SE535044C2 - Girsystem för ett vindkraftverk - Google Patents

Description

535 G44 För att använda girmotom måste de applicerade girbromsama lossas och starten av en sådan förflyttningsoperation kan vara svår att uppnå utan att orsaka plötslig start eller oönskade vibrationer. Ett vanligt sätt att undvika detta är att fortsätta använda åtmins- tone en av bromsarna även under användning av girmotorn för att åstadkomma en mer kontrollerad rörelse. Detta kräver en kraft från girmotom som är större än den som annars behövs ßr själva rörelsen om inte någon broms hade applicerats.

Eftersom detta girsystem är konstruerat att hålla nacellen fixerad (styv) i ett läge tills ett tillräckligt stort girfel upptäcks, utförs också alla externa belastningar medelst girbrom~ sarna och den totala konstruktionen. Storleken på dessa belastningar är ofta okänd och detta faktum, tillsammans med de ändringar som inträffar i belastningama när vind- styrkan" hastigt ändrar sig, kan leda till skador på turbinen och vindkraftverket och speciellt på girbromsarna när belastningarna överförs till påkänningar i girsystem- materialet.

Liknande system är också kända genom US 7,436,083 (Shibata et al.) och genom JP 2006-281655 (Ebara Corp.), men några tillñrlitliga lösningar beskrivna häri visas inte.

Det finns därför ett behov av ett tillförlitligare girsystem som kan uppskatta belastning- arna och reducera slitage på och sönderslitníng av vindkraftverket och som också kan öka den lcrafi; som genereras av vindkraftverket.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNNGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att eliminera eller åtminstone minimera ovan beskrivna problem. Detta uppnås med ett girsystem för ett vindkraftverk enligt ingressen till bifogade krav 1, varvid girsysternet dessutom innefattar styrorgan för att kontinuerligt driva åtminstone en girmotor på sådant sätt att nämnda girmotor strävar efter att manövrera nacellen enligt ett börvärde. Dügenom kan drifien av vindkraft- verket optimeras och skador på vindkraftverket fiån vindstyrkan _ Enligt en aspekt på uppfinningen är nämnda girmotor anordnad att ge både negativt respektive positivt vridmoment (-M, +M). Därigenom kan turbinen vridas såväl medsols som motsols med användning av samma girsystem, och girfelet kan ininimeras på ett lämpligt och tillförlitligt sätt.

Enligt en annan aspekt på uppfinningen är nämnda styrorgan anordnade att uppnå fyrkvadrantstyming. Därigenom kan en lämplig och mångsidig styrning av girsystemet 535 044 uppnås och girsystemet göras mjukt i stället för styvt, varigenom man undviker skapande av onödiga påkänningar i sj älva vindkraftverket eller girsystemet.

Enligt ännu en annan aspekt på uppfinningen är åtminstone en girmotoregenskap i nämnda fyrkvadrantstyrning anordnad att använda styrorganet för att styra en pitch- vinkel hos åtminstone ett turbinblad i turbinen. Belastningen på turbinen kan därigenom minskas och möjligt energiutfall från generatom ökas. Om mer än ett turbinblad används hos vindkraftverket, kan bladens pitchvinkel styras individuellt och därigenom möjliggöra pitchvinkeljusteririgar motsvarande ett optimalt läge på bladen med hänsyn till de omgivande ßrhållandena.

Enligt en ytterligare aspekt på uppfinningen är nämnda styrorgan anordnat att känna av obalanser hos turbinen med användningen av åtminstone en stynnotoregenskap. Varje faktor som bidrar till att öka belastningen eller minska det energiutfall som är tillgäng- ligt firån systemet kan därigenom finnas av och systemet kan användas för att minimera dessa obalanser för att ytterligare optimera driften av vindkrafiverket.

Enligt en annan aspekt på uppfimiíngen är styrorganet dessutom anordnat att fastställa vindförhållanden såsom vindhastighet, vindriktning, vindskjuvning eller uppåtflöde baserat på åtminstone nämnda girrnotoregenskap. Girsystemet kan därigenom användas för att fastställa de omgivande förhållanden på ett enkelt och tillförlitligt sätt.

Enligt ytterligare en aspekt på uppfinníngen är nämnda styrsystem anordnat att reagera genom att aktivera en alarmfimktion om de upptäckta obalanserna överstiger ett förut- bestämt värde. Därigenom kan vindkrafiverket stängas av om risken för skador bero- ende på obalanserad turbin är allfir stor, eller också kan en alarmsignal genereras, som signalerar att underhåll behövs.

KORT FIGURBESKRJVNING Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj med hänvisning till bifogade ritningar, av vilka: Fig. 1 utgör en perspektívvy av ett vindkraftverk innefattande ett girsystem enligt en _ föredragen utföringsform av uppfinningen, Fig. 2 visar en perspektiwy i genomskärning av en sektion av girsystemet enligt Fig. 1, Fig. 3 utgör en schematisk vy av drifien av girsystemet enligt Fig. 1 och 2, 535 G44 Fig. 4 utgör ett diagram av motormomentet M hos gírmotorn i girsystemet med hänsyn till vinkelhastigheten V hos vindlcmfiverkets turbínblad, Fig. Sa utgör en schematisk vy uppifrån av ett önskat läge på ett uppvindskrafiverk relativt vindens riktning, Fig. Sb utgör en schematisk vy uppifrån av ett läge för ett uppvindskrafiverk som kräver korrigering i medsols riktning, och Fig. Sc utgör en schematisk vy uppifrån av ett läge för ett uppvindslcraitverk som kräver korrigering i motsols riktning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett vindkraftverk l med ett girsystem 5 enligt en töredragen uttöringsforrn av uppfirmíngen, varvid ett torn 2 som är fast monterat på marken är förenat med en naeell 3 som rymmer en elektrisk krafigenerator 7 (visas ej). Nämnda krafigenerator 7 innefattar en generator med en spindel 71 som kan fås att rotera runt en axel A utmed nacellens 3 längd, och på nämnda spindel 71 är en turbin 4 monterad med ett nav 42, där åtminstone ett, företrädesvis två eller tre turbinblad 51 i sin tur är monterade. När nacellen justeras så att turbinen 4 vänder mot den ungefärliga riktningen för en annalkande vind, kan närrmda vind som samverkar med turbinbladen 41 åstadkomma en rotation av turbinen 4 och resultera i att elektrisk kraft genereras av generatorn 7 och överförs till ett krafinät eller lagras i ett lämplig lagringsorgan (visas ej).

Termen turbin som används häri skall tolkas som ett nav 42 som innefattar åtminstone ett blad 41 och som är konstruerat att rotera runt en axel för att alstra en elektrisk krafi i en kraftgenerator 7 eller annan lämplig anordning för användning av den rotationsenergi som sålunda skapas. Sj älva rotationsrörelsen åstadkoms huvudsakligen genom påverkan av en vind.

För att turbinens 4 riktning skall kunna justeras kan nacellen 3 rotera runt en axel B som sträcker sig längs tornets 2 längd, dvs. från marken och huvudsakligen vertikalt uppåt såsom antyds i Fig. l. Rotationen åstadkoms med ett girsystem 5 som är placerati skarven mellan tomet 2 och nacellen 3 och innefattar ett girlager 51b som är monterat på tomet 2 och anordnat att samverka med ett lager 5 la som är monterat på nacellen 3.

Detta gör att en glidande rotationsrörelse möjliggörs, varvid nacellen 3 kan vrida sig runt nämnda axel B. Ett glidspår 54 kan också vara anordnat i girsystemet 5 för att ytterligare möjliggöra gírrörelsen. 535 G44 Glidrörelsen skapas av åtminstone en, men företrädesvis 2-6 girmotorer 52, som är monterade på nacellen 3 och anordnade att samverka med tomets 2 girlager 51 på sådant sätt att nämnda glidrörelse kan styras. Nämnda åtminstone en girmotor 52 kan arbeta med ett vridmoment M som är mindre än eller lika med ett maximalt vridmoment Mm. Åtminstone en girsensor 53 är monterad intill girsystemet och är anordnad att känna av åtminstone en egenskap, såsom girposition, vinkelhastighet eller acceleration, hos en punkt på eller intill girsystemet.

Vindsensororgan 6 är också anordnade som kan vara monterade på nacellen 3, och som kan känna av egenskaper hos vinden vid platsen flir vindkrafcverket 1. Ett styrsystem 8 placerat inuti nacellen 3 är anordnat att styra girsystemet och andra egenskaper vid drifien av vindkrañverket l..

Fig. 2 visar en perspektivvy i genomskäming av en del av girsystemet 5, med en gir-motor 52 monterad på nacellen 3 vilken samverkar med girlagret 51 på sådant sätt att en sektion 51b, som är monterad på tomet 2, och en annan sektion 5 la, som är monterad på en huvudram och sj älva girmotom 52, kan röra sig i förhållande till varandra och därigenom skapa nacellens 3 glidrörelse relativt tomet 2.

I Fig. 3 visas drífien av girsystemet 5, varvid styrsystemet 8 är anordnat att ta emot indata från vindsensom 6 beträffande styrka och riktning W på en armalkande vind och för girsensom 53 beträflande position, hastighet och/eller acceleration av en punkt som påverkas av driften av girsystemet, såsom nämns ovan. Nämnda punkt kan placeras på omkretsen av det yttre lagret 5la, intill en girmotor 52, eller på någon arman lämplig plats såsom inuti nacellen 3. Styrsystemet 8 tar också emot indata från själva ginnotom 62 beträffande det aktuella motor-momentet M och andra driftsförhållanden och ger instruktioner till nämnda girrnotor 52 i form av utdata. Utdata kan innefatta en instruk- tion beträtïande magnituden på det önskade motormomcntet M och. den önskade riktningen på törflyttning av nacellen 3 relativt tomet 2.

Den optimala driften av vindkraflverket 1 uppnås när nacellen 3 med turbinen 4 vrids så att det pekar in en specifik riktning, nedan kallad girbörpunkt. Denna riktning kan fastställas genom avkänning av vindriktningen eller andra faktorer som bedöms vara relevanta. Ett exempel pâ en girbörpunkt kan vara att uppnå en orientering av turbinens 4 plan, dvs. det plan som innefattar turbinbladen 41, vinkelrätt mot vindriktningen.

Girbörpunkten kan också vara ett värde som inte motsvarar en specifik inriktning utan 535 044 andra egenskaper hos girsysteinet, såsom exempelvis girhastighet, giracceleration eller girmoment.

Efter beslut om girbörpunkten jämförs turbinens 4 aktuella riktning med börpunkten och skillnaden fastställs som girfel. Girsystemet 5 applicerar kontinuerligt ett vridmoment M på nänmda åtminstone en girmotor 52 för att minimera detta girfel och vrida nacellen 3 och turbinen 4 mot girbörpunkten. Girbörpunkten kan kontinuerligt övervakas och omrâknas när som helst för att hålla börpunkten up to date när vindriktningen eller vindstyrkan ändrar sig, och systemet 5 strävar kontinuerligt efter att minimera girfelet och nå girbörpunkten.

Fig. 4 visar ett diagram över motormomentet M hos girmotorn eller girmotorema 52 med hänsyn till nacellens 3 vinkelhastighet V enligt en metod för fyrkvadrantstyrning.

Vridmomentet M kan vara positivt eller negativt, dvs. vara riktat i motsols eller medsols riktning, beroende på den förflyttningsriklning som krävs för att bringa turbinen 4 i linje med vinden. Ett exempel på det önskade läget vid börpunkten, när navets 42 riktning D är i linje med vindens W riktning, visas schematiskt i Fig. Sa. Den faktiska börpunkten kan i en del fall vara någon annan än den där turbinen 4 är vinkelrät mot vinden.

Fig. 5a-5c visar olika positioner för vindkrafiverkets 1 nacell 3 med hänsyn till rikt- ningen W på den annalkande vinden. Det antas att den valda bör-punkten är när riktningen D på turbinen 4 och nacellen 3 befinner sig längs linjen W för vindrikt- ningen Om förflyttning i en motsols riktning krävs, såsom visas med Fig. 5c där en rotation i denna riktning krävs för att möta vinden W, kan ett positivt vridmoment M, appliceras på girsystemet, motsvarande en vinkelgirhastighet av Va för nacellen 3 visat i den första kvadranten Q1 i diagrammet i Fig. 4. Om vridmomentet ökas mot ett maximum av Mm, ökas också den resulterande vinkelhastigheten, vilket resulterar i en vinkel- hastighet av Vb. Det absoluta värdet för hastigheten kan bero på faktorer såsom vindstyrka eller bladens 41 pitchvinkel samt på nacellens 3 riktning.

När turbinbladens 41 pitchvinkel ändras; kan en kollektiv pitchstyming användas för att ändra pitchen för mer än ett blad 41 kollektivt, medan en individuell pitchstyrning används för att ändra pitchen på endast ett blad 41. Kollektiv pitchstyrning används huvudsakligen för att ändra mängden energi som tas från vinden, medan individuell pitchstyrning bland annat används för att åstadkomma girmoment eller motverka 535 G44 obalans i turbinen 4, Genom att använda en förskjutning, dvs. en_ ändring av den individuella pitchvinkeln, kan denna obalans minimeras såsom beskrivs ytterligare nedan.

Om förflyttning i motsols riktning krävs, såsom indikeras med Fig. 5b där en rotation i denna riktning krävs för att möta 'vinden W, kan ett negativt vridmoment -M, appli- ceras, vilket resulterar i en vinkelgirhasfighet -Va för nacellen 3, och en ökning av det negativa vridmomentet mot ett maximivärde, -Mmw resulterar i en vinkelgirhastighet - Vß för nacellen 3. Detta visas i den tredje kvadranten, Q3, i diagrammet i Fig. 4. Det absoluta värdet [VI för hastigheten beror fortfarande på olika faktorer samt på navets 42 riktning, och som en konsekvens av detta är |V,| vanligen inte lika med l-Val, och [Vbl är vanligen inte lika med IVBI.

Under vissa förhållanden, exempelvis i mycket stark vind, kan ett vridmoment som är större än lMmixl krävas för att rotera nacellen 3. I dessa fall kan det maximala vrid- momentet, Mm eller -Mmm appliceras för att försöka skjuta nacellen 3 mot vinden.

Den resulterande rörelsen är emellertid riktad i motsatt riktning beroende på de kring- liggande förhållandena. Resultatet kan således bli en ökning av girfelet och visas som en hastighet ~V., i den fjärde kvadranten Q4 i diagrammet eller hastigheten V5 i den andra kvadranten Q2. Girsystemet 5 tillåter därigenom att nacellen 3 omdirigeras fi-ån girbör- punkten när helst extemt girmoment på nacellen 3 överskrider tillåten girmotorkapa- citet, dvs. när det maximala vridmomentet Mm eller -Mmax appliceras. Denna girrörelse från girbörpunkten motverkas därigenom av ett girmotormoment M.

När nacellen 3 skjuts bort från den önskade riktningen, minskas lrrafien på bladen 41, eftersom ändringen av riktning också ändrar bladens 41 attackvinkel relativt riktningen W. En position nås således därkraften från vinden och det maximala vridmomentet Mmm, balanseras och där nacellen 3 kan hållas stadig tills vinden ändrar sig. Vrid- momentet Mm används i denna operation för att motverka avvikelsen från börpunkten och fortsätta att sträva mot nämnda börpunkt. Under sådan drift är belastningarna på systemet från vinden mindre än fallet vore om ett styvt girsystem användes, eftersom girsystemet nu är mjukt och i stånd att gira fi-ån vinden om styrkan på den annalkande vinden är mycket kraftig och i själva verket skyddar vindkraftverket l från orimliga belastningar som eljest skulle orsaka påkänningar eller skador på girsystemet 5 eller turbinen 4. 535 044 Under sådana drifisförhållanden, när rotationen av nacellen 3 hittas i kvadranterna Q2 eller Q4, arbetar girmotorerna 52 i själva verket som generatorer. Detta innebär att drifi i Q2 och Q4 genererar kraft. Denna kraft kan antingen förbrukas i resistorer, lagras i en ackumulator eller föras tillbaka till det nät eller den krafttillförsel som normalt driver girmotorerna Eftersom drift i Q2 och Q4 förbrukar lcrañ, arbetar girsystemet som en dämpare ur mekanisk synpunkt. Denna dämpningseffekt är gyrmsam, eftersom storleken på rörelse och belastningar minskas.

I extrema vindhastigheter över en förutbestämd nivå eller under andra extraordinära förhållanden stoppas motorverksamheten i Q1 och Q3 av styrsystemet 8. Den önskade hastigheten på nacellens girrotation är noll och under dessa förhållanden tillåts drift endast i Q2 och Q4. Resultatet av detta drifisätt är att nacellen 3 kommer att finna ett girläge där externt girmoment når ett Denna position kan vara såväl nedåtvind som uppätvind eller vilket girläge som helst, och tack vare detta driftsätt minskas belastningen på hela konstruktionen och-därigenom minskas också risken för skador på vindkrafiverket eller girsystemet 5.

Drifien av girsystemet kommer nu att beskrivas med hänvisning till figurema.

Styrsystemet 8 (se Fig. 3) styr girsystemet, såsom beslaivits tidigare, med girrnotom eller girmotorema 52 för att nå den önskade riktning som visas i Fig. Sa, och gir- motorema 52 används kontinuerligt för att sträva mot och/eller bibehålla detta läge.

Vindsensorn 6 övervakar vindriktningen och förmedlar denna till styrsystemet, som också tar emot indata från girsensorn 53 som känner av den aktuella positionen på nacellen 3 och rotationsfart (riktning och hastighet) och/eller nacellens 3 motsvarande acceleration. Med användning av dessa indata bestämmer styrsystemet 8 vilket vridmoment M som är lämpligt vid en speciell tidpunkt, och förmedlar detta till girmotorn eller ginnotorema 52. Girprocessen är kontinuerlig och styrsysternet ändra vridmomentet M om så behövs för att rotera nacellen 3 och minimera gïrfelet. Från girmotom 52 sänds data beträffande vridmomentet M och andra relevanta egenskaper vid varje bestämd tidpunkt kontinuerligt som feedback till styrsystemet 8.

När ett girfel upptäcks, dvs. när en riktning D-för nacellen 3 skiljer sig från börpunkten, dvs. riktningen på vinden W, exempelvis såsom visas i Fig. Sb, känner styrsystemet 8 av detta genom bearbetning av data från vindsensorn 6 och girsensorn 53 och fastställer själva girfelet tillsammans med den rotationsriktning i vilken en förflyttning önskas ßr att reducera nämnda girfel. I Fig. 5b är denna önskade rotationsriktning medsols, och ett 535 044 vridmoment -M appliceras i denna riktning för att skapa en rotation. Den faktiska förflyttningen kan observeras ingående genom övervakning av nacellens 3 aktuella läge samt den hastighet med vilken det roterar och accelerationen av rotafionen. Därigenom kan vridmomentet anpassas för att skapa en styrd och effektiv förflyttning för att ge extra kraft om så behövs eller för att minska vridmomentet och därigenom verka som en broms på rotationen när den önskade positionen nås för att undvika överflödig förflytt- ning förbi utstakningen av riktningarna D, W och åstadkomma behov av en ny korrige- ring från den motsatta riktningen. Alternativt beräknas endast den riktning som krävs för att rotera nacellen 3 för att nå börpunkten och inte storleken på hela girfelet.

Varje gång ett turbinblad 41 passerar framför tornet 2, förekommer det en periodisk inverkan pä den mekaniska konsnulctionen. Med det mjuka och aktiva girsystem 5 som beskrivs häri känns en liten periodisk girrörelse av vilken dämpas av den aktiva gir- stymingen. Detta erbjuder en signifikantförbätn-ing jämfört med känd teknik, eftersom motsvarande periodiska inverkan hos tidigare kända vindkraftverk inte dämpas utan skapar påkänningar i tomets material och speciellt i turbinen och girsystemet.

En övervakning av dessa data tillsammans med det faktiska vridmomentet -M från girmotom eller girmotorerna 52 möjliggör därigenom att styrsystemet 8 anpassar sig och styr de olika rotationsaspekterna.

När den önskade position som visas i F ig. 5a nås, används girmotom eller -motorerna 52 för att bibehålla denna position genom att använda ett lämpligt vridmoment M i den nödvändiga riktningen för att kompensera för ändringar i de förhållanden som drabbar vindkrafiverket 1, såsom vindrikming och vindstyrka, vilka annars skulle skjuta undan nacellen och skapa en oönskad girmässig rotation bort från denna position. Den optimala positionen kan därigenom bibehållas så snart den har nåtts och den kraft som genereras från vindkraftverket kan maximeras. i Under vissa omständigheter, exempelvis vid stor vindhastighet, såsom nämnts ovan, är det maximala vridrnomentet Mm eller -Mmx inte tillräckligt för att rotera nacellen 3 i önskad riktning men genom att kontinuerligt applicera detta vridmoment kan vindkraft- verket behållas stadigt i ett så bra läge som möjligt, dvs. så nära den önskade positionen i Fig. Sa som kan uppnås.

Eftersom inte några bromsar behövs för att behålla positionen, kan orimligt slitage och sönderslitning av bromssystemet undvikas och genom att övervaka de faktorer som 535 044 beskrivs ovan i samband med styrsystemet 6 kan systemet känna av den mängd kraft som turbinbladen 41 och resten av vindkraltverket l utsätts för. Om denna kraft är tillräckligt stor för att orsaka skador på systemet, kan denna användas som ett skäl för att stänga av krafialstringssystemet och därigenom nå normala avstängningsmetoder (säkring) eller för att ändra turbinbladens 41 pitch för att minska demta kraft och göra det möjligt för girsystemet att rotera nacellen 3 mot ett bättre läge. Även andra faktorer såsom ett girfel av en viss storlek eller den konstanta ökningen av girfelet, även om det maximala vridmomentet Mm används, kan också användas för att bestämma om systemet behöver stängas ned av säkerhetsskäl eller om olika bladpitch eller andra ändringar är tillräckliga för att hålla de krafter för vilka vindkrafiverket 1 är utsatt inom rimlig omfattning. Det tidigare kända' sättet att upptäcka bortkopplingsförhållanden är att använda en vindhastighetssensor och bestämma om stopp baserat enbart på denna information. Tack vare föreliggande uppfinning är det emellertid möjligt att driva turbínen 4 i högre vindhastigheter om belastningarna år tillräckligt låga, och beslut om stängning av vindkrafiverket 1 om nödvändigt kan baserad på en kombination av avkänd vindhastighet och girsystemets 5 status, huvudsakligen det motormoment M som appliceras på girrnotorerna 52.

Tack vare detta kan bromsar som används med girsystemet 5 hållas för nödsituationer eller ovanliga förhållanden och eftersom slitage eller skador på bromsarna kan hållas på ett minimum, är behovet av reparation väsentligt lägre än hos konventionella system.

Eftersom bromsarna inte slits ned genom ordinarie användning, ökas också broms- systemets tillförlitlighet.

Girmotoms egenskaper, såsom vridmoment, vinkelhastighet, ström, spänning, frekvens och liknande, kan användas för att känna av obalanser i turbínen 4. Dessa obalanser kan exempelvis bero på felaktig pitch hos ett individuellt turbinblad 41 , skador på bladen 41 fiån orimliga belasmingar på vindkraftverket 1 eller fi-ån blixtnedslag eller andra oväntade händelser, eller från isbildning på turbinbladen 41 vintertid. Om obalanserna är små, kan de korrigeras genom ändring av den individuella pitchen på ett enskilt blad 41, men om obalansema är tillräckligt stora, är korrigering av dessa kanske inte möjligt och det kan uppstå risk för allvarlig skada på själva vindkrafiverket 1. I detta fall kan en alarmfunktion initialiseras, vilken tar kontroll över driften av vindkrafiverket l och initialiserar tillvägagångssätt för att begränsa eventuella skador. En alarmsignal kan exempelvis sändas för att signalera att underhåll krävs, och turbínen 4 kan stängas av helt och hållet eller hållas i drifi med lägre hastighet, allt efter vad som bedöms lämpligt för tillfället medan man väntar på att underhållspersonalen skall anlända. 535 044 ll Uppfinningen är inte begränsad till de föredragna utföringsformerna som beskrivs ovan utan kan varieras inom ramen fiñr bifogade krav såsom lätt ínses av fackrnän inom området. Exempelvis kan ovan beskrivna komponenter, såsom styrsystem, sensororgan etc., placeras på olika ställen i vindkrafiverket och kan kommunicera med varandra medelst vilka lämpliga organ som helst. Gírsensorn kan också integreras med ginnotorn eller -motorerna och styrsystemets intema processer kan skilja sig fiån ovan beskrivna.

Girmotorer kan anordnas på såväl tornet som på nacellen, och metoden for att etablera en girbörpunlct kan skilja sig från vad som beskrivits med hänvisning till de föredragna ulfóringsformerna.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 535 044 12 PATENTKRAV l. Girsystem för ett vindkrafiverk, varvid vindkraftverket (1) innefattar ett tom (2) och en nacell (3) och tomet (2) och nacellen (3) är förenade med nämnda girsystem (5), och girsystemet (5) dessutom innefattar ett lager (51) som är monterat vid ror-nor (z), på viikor iagor (si) nooollon (s) vita ooh glidof i on girande rörelse, varvid girsystemet (5) dessutom innefattar åtminstone en girmotor (52) anordnad att tillåta nacellen (3) att företa en rotationsrörelse längs lagret (51) och att girsystemet (5) dessutom innefattar styrorgan (8) fór att kontinuerligt driva nämnda åtminstone en girmotor (52) på sådant sätt att nämnda åtminstone en girmotor (52) strävar efter att manövrera nacellen mot en girbörpunkt, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda girsystem är anordnat att tillåta att nacellen (3) omdirigeras från girbörpunkten när helst ett externt girmoment på nacellen (3) överstiger en tillåten vridmomentskapacitet hos nämnda åtminstone en ginnotor. Girsystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att nämnda girmotor (52) är anordnad att sörja för både negativt respektive positivt vridmoment (-M, +M). . Girsystem enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at av att nämnda styrorgan (8) är anordnat att uppnå fyrkvadrantstyrxiing. Girsystem enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone en girmotoregenskap från nämnda fyrkvadrantstyrning är anordnad att användas av styrorganet (8) för att styra en pitchvinkel hos åtminstone ett turbinblad (41) på en turbin (4) eller hos nämnda turbin (4) själv. Girsystem enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att nänmda girsystem (5) är anordnat att styra pitchvinkeln hos åtminstone två turbinblad (41) oberoende av p varandra. Girsystem enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n at av att nämnda styrorgan (8) är anordnat att känna av obalanser hos turbinen (4) med användning av åtminstone nämnda åtminstone en girmotoregenskap. Girsystem enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda styrorgan (8) vid avkänning av nämnda obalanser är anordnat att minimera nämnda obalanser genom att ändra pitchvinkeln på åtminstone ett turbinblad (41). 10 15 20 25 30 35 8. 10. 11. 12. 535 044 /3 Girsystem enligt något av kraven 4-7, k ä n n e t e c k n at av att nämnda styrorgan (8) dessutom är anordnat att fastställa en riktning på nacellen (3) som är den gynnsammaste med hänsyn till förhållanden som påverkar vindkraftverket (1), med användning av åtminstone nämnda åtminstone en girmotoregenskap. Girsystem enligt något av kraven 4-8, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda styrorgan (8) dessutom är anordnat att fastställa vindfórhållanden, såsom vindhastighet, vindriktning, vindskj uvning eller uppflöde, baserat åtminstone på nämnda åtminstone en ginnotoregenskap. Girsystem enligt krav 6, k ä n n e t e c k n at av att nänmda styrsystem (8) är anordnat att reagera genom att aktivera en alarmfunktion om de upptäckta obalanserna överstiger ett törutbestämt värde. Metod för styming av gimingen hos ett vindkraftverk, innefattande stegen att a) fastställa en girbörpunkt för vindkraftverket, b) fastställa ett girfel baserat på nämnda girbörpunkt och aktuell inriktning på vindkraftverket, c) fastställa storlek och riktning hos ett vridmoment (M) baserat på åtminstone nämnda girfel, och applicera nänmda vridmoment (M) på åtminstone en girrnotor (52) i ett girsystem (5) för att vrida en turbin (4), d) kontinuerligt beräkna nämnda girfel och applicera nänmda vridmoment (M) fór att sträva mot nänmda girbörpunkt, k ä n n e t e c k n a d av att metoden också innefattar steget att: e) använda nämnda girsystem för att tillåta att nacellen (3) omdirigeras från girbörpunkten om ett extemt girrnornent på nacellen (3) överstiger en tillåten vridmomentskapacitet hos åtminstone en girmotor. Metod enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d av att metodenvdessutom innefattar verkställande av fyrkvadrantstyniing for att styra girsystemet (5). 10 15 20 535 044 /11 13. Metod enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att en feedback för girmotorrnomentet från nämnda fyrkvadrantstyming används fór att styra en pitchvinkel hos åtminstone ett turbinblad (41) på turbinen (4). 14. Metod enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda girsystem (5) styr pitchvinkeln hos åtminstone två turbínblad (41) oberoende av varandra. 15. Metod enligt krav 13 eller 14, k ä n n e t e c k n a d av att nänmda feedback for girmotormomentet används för att kärma av obalanser på turbinen (4). 16. Metod enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a d av ändring av pitchvinklama för åtminstone ett turbinblad (41) för att minimera nämnda obalanser. 17. Metod enligt något av kraven 13-16, k ä n n e t e c k n a d av fastställande av en riktning för turbinen (4) som är den mest gynnsamma med hänsyn till vindriktningen med användning av åtminstone feedbacken for girmotormomentet. 18. Metod enligt något av kraven 13-17, k ä n n e t e c k n a d av fastställande av vindfórhållanden såsom vindhastighet, vindriktning, vindskjuvníng eller uppflöde, baserat på åtminstone nämnda feedback avseende girmotormomentet.