专利名称：运行停止后起动风能设备的方法和执行该方法的风能设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于一种在运行停止后起动风能设备的方法，以及能 执行该方法的风能设备。
技术背景风能设备具有用于将由风所驱动的风能设备的转子的扭矩传递至 提供电能的发电机的传动系。在最常见的构造中，发电机在转速显著 高于转子的转动速度下运行，因此传动系中需要减速变速器。这种变 速器通常用两级或三级来实现并且具有若干彼此相啮合的传动装置。 这种传动系的所有部件都受到高的机械应变，变速器的传动装置尤其 受到转子的高扭矩的强烈应变。因此，尽管风能设备和变速器各自的 制造商进行了很大的努力，但是仍然总是再次出现传动系区域中的损 坏，这可导致风能设备的损坏。高应变还导致各个传动系部件的寿命 有限，这使得有必要视情况而定来更换部件。这种更换的完成花费高 额金钱和时间并且导致风能设备不希望的故障。 发明内容基于此，本发明的目标是指出 一种允许风能设备的传动系部件特 别平稳的运行并且提高传动系部件的长寿命的方法，以及能执行该方 法的风能设备。这个目标由具有权利要求1特征的方法所解决。有利的实施例在 后续从属权利要求中指出。本发明的方法用于在运行停止之后起动风能设备，其中风能设备 具有传动系中的变速器以及运行管理器，所述运行管理器能将对于所述变速器的应变重要的至少一个运行变量B控制至所期望的值Bs。 ， 其中在运行停止之后，期望值Bs。n由最大值Bmm限制，所述最大值BM^根据变速器部件和/或用于变速器的润滑剂的被测量的温度T来 预置。运行停止能通过风能设备由于低风速的静止或自旋运行、维修工 作、风能设备由于外部命令或由于与风能设备正常电网供电运行 (normal grid supply operation)的另一偏差而引起。在起动风倉巨i殳 备时，从这种运行停止到正常电网供电运行的转变意味着直到最大可 能功率，根据具体情况而定。对于变速器的应变而言重要的一个运行变量B可以是风能设备的 任意运行变量，其对于变速器的应变具有显著的影响。本发明基于发现传动系部件的可达到的寿命尤其通过风能设备的 平緩起动而可以被延长。其原因是传动系部件经常在运行停止之后仅 是不充分地润滑，只要用于变速器的润滑剂还没有达到某一运行温度。 在此期间，传动系部件遭受增大的磨损。这就是需要充分润滑的任意 传动系部件(例如变速器、单个变速器速比梯度、单个齿轮或轴承) 的情况。在低油温下，变速器本身也4皮冷却下来。当风能设备在此状 态下再次起动并且要传递高扭矩或功率时，变速器的单个部件或单个 变速器组件部件能以不同的速度升温。因此，部件之间可出现张力和 应变，这会导致较高的磨损。风能设备的运行管理器将对于变速器应变而言重要的运行变量B 所控制到的所期望值Bs。u可由运行管理器本身基于主风速预置或者在 外面通过例如风电场控制来预置。风能设备在运行停止之后的起动期间，所述所期望值Bs。n通过最大值BMax接收上限。最大值BMax的预置根据变速器润滑剂的被测量的温度T和/或变速器部件的被测量温度T而进行。这个过程产生了传动系部件的机械应变的限制，其适合于润滑剂 实际表现的润滑能力或者所被监控变速器部件的升温状况。实际上作 用在传动系部件上的应变受限于此，以使得在给定润滑效能下它们不 会导致过度磨损。由此，传动系部件可达到的寿命被延长。最大值BMa,对于运行变量T的依赖在风能设备中(优选地在其运行管理器中)通过函数关系或者以查找表的形式可被存储，这个表给每个温度指定一个最大值BMax。变速器润滑剂的温度的测量能在任意位置上进行。例如，润滑剂 的温度在某些磨损部件的位置处可选择性地被测量，比如象某个轴承 附近。也可使用多个温度传感器。在一个实施例中，对于变速器的应变而言重要的所述运行变量B 是由风能设备所产生的电功率。电功率可以是例如有效功率、无功功 率或视在功率。通过运行管理器控制至期望值Bs。 能通过预置发电机 力矩或相应的叶片节距调整以已知的方式来进行。风能设备所产生的 电功率直接与至变速器的应变关联。在一个实施例中，对于变速器的应变而言重要的一个运行变量B 是风能设备的传动系中的扭矩。即使这个运行变量直接地与变速器的 应变关联。对于传动系的任意部件可形成或测量扭矩。优选地，测量 在变速器的从动轴上进行。将这个扭矩控制到所期望值Bs。"尤其能通 过预置相应的发电机力矩来进行。优选地，润滑剂的温度T在变速器的油盘或油路中测量。例如， 油路可以是供油或吸油管路并且连接至油盘。在这种具有油盘的变速 器中，用于变速器润滑的油可以通过移动浸入油盘的变速器部件或者 通过借助于例如油泵使油从油盘至变速器待润滑部件的有目的传送和 分配来供应。通过油管路或油盘中的中心温度测量，温度作为该方法 的基础，其可以被特别筒单地测量并且表示分別经由油管路或从油盘 供应的用于所有变速器部件的油的润滑能力。在该方法的又一实施例中，起动在被测量的温度T与确定的运行 温度对应时结束。因而，在变速器或润滑剂分别已经达到所述所期望 运行温度时对运行变量B没有预置更多的限制。通过这么做，应变限 制被限定至所需要的程度。在该方法的又一实施例中，最大值BMax在运行停止之后增大，直 到其达到风能发电设备在一确定温度T2下的额定值BNenn。通过这么 做，甚至传动系部件的应变随着润滑剂效率的增大而增大。对于额定值BNenn，具体地其可以是额定功率或额定扭矩。优选地，最大值BMax 在运行停止之后稳定地增大。在该方法的又一 实施例中，最大值BMax在风能发电设备起动时具 有初始值BFrei。因而，没有将期望值Bs。 限制至低于由初始值BFrei预置的最小值的值。于是，允许与这个初始值B^i相对应的传动系部件最小应变，而分别与润滑剂或变速器部件的温度无关。因此，避免 了运行的变量B的过度限制。根据又一实施例，最大值BMM在起动风能发电设备之后保持恒定直到达到一个可预置的温度Ti。因而，在直到达到温度Ti的时期中，没有对于变速器应变重要的上限的增加被执行。通过这么做，确定传 动系部件的应变仅在润滑剂由于温度1\而已经达到某一最小润滑能力时纟皮增大。在又一实施例中，最大值BMax被预置为在一个时期内与温度T成 比例。因而，存在取决于温度T的最大值BMax线性增加。这相当于应变限制随着增大的温度T而均匀连续地减小。传动系部件的许可应变的均匀增加通过这样做而获得。根据又一实施例，最大值BMax预置为与温度1\和T2之间的温度 成比例。因而，均匀应变限制减小的时间段占据温度1\和T2之间的整个时间间隔。在又一实施例中，风能发电设备仅在对于变速器应变而言重要的运行变量B的最小值B廳可预期时起动。就其本身而言，最小值B廳能预置为取决于温度。然而，其也可具有与温度无关的固定值。数值BMin能选择为使得出现在运行变量的这个数值处的传动系部件的应变 在润滑剂给定的润滑能力下产生了所有支承部件的可靠的联合旋转。 否则，可能会发生在小应变下已经不能可靠地工作的支承部件在这些 应变下增大的磨损。因而，这种实现还有助于增大传动系部件的寿命。 在又一实施例中，在风能发电设备起动时其不会降低到低于对于变速器应变重要的运行变量B的最小值BMin。当对于变速器应变重要 的运行变量B下降到低于最小值BMin的一值时，起动可被停止。例如，开始起动之后在风速降低的情况下，通过停止起动来确定没有由于卡 住的支承元件而增大磨损。上述目标还通过具有权利要求13特征的风能设备来解决。优选实 施例在从属权利要求中给出。本发明的风能发电设备具有 參传动系中的变速器，參至少一个用于测量变速器部件和/或变速器润滑剂的温度T的温 度传感器，和鲁运行管理器，其能将风能设备对于变速器应变重要的至少一个 运行变量B控制到一所期望值Bs。 ， 其中运行管理器具有用于根据由所述至少一个温度传感器所确定的温度T而形成最大值bmm的装置，并且參其中运行管理器能预置用于限制所述所期望值Bs。 的最大值本发明的风能设备特别适合于执行本发明的方法。在用于确定最大值Bm^的装置中，可以有适合的程序或程序部件，它们在控制计算机上被执行以用于风能设备的运行。
本发明将借助于下面附图中示出的实施例来解释。在实施例中，对于变速器应变重要的运行变量B是由变速器提供的电功率，其通常 用P标识。唯一的附图l示出了功率的最大值PMax与用于变速器的润滑剂的 温度T之间关系的图表。
具体实施方式
在图l所示坐标系的横坐标上，绘出了用于一风能设备的变速器 的润滑剂的温度。在示例中，温度基于被测量值，其用适合的温度变 送器在变速器的油盘中被测量。在坐标系的纵坐标上，示出了由风能设备提供的电功率P。基于图表中绘出的关系，规定每个温度T具有 一个最大值的功率bmm,温度T用来限制所期望的功率值Ps。 。而且，绘出了功率的最小值PMin，其表示用于不依赖于温度的功率的下限。用于最大值BMax的曲线开始于初始值P^i处图表左边上的最小 温度处，该初始值占示例中还绘出的风能设备的额定功率PNenn的大约 1/5。不考虑润滑剂温度，功率的期望值Ps。皿,并不限制于低于这个总是 被允许功率P^j的这些数值。最大值BMax在数值P^i上保持恒定， 直到达到第一温度L。在温度Ti之上，存在最大值Bm^与所述温度 成比例的增大，直到最大值Bm^在第二温度T2处达到风能设备的功 率的额定值PNenn。在这个时间点，完成风能设备的起动并且最大值 BMax没有进一 步限制电功率。所绘出的功率最小值PMin具有占功率PFrei的大约50 %的恒定值。在风能设备的起动期间，监控实际提供的功率P是否超过最小值PMin。 当不是这种情况时，停止起动并且切断风能设备。相应地，由于当前 的主要运行状况、尤其是风速，起动过程仅在能预期超过最小值PMin 时发生。执行该方法所需要的功率值通过测量或计算所提供的电功率来确 定。在这么做时，能进行连续测量并且所提供的电功率P的平均值能在30秒连续时间间隔中产生，其能作为用于进一步运行管理的基础。
权利要求
1.一种用于在运行停止之后起动风能设备的方法，其中风能设备具有传动系中的变速器以及运行管理器，该运行管理器能将对于风能设备的变速器的应变重要的至少一个运行变量B控制至一期望值BSoll，其中在运行停止之后，期望值BSoll由最大值BMax限制，所述最大值根据变速器部件的和/或用于变速器的润滑剂的被测量的温度而被预置。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于变速器的应变 重要的运行变量B中的一个是由风能设备所产生的电功率。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于变速器的 应变重要的运行变量B中的一个是风能设备的传动系中的扭矩。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，变速 器的油盘或油管路中的润滑剂的温度T被测量。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，起动 在被测量的温度T与 一确定运行温度相对应时结束。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，最大 值BMax在运行停止之后增大，直到其达到风能发电设备在一确定温度 T2下的额定值BNenn。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，最大 值BM^在风能发电设备被起动时具有初始值BFrei。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，最大 值BMax在起动风能发电设备之后被保持恒定直到一个可预设的温度 L。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，最大值B^x预置成在一个时期内与温度T成比例。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，最大值Bjv^预置 成在温度Ti和温度T2之间与温度T成比例。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，风能发电设备仅在预期对于变速器的应变重要的运行变量B是最小值Bmin时,皮起动。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，在 风能发电设备起动时对于变速器的应变重要的运行变量B不会降低到 低于最小值B^。
13. —种风能发电设备，其具有 传动系中的变速器，用于测量变速器部件和/或用于变速器的润滑剂的温度T的至少 一个温度传感器，和运行管理器，其能将对于变速器的应变重要的风能设备的至少一 个运行变量B控制到一期望值Bs。 ，其中运行管理器具有用于根据由所述至少一个温度传感器确定的温度T而确定的最大值BM^的装置，并且其中运行管理器能预置用于限制所述期望值Bs。 的最大值BMax。
14. 根据权利要求13所述的风能发电设备，其特征在于，对于变 速器的应变重要的运行变量B中的一个是由风能设备所产生的电功 率。
15. 根据权利要求13或14所述的风能发电设备，其特征在于， 对于变速器的应变重要的运行变量B中的一个是风能设备的传动系中 的扭矩。
16. 根据权利要求13至15中任一项所述的风能发电设备，其特 征在于，至少一个温度传感器布置在变速器的油盘或油管路中。
17. 根据权利要求13至16中任一项所述的风能发电设备，其特 征在于，运行管理器在被测量温度T与一确定运行温度相对应时能结 束起动。
18. 根据权利要求13至17中任一项所述的风能发电设备，其特 征在于用于确定最大值BMax的装置在运行停止之后能增大最大值 BMax，直到其达到在一确定温度T2下风能发电设备的一额定值BNenn。
19. 根据权利要求13至19中任一项所述的风能发电设备，其特征在于，用于确定最大值BMax的装置在起动风能发电设备时能预置初 始值BFrei。
20. 根据权利要求13至19中任一项所述的风能发电设备，其特 征在于，用于确定最大值BMax的装置能在起动风能发电设备之后使最大值BM^保持恒定直到一个可预置的温度IV
21. 根据权利要求13至20中任一项所述的风能发电设备，其特征在于，用于确定最大值BM^的装置能将最大值Bjv^预置为在一个期间内与温度T成比例。
22. 根据权利要求21所述的风能发电设备，其特征在于，用于确 定最大值BMax的装置能将最大值BMax预置为在温度L和T2之间与温 度T成比例。
23. 根据权利要求13至22中任一项所述的风能发电设备，其特 征在于，运行管理器仅在对于变速器的应变重要的运行变量B的最小 值Bmin能实现时选择性地起动风能发电设备。
24. 根据权利要求13至23中任一项所述的风能发电设备，其特 征在于，运行管理器能在起动时控制风能发电设备，使得对于变速器 的应变重要的运行变量B不降低到最小值Bmin以下。
全文摘要
一种用于在运行停止之后起动风能设备的方法，其中风能设备具有传动系中的变速器以及能将对于风能设备的变速器应变重要的至少一个运行变量B控制至期望值B<sub>Soll</sub>的运行管理器，其中在运行停止之后，期望值B<sub>Soll</sub>由最大值B<sub>Max</sub>限制，所述最大值根据变速器部件和/或变速器润滑剂的测量温度来预置。
文档编号F03D7/00GK101334001SQ20081009546
公开日2008年12月31日 申请日期2008年4月23日 优先权日2007年6月30日
发明者H·卡斯滕斯, J·尼茨蓬, U·哈姆斯 申请人:诺德克斯能源有限公司