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Regelungs- und Steuerungsanlage zur Verstellung
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der Flügel des Windrads eines Windkraftwerks Die Erfindung. bezieht-sich
auf eine Regelungs- und Steuerungsanlage zur Verstellung der Flügel des Windrads
eines Windkraftwerks.
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Das durch Lueger, Lexikon der Techni-k, 1965, Bd. 7, Seiten 574 bis
581, bekannte, betriebene Windkraftwerk weist eine Regelungs- und Steuerungsanlage
auf, bei der Drehzahl und Leistungsfühler unabhängig voneinander durch direkten
Eingriff oder über hydraulische Servomotoren die Einstellung der Flügel beeinflussen.
Die Blattwinkel der Flügel werden über einen hydraulischen Stellmotor kontinuierlich
verstellt. Ul für diesen wird von einer Hauptpumpe aus einem Ultank gefördert. Der
hydraulische Stellmotor arbeitet bei einem Systemdruck von 12 bis 20 at gegen die
Wirkung der dynamischen und aerodynamischen Rückstellmomente der Flügel und gegen
eine vorgespannte Feder, die die Aufgabe hat, bei Ausfall der Hydraulik die Flügel
auf Fahnenstellung (Drehzahl gegen Null) zu verstellen. Der eigentliche Betrieb
beginnt übrigens erst dann, wenn die
mittlere Windgeschwindigkeit
groß genug ist. Dann fließt das geförderte Ul nicht mehr in den Ultank zurück, sondern
bringt die Flügel über den Stellmotor in Betriebsstellung.
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Die Anlage weist ein Fliehpendel und einen Leistungsregler auf. Beim
Parallelbetrieb wird die Regelung nur durch den Leistungsregler vorgenommen. Das
Fliehpendel dient bei Netzbetrieb lediglich als Oberdrehzahischutz. Die Anlage ist
aufwendig und kompliziert. Ferner ist das zweiflüglige Windrad durch die mit der
Höhe über dem Erdboden zunehmenden und auch bei einer einer einseitigen Bö an den
einzelnen Flügeln unterschiedlich großen Windgeschwindigkeiten bzw.
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Luftkräfte um eine Querachse schwenkbar, und es ist eine für die Drehzahlregelung
vorgesehene, der gleichmäßigen Verstellung der Flügel dienende Verstelleinrichtung
mechanisch so ausgebaut, daß mit der Schwenkbewegung des Windrads ein Verstellen
der Flügel in der Art gekoppelt ist, daß die Anstellwinkel des stärker beaufschlagten
Flügels gegenüber der Relativströmung verkleinert und die Anstellwinkel des anderen
Flügels entsprechend vergrößert werden.
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Dies alles dient der Verbesserung der Laufruhe, ist aber aufwendig,
kompliziert und störanfällig und nur bei diametral gegenüberliegenden Flügeln anwendbar.
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Gleiches gilt auch für die durch die DE-PS 386 126 bekannte, zweiflüglige,
von einem Motor angetriebene Schraube, bei der jeder Flügel eine solche Druckmittelpunktlage
hat, daß der Luft- oder Flüssigkeitsdruck ihn entgegen Federwirkung in die Stellung
geringsten Einfallwinkels zu drehen trachtet, wobei die Wirkung der Rückführfeder
auf die Flügel gleichzeitig erfolgt unter Vermittlung einer Differentialkupplung,
die auf die Flügel entgegengesetzt wirkt, um Unsymmetrien der Luft- bzw.
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Flüssigkeitskräfte selbsttätig auszugleichen, Sind diese Kräfte auf
die Flügel gleich, werden die Flügel gleich-
mäßig verstellt. Sind
sie ungleich, wird der Einfallwinkel des einen Flügels vergrößert, der des anderen
verkleinert, wodurch der genannte Ausgleich erfolgt, während die änderung d-es Einfallwinkels
beider Flügel entsprechend den mit der Drehzahl des Motors sich ändernden Luft-
bzw. Flüssigkeitsdrück-en durch ein anderes Mittel der Verstelleinrichtung erfolgt.
Die -gesamte Verstelleinrichtung, die eine rein mechanische ist und im Nabengebiet
vorgesehen ist, ist auch hier aufwendig, kompliziert und störanfällig. Außerdem
ist das ganze System wiederum nur bei diametral gegenüberliegenden Flügeln anwendbar.
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Aufgabe gemäß der Erfindung ist es, eine der Verstellung der Flügel
eines Windrads eines Windkraftwerks dienende Regelungs- und Steuerungsanlage anderer
Art als im-genannten bekannten Fall zu schaffen, die nicht nur möglichst wenig oder
gar nicht auf mechanischer Grundlage arbeitet, sondern die einschließlich der Flügelverstellung
bei den verschiedenartigsten Windverhältnissen und änderungen derselben und auch
bei Oberlastungsgefahr schnell, sicher und genau anspricht bzw. reagiert und arbeitet,
wobei mit im wesentlichen gleichen Mitteln ein gleichmäßiges bzw. untersc-hiedliches
Verstellen der Flügel erzielbar sein soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Durch diese Erfindung ist die Aufgabe sowohl für normale, d. h. ungefährliche
Windstärken als auch für gefährlich hohe Windstärken und auc-h für Böen gut gelöst.
Die genannte Verarbeitung in der elektronischen Regeleinrichtung oder -einheit und
die durch die Verstellimpulse bedingte Tätigkeit der hydraulischen Steuereinrichtung
gehen in
allen Fällen schnell, sicher und genau vor sich und somit
auch die Verstellung der Flügel. Die hydraulische Steuereinrichtung kann zur gleichmäßigen,
d.h. gleichzeitigen, um den gleichen Betrag und im gleichen Drehsinn erfolgenden,Verstellung
der Flügel eine einzige, über ein einziges hydraulisches Servoventil betätigbare,
hydraulische Stellvorrichtung (insbesondere Stellmotor) oder sowohl zur gleichmäßigen
als auch zur unterschiedlichen bzw.
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Einzel-Verstellung der Flügel je eine solche, jeweils über ein zugehöriges,
hydraulisches Servoventil betätigbare, hydraulische Stellvorrichtung (insbesondere
Stellmotor) aufweisen. Durch den Druckspeicher steht für die Verstellung der Flügel
immer ein hoher Steuerflüssigkeitsdruck an, der diese Verstellung sofort und sicher
durchführen kann. Die Sicherheitsmeßvorrichtungen sind an den vom Wind beaufschlagten
Flügeln selbst vorgesehen, um eine Gefährdung der Flügel und ihrer Lagerungen oder
des Windrads und anderer Teile des Windkraftwerkes auszuschalten, besonders bei
Böen und einem Orkan. Die Durchflußmengenbegrenzer geben Sicherheit in der Hinsicht,
daß sie die Versteligeschwindigkeit der hydraulischen Stelivorrichtung begrenzen
und bei der schnellen Verstellung der Flügel eine unzulässig hohe Torsion derselben
verhindern. Bei der genannten Kontrolle handelt es sich um einen Vergleich der Meßimpulse
bzw. -signale mindestens einer Meßvorrichtung für die Verstellung und minder tens
einer Sicherheitsmeßvorrichtung miteinander. Es handelt sich um eine Korrektur oder
Begrenzung oder ein Ersetzen des Impulses bzw. Signals für die Verstellung durch
den Impuls (das Signal) bzw. die Impulse (Signale) mindestens einer der Sicherheitsmeßvorrichtungen.
Es handelt sich um eine einfach oder eine zwei- oder mehrfach abgesicherte (redundante)
Kontrolle oder dergleichen des Impulses, Signals oder verstärkten Signals in der
bzw. der
elektronischen Regeleinrichtung. Diese Kontrolle, insbesondere
die zwei- oder mehrfach abgesicherte, stellt u. a.
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sicher, daß die Flügel bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten, auch
bei denen eines tropischen Orkans (mehrere hundert km/h Spitze), niemals überlastet
werden. Die Flügel können schnell in ihre Null- oder Fahnenstellung gebracht werden,
übrigens auch bei einem elektronischen und/oder hydraulischen und/oder sonstigen
Versagen. Im allgemeinen wird die Anstellung der Flügel desto steiler, je größer
die Windgeschwindigkeit wird.
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Die erfindungsgemäße Anlage ist relativ einfach und unkompliziert.
Sie hat ohne großen Aufwand eine lange Lebensdauer. Sie vermeidet zumindest weitgehend
mechanische Teile oder Einheiten bzw. Hebel, Gelenke und dergleichen mit ihren Nachteilen,
wie Korrosionsempfindlichkeit, Verschmutzung, Wartungsschwierigkeiten - und daher
Energieausfall - und ungenaue Regelung und Steuerung.
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Sie ist eine Anlage aus Meßvorrichtungen, Impuisleitungen und einer
elektrohydraulischen Gesamteinrichtung. Die Anlage ist insbesonders für ein Windrad
mit sehr großem Außendurchmesser (z.B. 100 m),. also für ein Großwindkraftwerk vorgesehen
und vorzugsweise für ein solches für oder u. a. für Stromerzeugung und Einschalten
in ein vorhandenes Netz. Die Anlage ist sehr zuverlässig. Es gibt keine Leistungsminderung
durch Steueru ngs abnutzung. Die Anlage ist unempfindlich in tropischem und arktisc-hem
Klima und in korrosiver und maritime Atmosphäre. Sie ist bei Beschädigungen, Oberlastung
und Fehlfunktion schnell abschaltbar. Während des Betriebs ist keine oder nur eine
geringe Kontrolle bzw. Oberwachung notwendig. Ferner können die Teile der Anlage,
z. B. die elektronische Regeleinrichtung oder -einheit, leicht ausgewechselt
werden.
Ferner ist insbes. die elektronische Regeleinrichtung oder -einheit relativ klein.
Die Anlage weist einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf auf. Ihr Steuerflüssigkeitsverlust
ist sehr gering. Die Anlage ist vielseitig verwendbar. Es können (kann) auch die
genannten Sicherheitsmeßvorrichtungen und/oder mindestens eine nicht am Flügel vorgesehene
Sicherheitsmeßvorrichtung eingesetzt werden, zusammen mit den anderen Merkmalen
der Erfindung.
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Im folgenden sind Ausbi-ldungen und Weiterentwicklungen der Erfindung
angegeben, wobei einiges schon in den Unteransprüchen aufgeführt ist.
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Vorteilhaft ist, wenn die Windgeschwindigkeit oder der Winddruck ermittelt
wird, die betreffenden Meßimpulse in der elektronischen Regeleinrichtung zu Verstellimpulsen
verarbeitbar sind und durch die Verstellimpulse die hydraulische Steuereinrichtung
für die Verstellung der Flügel betätigbar ist. Wird gemäß dem Anspruch 2 vorgegangen,
so ist bei unterschiedlichen an den verschiedenen Stellen mit den Windmeßvorrichtungen
gemessenen Windgeschwindigkeiten oder -drücken eine von diesen abhängige Einzelverstellung
möglich, wofür im allgemeinen für jeden Flügel ein eigener hydraulischer Stellmotor
vorgesehen ist. Dazu sind keine mechanischen Mittel notwendig, sondern die Meßimpulse
der einzelnen Windmeßvorrichtungen werden in der elektronischen Regeleinrichtung
unter genannter Kontrolle zu Verstellimpulsen verarbeitet, die über die hydraulische
Steuereinrichtung die Flügel einzeln verstellen. Es ist möglich, über die elektronische
Regeleinrichtung die Einstellwinkel der Flügelwähre-nd des Windradumlaufs kontinuierlich
den mit den Windmeßvorrichtungen gemessenen, nach oben zu- und nach unten abnehmenden
Windgeschwindigkeiten oder -drücken
so anzupassen, daß die vom
Windrad abgegebene Leistung erhöht oder rnaximal wird. Das Windrad nutzt also diese
verschiedenen Wi ndgeschwindigkeiten bzw. -drücke voll bzw. bestmöglich aus. Es
gibt unten, in der langsamer strömenden Luft, seine Bewegungsenergie nicht ab, die
der andere Teil des Windrads oben, in der sc-hneller strömenden Luft, aufnimmt;
jeder Flügel ist für sich allein -entsprechend dem auftretenden Wind- bzw. Luftgeschwindigkeitsvektor
einstellbar. Es ist aberauch möglich, die mit den Windmeßvorrichtungen gemessenen,
unterschiedlichen, nach oben zunehmenden Windgeschwindigkeiten-oder -drücke in der
elektronischen Regeleinrichtung so zu verarbeiten, daß über die hydraulische Steuereinrichtung
die Einstellwinkel der Flügel während jeder Umdrehung des Windrads laufend, zyklisch
von einem Minimum auf ein Maximum und zurück auf das Minimum geändert werden, um
eine Laufunruhe des Windrads bzw. einen UngleichförmigKeitsgrad im D rehmomentenverl
auf zu vermindern oder zu beseitigen.
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Ferner kann bei einer einseitigen Bö in Abhängigkeit von den unterschiedlichen,
mit den Windmeßvorrichtungen gemessenen Windgeschwindigkeiten bzw. -drücken eine
Flügelverstellung, z. B. in di-e Nullstellung, erfolgen. Die unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten
oder -drücke könnnen auch durch Bodenerhebungen und Bauwerke und durch von Menschenhand
geschaffene Anderungen der Geländestruktur bedingt sein.
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Das Vorgehen in all diesen Fällen (Anspruch 2) ist bei jeder Flügelzahl
durchführbar, z. B. auch bei drei Flügeln, und ferner wird die Verstellung nicht
durch Winddruck bzw. Luftkräfte auf die Flügel und ohne eine mechanische Verstelleinrichtung
im Nabengebiet bewirkt. Es gibt hier ferner kein genanntes Windradschwenken.
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Es können die Flügel über die elektronische Regeleinrichtung und die
hydraulische Steuereinrichtung außerdem noch in Abhängigkeit von den verschiedenen
Windstärken gleichmäßig verstellbar sein (z.B. für Drehzahlregelung und/oder Leistungsregelung),
Was den Anspruch 3 betrifft, so sind im Fall der Flügel die Windmeßvorrichtungen
insbesonders an den äußeren Flügel enden vorgesehen. Eine genannte Trageinrichtung
besteht insbesondere aus Stangen oder einer Stangenkonstruktion oder -anordnung.
Auch jeder der genannten Meßmasten kann für die Windmeßvorrichtungen eine Trageinrichtung,
insbesondere die eben genannter Art, aufweisen. In allen Fällen können die Windmeßvorrichtungen
bei dem im Anspruch 2 genannten Querschnitt an Außenenden oder mittleren Stellen
von Radien vorgesehen oder an der Peripherie verteilt vorgesehen sein oder aber
auch längs des vertikalen Durchmessers oder längs Radien verteilt vorgesehen sein,
wobei Mittelwerte der Meßimpulse zu den Verstellimpulsen verarbeitet werden. In
denjenigen Fällen des Anspruches 3, in denen die Windmeßvorrichtungen nicht an den
Flügeln vorgesehen sind, kann eine beim Windradumlauf kontinuierliche Verstellung
des Flügels durch in der elektronischen Regeleinrichtung über die Windmeßimpulse
berechnete Zwischenimpulse erzielt werden. Ein Windraddrehstellungsmesser - siehe
den Anspruch 5 - ist insbesondere im Zusammenhang mit den Meßimpulsen der Windmeßvorrichtungen
dieser letztgenannten Fälle vorgesehen.
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Die Windmeßvorrichtungen können z. B. Winddruckmeßdosen oder Prall
vorrichtungen sein. Sie können z. B. auch Prandtlsche Staurohre, mit Differenzdruckmeßdosen,
oder Windrädchen (Anemometer) sein. Ein Prandtl sches Staurohr kann mit radialem
Abstand in einem Außenrohr vorgesehen sein. Das
Außenrohr kann
vor dem Prandtlschen Staurohr, insbesonders am. Außenrohreintritt, ein Strömungsgleichrichtergitter
aufweisen. Die Windmeßvorrichtung, z. B.
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eine Prandtistaurohr-AuBenrohr-Einheit, kann, wenn am Flügel, insbesonders
Flügelende, vorgesehen, um die Flügellängsachse oder dergleichen in die oder die
passende Wind- bzw. Luftströmungsrichtung drehbar oder dreh- und steuerbar angeordnet
sein.
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Der Dehnmeßstreifen gemäß dem Anspruch 4 befi-ndet sich vorzugsweise
dicht unter der Außenoberfläche des Flügels und mißt die Dehnung des sich durch
den Wind biegenden Flügels. Bei der Einzelverstellung der Flügel wird insbesondere
gemäß den Anspruch 6 vorgegangen. Zu den übrigen Unteransprüchen wird insbesondere
auf die Beschreibu ng der Zeichnung verwiesen.
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Die elektronische Regeleinrichtung, die hydraulische Steuereinrichtung
und die Steuerflüssigkeitsliefereinrichtung können z.B. in der Nabe des Windrads
-untergebracht sein und mit ihr umlaufen oder nicht umlaufen, wobei für genannte
Zwecke je Flügel ein genanntes Servoventil oder für sämtliche Flügel ein gemeinsames
genanntes Servoventil vorgesehen sein kann. Diese drei Einrichtungen können aber
auch z.B. im Maschinengehäuse oder dergleichen, das den von der Nabe her angetriebenen
elektrischen Generator der Windkraftanlage aufnimmt, oder im Turm der Windkraftanlage
untergebracht sein. Dabei ist z.B. ein gemeinsames genanntes Servoventil für sämtliche
Flügel vorgesehen. Druckleitung und Rückleitung für die Steuerflüssigkeit können
koaxial durch eine Hohlwelle des Generators und über Gelenke verlaufen. Die elektrischen
Kabel zur elektronischen Regeleinrichtung können über Schleifringe geführt- werden.
Es können
Prandtlsche Staurohre am Umfang des Turms in einer Horizontalebene
angeordnet sein. Eine Netz-, Batterie-oder Hilfsgeneratorenergie zum Starten der
Regelungs-und Steuerungsanlage kann durch ein Kabel- und Schleifringsystem und durch
die genannte Hohlwelle geführt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Regelungs- und Steuerungsanlage schematisch bzw. als Schaltbild dargestellt.
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Diese Anlage weist bestimmte Meßvorrichtungen (siehe später), eine
elektronische Regeleinrichtung oder -einheit 20, eine aus drei gleichen, hydraulischen
Einzelsteuereinrichtungen I für eine Einzel verstellung der Flügel eines dreiflügel
igen Windrads eines Windkraftwerks bestehende, hydraulische Steuereinrichtung -
nur eine dieser Einzelsteuereinrichtungen I ist dargestellt - und eine Einrichtung
II zur Lieferung der Steuerflüssigkeit für die hydraulische Steuereinrichtung auf.
Die drei hydraul ischen Einzelsteuereinrichtungen I und die nur ein Mal vorgesehene,
aus der elektronischen Regeleinrichtung 20 und der Steuerflüssigkeitsliefereinrichtung
II bestehende, elektrohydraulische Einrichtung oder Einheit sind in einem Gehäuse
39 der umlaufenden Nabe des Windrads untergebracht und laufen mit dem Gehäuse 39
bzw. mit dieser Nabe um.
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Impulsl eitungen sind langgestrichelt, Steuerflüssigkeitsleitungen
durchgezogen dargestellt. Die Steuerflüssigkeit ist insbesonders Ul.
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Die Steuerflüssigkeitsliefereinrichtung II weist für die Steuerflüssigkeit
eine hydraulische Pumpe (insbesondere Verdrängerkolbenpumpe ) 21 mit einem sie antreibenden
Elektromotor 19, einen geschlossenen Sammelbehälter (Reser-
voir)
22, einen Wärmetauscher 23, ein Entladungsventil 24 und einen Druckspeicher (Druckreservoir)
25- auf. Die Einzelsteuereinrichtung I weist ein Servoventil 26, zwei Einwegdrosselventile
27 und 28 und einen hydraul-ischen Stellmotor 29 (insbesondere mit Drehkolben; aber
auch mit gerade hin- und hergehendem Kolben möglich auf.
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Von den drei zueinander um 120 versetzt angeordneten Flügeln 41 des
Windrads sind nur zwei dargestellt und nur andeutungsweise - siehe ihre idealen
Längsachsen 40 und 41.
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Vom Druckspeicher 25 zum Servoventil 26 führt für die Steuerflüssigkeit
eine Leitung, in der sich in dieser Richtung aufeinanderfolgend ein Einwegventil
12 und ein Filter 38 befinden. Von dieser Druckleitung 13 zweigen zwischen dem Filter
38 und dem Servoventil 26 zwei Druckleitungen 13' ab, von denen eine Druckleitung
13' dargestellt ist und die zu den beiden anderen Servoventilen 26 führen; ähnlich
sind drei Rückleitungen 14, 14', 14' vorgesehen. Es handelt sich jeweils um eine
Parallelschaltung.
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Ober die Servoventile 26 werden durch die Steuerflüssigkeit die Stellmotoren
29 gesteuert. Der Druckspeicher 25 ist durch ein Dru-ckkontrollventil (Sicherheitsventil,
Oberdruckventil) 37 gesichert, über das in den Sammelbehälter 22 entleert wird.
Im Fall einer Reparatur oder Inspektion kann der Druckspeicher 25 durch ein handbetätigtes
Ventil 33 in den Sammelbehälter 22 entladen werden.
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Wird eine durch den Pfeil 30 angedeutete Netz-, Btterie-oder Hilfsgeneratorenergie
eingeschaltet, so startet die elektronische Einrichtung 20 den Elektromotor 19 und
somit die Pumpe 21. Die Leckflüssigkeit der Pumpe 21 wird in die vom Servoventil
26 durch den Wårmetauscher 23 zum
sammelbehälter 22 führende Rückleitung
14 abgeleitet. Die Ansaugseite der Pumpe 21 wird mit der Steuerflüssigkeit aus dem'Sammelbehälter
22 durch ein Sieb 36 hindurch versorgt. In die Steuerflüssigkeit des Sammelhälters
22 ragt eine Elastomerblase 31 hinein, die mit Stickstoff unter geringem Druck (etwa
2 bar) gefüllt ist. Di-e Elastomerblase 31 verhindert ein Schwappen der Steuerflüssigkeit
während des Umlaufens der Nabe, paßt sich dem Steuerflüssigkeitsvorrat an und sorgt
für eine ununterbrochene Zufuhr der Steuerflüssigkeit in der Einrichtung II und
zur hydraulischen Steuereinrichtung, und zwar ohne Luftbeimengung. Ein Thermoventil
32 des Wärmetauschers 23 kontrolliert die Temperatur der Steuerflüssigkeit durch
Zu- und Abschalten des Wärmetauschers 23.
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Wird die Pumpe 21 gestartet, so pumpt sie die Steuerflüssigkeit nahezu
ohne Druckbelastung wieder in den Sammelbehälter 22 zurück, solange das Entladungsventil
24 die Rückleitung 14 nicht geschlossen hat. Ist nun nach abgeschlossener Start-
oder Anlaufphase die Rückleitung 14 zum Sammelbehälter 22 durch das Entladungsventil
24, z.B. durch einen Impuls der elektronischen Regeleinrichtung 20, geschlossen,
so wird der Druckspeicher 25, dessen Elastomerblase 17 mit Stickstoff (N2) unter
hohem Druck (> 50 bar), der auf den Druck des hydraulischen Systems zugeschnitten
ist, gefüllt ist, durch die Pumpe 21 auf den vorgesehenen Steuerflüssigkeitsdruck
gebracht. Der Elektromotor 19 und somit die Pumpe 21 ist über die Regeleinrichtung
20 durch einen nicht dargestellten Steuerflüssigkeitsdruckschalter bzw. -regler
des Druckspeichers 25 ein- und ausschaltbar. Die Pumpe 21 wird nach dem Unterdrucksetzen
des Druckspeichers 25 also durch Befehl dieses Druckschalters bzw. -reglers automatisch
abgestellt. Sinkt der Druck im Druckspeicher 25,
stellt dieser.
Druckschalter bzw. -regler die Pumpe 21 automatisch wieder an.
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Nach einer bestimmten Zeit, gerechnet vom Einschalten der Pumpe 21
ab, schaltet nach dem ebengenannten Abschalten der Pumpe 21 ein Zeitschaltmachanismus
(Schaltuhr) 34 die drei Servoventile 26 synchron ein, damit die drei Stellmotoren
29 mit vollem vorgesehenem Steuerflüssigkeitsdruck betätigt werden können. Die drei
Servoventile 26 erhalten Verstell- bzw. Schaltimpulse (verstärkte Signale) von der
e-lektronischen Regeleinrichtung 20, die zu diesen Impulsen bzw. Signalen Meßimpulse
verarbeitet, die sie ihrerseits von den erwähnten bestimmten Meßvorrichtungen erhält.
Diese Meßvorrichtungen sind folgende: Mehrere an verschiedenen Stellen an einem
Querschnitt des das Windrad betreibenden Luftstroms befindliche Prandtlsche Staurohre
43, jeweils mit Differenzdruckmeßdose 44 des Staurohrs, drei Dehnmeßstreifen 45
- jeweils ein Dehnmeßstreifen 45 an jedem Flügel 41 - im Gebiet des höchstbelasteten
Flügelquerschnitts (insbesondere am Flügelende), drei Beschleunigungsmesser (oder
-meßdosen) 10 - jeweils ein Beschleunigungsmesser 10 an jedem Flügel 41 - insbesondere
im Gebiet des Flügel endes -, wobei der Beschleunigungsmesser 10 die in Flügellängsrichtung
wirkende Zentrifugalbeschleunigung des Flügels und/oder die bei Flügelbiegung durch
Windbeschleunigung (Bö) auftretende Beschleunigung des Flügelendes mißt,
drei
der Verstell-Rückkopplung (-Feedback) dienende, mit dem jeweiligen Flügel 41 mitdrehbare
Drehwiderstände 11 - jeweils ein Drehwiderstand 11 für jeden Flügel-, die auch als
Drehstellu-ngsmesser für die Flügel 41 dienen können, oder entsprechende Weggeber,
ein Windraddrehzahlmesser 18 und ein Windraddrehstellungsmesser, der nicht dargestellt
ist.
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Gibt z. B. eine Meßdose 44 ein falsches Signal, beispielsweise wegen
Vereisung des betreffenden Prandtlschen Staurohrs 43, dann können die Flügel 41
z. B. von den Dehnmeßstreifen 45 und/oder den Beschleunigungsmessern 10 her verstellt
werden. Andererseits kann ein richtiges Meßdosen-Signal z. B. von dem Dehnmeßstreifen-Signal
in der elektronischen Einrichtung 20 so korrigiert werden, daß die höchstzulässige
Flügelbiegung nicht überschritten wird.
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Die drei Stellmotoren 29 werden durch die elektronische Einrichtung
20 über die Servoventile 26 gesteuert. In jeder der hydraulischen Einzelsteuereinrichtungen
I gelangt die Steuerflüssigkeit aus der Druckleitung 13 (13') über das Servoventil
26 je nach gewünschter Drehrichtung des Flügels 41 bzw. also Schaltung des Servoventils
26 in die Leitung 15 oder 16 und dann in den Stellmotor 29, um ihn zu betätigen,
und die Rücklaufflüssigkeit durch die Leitung 16 bzw. 15 und das Servoventil 26
in die Rückleitung 14 (-14'). Dem Stellmotor 29 wird dabei zur Erzielung einer gewünschten
Drehstellung des Flügels 41 durch das Servoventil 26 ein bestimmtes Steuerflüssigkeitsvolumen
zugeteilt; der Flügeldrehwinkel ist also
eine Funktion des dem
Stellmotor 29 zugeteilten Steuerflüssigkeitsvolumens. Der Stellmotor 29 weist eine
eingebaute, automatische Nullrückkehr auf. Bei einem hydraul ischen und/oder elektronischen
und/oder sonstigen Versagen geht der Stellmotor 29 bzw. gehen die -Stellmotoren
29 auf eine Stellung zurück, die die Nuil- oder Fahnenstellung des Flügels 41 bzw.
der Flügel 41 ergibt.
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Der Stellmotor 29 steht über eine Kupplung 35 mit der Achse des Flügels
41 in Verbindung.
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Die Einwegdrosselventfle (Durchflußmengenbegrenzer oder -regler) 27
und 28 befinden sich in den Leitungen 15 und 16 und sind einstellbar. Sie regeln
die Flügelverstellgeschwindigkeit und somit die Flügelverstellzeit.
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Wenn das Servoventil -26 zu weit öffnet und dadur-ch der Stellmotor
29 zu schnell verstellt würde, dann beschränkt das Einwegdrosselventil 27 bzw. 28
den Zufluß zum Stellmotor 29. Durch die Einwegdrosselventile 27 und 28 wird erreicht,
daß beim Stellmotor 29 und somit beim'Flügel 41 eine gewünschte maximale Verstellgeschwindigkeit
nicht überschritten wird, damit der Flügel 41 nicht durch die 'Drehmomente und Massenkräfte
unzulässig hoch tordiert wird.