专利名称：具有至少两个部件和一个数据网络的风力设备的制作方法
具有至少两个部件和 一个数据网络的风力设备本发明涉及一种用于产生电能的风力设备，它包括至少两个分别具有传感器和执行单元(actuator)并包括一个控制单元的部件。目 前已知具有中央自动化系统的风力设备。该自动化系统具有一个中央 控制系统，它通过专门的硬件组件，例如SPS和总线连接来控制风力 设备。在此，使用了特定的功能和专门适配的软件，它们利用了制造 商专门的功能范围。因此不能容易地更换风力设备中的各个装备部件。 更替一个部件需要复杂地更替控制系统。本发明的目的是提供一种风力设备，在更换该风力设备的各个部 件时，在其控制系统中不需要或者只需要进行少的适配。按照本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的风力设备 来实现。有利的实施例构成从属权利要求的主题。根据本发明的风力设备由至少两个分别具有传感器和执行单元 的部件组成。每个控制单元与一个用于数据和信号交换的数据网络相 连接。每个部件经由与所述部件相关的控制单元与其他部件交换关于 该部件工作状况的信号、检测到的传感器值和/或关于其他部件的控制信号。在根据本发明的风力设备中无须设置中央控制系统。该控制系统 基于各个部件。风力设备的基于部件的控制系统的方案是基于以下认识，即在各部件之间的信号交换足以控制风力设备，并且不需要中 央控制系统，但是能够在不损失速度和精度的情况下实现模块化。通 过本发明所述的风力设备的结构，各部件分别出现的工作状况根据该 部件的特定参数进行控制。然而，部件间的工作状况的通信与特定参 数无关地实现。其结果是，来自于不同制造商的部件可以互换，而无 须对其他部件的控制程序进行更改在一个优选实施例中，每个部件仅通过与其相关的控制单元来控 制。在该实施例中，在通过一个控制器直接控制与其相关的部件的地 方避免了采用控制系统。最好提供一个传动链单元(drive train unit)和一个电气单元作 为该风力设备的部件。这些单元中的每一个都具有一个单独的控制系 统，该控制系统与其他控制系统交换数据。在此，部件中的测量值自 然也能够彼此交换。已经知道传动链单元能够被进一步分成独立的单元。传动链单元 包括一个制动单元、 一个轴单元、 一个发电机单元或这些单元的组合。 此外，传动链能够配有一个齿轮箱。电气单元有利地分成一个或多个独立的单元。在此， 一个输电网 接线单元(grid connection unit)、 一个转换器单元、 一个变压器单 元或这些单元的组合作为各单元已证明是有利的。在风力设备中，无论是在海上还是在陆地上，另外设有一个塔架 单元(tower unit)证明是有利的。该塔架单元由一个加热单元、 一个 提升单元、 一个存取控制单元或这些单元的组合构成。为了确保各单元之间的通信，已经证明有利的是，使用以太网或者现场总线网络。在下文中将参考一个草图更详细地描述本发明所述的风力设备。 唯一的草图示出了风力设备的示意结构。所示的转子叶片10具 有一个斜度控制器(pitch control) 12，用于调节转子叶片的角度。转 子轴14终止于一个齿轮箱16中。齿轮箱的输出轴附加地设有一个制 动系统18，并且终止于一个发电机20中。由发电机20产生的电能在 一个转换器22中适应于输电网(grid)的要求，并且经由连接器24 馈送到输电网系统26。在机拒(nacelle)中附加地设有一个冷却系统 28和一个方位角驱动装置30。其他部件，例如用于监控和诊断运行的部件，能够设置在机根中。
所有的部件连接到 一个以太网30,经由该以太网能够为其他部件 接收和传送数据和信号。在根据本发明的风力设备中，必要的控制系统位于主要部件上， 以使整个系统实现自动化。在此，与所有部件供应商的接口被清楚地 规定，并且各部件经由所规定的接口彼此通信。这使得部件能够快速 和廉价地被更换，而与个别的供应商无关。此外，有利的是信号能够 被合并，以监控各部件。
权利要求
1.一种用于产生电能的风力设备，具有至少两个部件(8，12，14，16，18，20，22，24，28，30)，这些部件分别具有传感器和/或执行单元并包含一个控制单元，每个控制单元与一个数据网络(30)相连接，并且与其他部件的控制单元交换关于部件的工作状况的信号、检测到的传感器值和/或用于其他部件的控制信号。
2. 如权利要求1所述的风力设备，其特征在于， 一个部件的每 个控制单元仅控制该部件。
3. 如权利要求2所述的风力设备，其特征在于，提供一个传动 链单元(12， 16， 18)和一个电气单元(20, 22， 24)作为部件。
4. 如权利要求3所述的风力设备，其特征在于，传动链单元包 括以下的单元中的一个或多个作为独立的单元制动单元(18)、轴 单元(14)、发电机单元(20)。
5. 如权利要求4所述的风力设备，其特征在于，传动链附加地 包括一个齿轮箱(16)。
6. 如权利要求1-3之任一项所述的风力设备，其特征在于，电 气单元包括以下的单元中的一个或多个作为独立的单元输电网接线 单元(24)、转换器单元(22)、变压器单元。
7. 如权利要求1-6之任一项所述的风力设备，其特征在于，提 供一个塔架单元作为一个附加的部件。
8. 如权利要求7所述的风力设备，其特征在于，塔架单元具有 以下的单元中的一个或多个作为部件如设备、提升装置和存取控制 装置。
9. 如权利要求1-8之任一项所述的风力设备，其特征在于，提 供一个以太网作为数据网络。
10. 如权利要求l-8之任一项所述的风力设备，其特征在于，提 供一个现场总线网络作为数据网络。
全文摘要
本发明涉及一种用于产生电能的风力设备，其具有至少两个部件，这些部件分别具有传感器和/或执行单元并包含一个控制单元，每个控制单元与一个数据网络相连接，并且与其他部件的控制单元交换关于部件的工作状况的信号、检测到的传感器值和/或用于其他部件的控制信号。
文档编号F03D7/02GK101133244SQ200380108545
公开日2008年2月27日 申请日期2003年12月23日 优先权日2003年1月8日
发明者托马斯·舒伯特 申请人:诺德克斯能源有限公司