制风力涡轮机桨叶桨距角的方法，其包括：

提供毂子系统，其包括主毂及轴件；

提供具有桨距角的多个涡轮机桨叶，所述桨距角定义为涡轮机桨叶的弦线和表示来风的向量之间的夹角；

由所述涡轮机桨叶将所述毂子系统绕轴线的旋转驱动到第一速度；

提供变桨驱动子系统，其包括经调适以独立于所述毂子系统绕所述轴线旋转的驱动元件；

由主动控制系统控制所述驱动元件以依第二速度旋转；以及

当所述第一速度不同于所述第二速度时，由所述驱动元件控制所述涡轮机桨叶的所述桨距角，其中

所述第一速度相对于所述第二速度的增加导致所述驱动元件降低所述桨距角，及/或

所述第一速度相对于所述第二速度的降低导致所述驱动元件增加所述桨距角。

11.根据权利要求10所述的方法，其包括：提供具有滑差函数的发电机，其中具有所述滑差函数的所述发电机是具有滑差的发电机、滑差增强发电机、变速发电机、具有离合器的发电机、具有变速器的发电机或其组合，其中任选的，所述离合器或变速器为电、磁、机械或液压的；以及

将具有所述滑差函数的所述发电机耦合到所述毂子系统及所述变桨驱动子系统，

具有所述滑差函数的所述发电机使得所述毂子系统随着功率增加而增加速度且随着功率降低而降低速度。