专利名称：用于风力涡轮发电机的便携式终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于风力涡轮发电机的便携式终端，该便携式终端选择性地切换风力发电机的操作模式和维护模式，用于执行对应于每种模式的预定的控制操作。具体地，本发明涉及一种用于风力涡轮发电机的便携式终端，该风力涡轮发电机具有被设置用于立在陆地或近海上的塔、支撑在塔上被控制沿偏航方向旋转的吊舱以及连接至吊舱被控制用于移动它们的斜度(pitch)的多个可旋转的叶片，由此便携式终端可连接至分别设置在吊舱和塔的下部上的连接端，以便执行对风力涡轮发电机的各种控制。
背景技术：
近年来，从保护全球环境的观点来看，用于产生可再次使用能源的风力涡轮发电机的使用已经变成普便的。
大尺寸的风力涡轮发电机通常包括装配有叶片的转子头、容纳传动系统和发电机的吊舱以及支撑吊舱的塔。传动系统用于将转矩从转子头侧传输至发电机侧，且通常包括齿轮箱，使得增加了传输至发电机的转子头的转速。这种所谓的吊舱型风力涡轮发电机普遍地用于风力发电厂，在该风力发电厂中将多个吊舱型风力涡轮发电机布置在预定的位置上，用于确保有效使用风力功率和对商用系统的稳定的功率供给。在日本未审查专利申请公开出版物No. 2009-287453中公开了对多个风力发电厂的维护管理的技术的一个例子。这种技术教导经由网络获得与每个风力发电厂中的风力涡轮发电机系统的运行状况相关的信息，该网络可以与每个风力涡轮发电机通信，但没有教导分别地控制所述风力发电厂中的每个风力涡轮发电机。另外，日本未审查专利申请公开出版物No. 2002-349413揭露了能够稳定地供给整个发电系统所需要的功率输出的技术。例如这种技术公开了包括多个风力涡轮发电机的风力涡轮发电机系统，其中每个风力涡轮发电机设置有用于控制其操作的分立的控制装置，且其中控制装置包括用于测量现场设备的操作条件的测量装置；通过与设置在其它的风力涡轮发电机中的其它的控制装置交换操作条件信息来获得其它的风力涡轮发电机的操作条件信息的通信装置；用于确定现场设备的操作模式的操作模式确定装置，以便基于由通信装置获得的其它的风力涡轮发电机的操作信息达到整个风力电力系统的目标功率输出；和基于由操作确定装置来确定的操作模式来控制现场设备的操作的控制装置。现有技术日本未审查专利申请公开No. 2009-287453。现有技术日本未审查专利申请公开No. 2002-349413。
发明内容
然而，上述技术是这样的技术，其通过获得其它的风力涡轮发电机的操作条件信息能够使得整个风力电力系统的功率输出的供给稳定，但不会依赖于风力发电厂的位置条件分离每个风力涡轮发电机的功能。具体地，在多个风力涡轮发电机被安装到风力发电厂中的场所，每个风力涡轮发电机依赖于风力涡轮发电机的位置条件具有不同的控制设定且装配有不同的设备。例如，被构造在丘陵地区的场所中的风力涡轮发电机之间，输出限制的限制条件被改变，这是因为风速可能由于海拔差别会改变，或者是否需要安装闪电处理装置等可能从一个风力涡轮发电机至另一风力涡轮发电机不同。相应地，对应于控制条件和设备等的不同的控制逻辑被构造到包含在每一风力涡轮发电机中的控制装置中，且每个风力涡轮发电机的独特的设定参数被输入到控制逻辑中。另外，必须分离地执行对风力发电厂中的每个风力涡轮发电机的维护，且操作者必须走到大的风力涡轮发电机的吊舱的内部，来执行维护工作。因此，需要精确的控制模式设定。例如，对于吊舱类型的风力涡轮发电机，为了润滑通过由叶片接收的旋转而旋转的主轴的主轴承，所述轴必须缓慢地旋转，用于均匀地施加润滑油到整个轴承上。另外，为了装配和拆卸叶片，必须使得转子头旋转，以便叶片到达油位位置。此外，对于维护工作期间的安全措施，应当使用锁定销来固定主轴，用于防止它旋转。再次在这种情形中，主轴需要旋转至锁定销可以被插入的位置。另外，控制吊舱中的多个叶片的叶片斜度控制或偏航控制的控制油路包括控制油 泵电机。更进一步地，润滑油泵电机设置在布置在由叶片接收到的旋转使其旋转的主轴和发电机之间的齿轮箱的润滑油路中，用于冷却润滑油的冷却风扇电机和设置在润滑油杂质过滤管线中的离线过滤泵电机也被包含在吊舱中。操作员必须控制这些设备的开始-停止，同时在吊舱内部工作，使得维护工作极其麻烦和复杂，以及导致对操作员的危害风险。为了解决上述问题，本发明提供了用于风力涡轮发电机的便携式终端，风力涡轮发电机的维护，尤其是吊舱内的维护工作可以被简化，同时考虑维护操作员的安全。具体地，本发明提供用于风力涡轮发电机的便携式终端，所述风力涡轮发电机具有被设置立在陆地上或近海中的塔，被控制沿所述偏航方向旋转的被支撑在所述塔上的吊舱以及被控制移动它们的斜度的连接至所述吊舱的多个可旋转的叶片，由此所述便携式终端能够连接至分别设置在所述吊舱和所述塔的下部上的连接端，以便执行对所述风力涡轮发电机的各种控制。为了解决上述问题，本发明提供用于风力涡轮发电机的便携式终端，该风力涡轮发电机包括被设置成立在陆上或近海上的塔；支撑在所述塔上的吊舱，所述吊舱被控制沿偏航方向旋转；以及连接至所述吊舱的多个可旋转叶片，所述多个可旋转叶片被控制移动它们的斜度，由此所述便携式终端能够连接至分别设置在所述吊舱和所述塔的下部上的连接端，以便执行所述风力涡轮发电机的各种控制，所述便携式终端还包括操作按钮，所述操作按钮产生用于各种控制装置的操作信号，所述各种控制装置被包含在所述风力涡轮发电机的控制电路中；显示部，所述显示部用于显示所述操作按钮的操作状态；和控制部，所述控制部用于执行所述操作按钮的显示控制，其中，所述操作按钮的控制部使得模式选择按钮出现，该模式选择按钮选择性地启用所述风力涡轮发电机的维护模式或操作模式，并且当从所述选择按钮选择所述维护模式时，对应于所述显示部上显示的对应的维护操作屏幕，使得分别地控制以下中的至少一种的操作按钮出现包含在所述风力涡轮发电机中的叶片斜度控制、偏航制动控制以及设置在控制所述叶片斜度控制和所述偏航制动控制的油路上的辅件电机。
本发明中的辅件电机可以例如是设置在包含在吊舱中的用于偏航控制或叶片斜度控制的控制油路中的控制油泵电机，设置在齿轮箱的润滑油路中的润滑油泵电机、用于冷却润滑油的冷却风扇电机和设置在润滑油杂质过滤管线中的离线过滤器泵电机，但不限于上述的且可以是容纳在吊舱中的任意的辅件电机。根据权利要求I所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中所述显示部是触摸板，且其中用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得期望的操作按钮出现在所述触摸板上，且被配置以便使得能够分别控制包含在所述风力涡轮发电机中的所述叶片斜度控制、所述偏航制动控制以及所述辅件电机的操作按钮对应于所述对应的维护操作而选择性地出现。通过使得操作按钮对应于对应的维护操作选择性地出现，可以进一步地减小显示部的尺寸，同时能够使得操作按钮自身足够大，以便用手指触摸。
优选地，当所述连接部连接至设置在所述吊舱侧上的连接端时，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得能够分别地控制所述叶片斜度控制、所述偏航制动控制以及所述辅件电机控制的操作按钮出现或启用所述操作按钮。在吊舱侧上执行加注润滑油时，通过允许按钮操作仅在吊舱侧上帮助确保操作员的安全。优选地，当所述操作按钮是所述叶片斜度控制操作按钮时，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得“自动”操作按钮和“增加/减小手动操作按钮”出现，所述“自动”操作按钮根据所述维护模式状态中的风速执行所述“叶片斜度控制”，所述“增加/减小手动操作按钮”手动地执行所述叶片倾斜角的增加或减小。通过这样，当给主轴承注润滑油时，通过在开始时按压便携式终端上的“自动”操作按钮一次，可以给主轴承加注润滑油，同时斜度(pitch)自动地打开和关闭，因此使得任务易于执行。与通过每次按压“斜度操作增加/减小按钮”来打开和关闭斜度相比，这改善了给叶片环绕环轴承润滑的工作效率。在润滑期间，如果按压“自动”操作按钮，优选地控制自动斜度打开和关闭，来实现停止。优选地，当“叶片斜度控制”的操作按钮被打开时，操作按钮的控制部不允许其它的操作按钮被操作。在停止自动斜度打开和关闭操作之后且斜度仍然处于关闭中，优选地，下一性能指令不被接受，直到斜度完全关闭为止。或者，如果通过“增加/减小手动操作按钮”步骤自动地执行斜度操作，即使按压自动斜度打开和关闭按钮，没有接收到任何操作。这确保了维护检查员的安全。此外，优选地，在所述连接部已经连接至设置在所述吊舱侧上的连接端的情况下，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得偏航制动释放/启动按钮出现在已经从所述维护模式的启动屏幕转换成偏航控制的屏幕上。也就是，通过将用于操作维护模式中的偏航(YAW)制动电磁阀的按钮布置到便携式终端的维护屏幕上，当执行偏航制动助推器调节时操作员可以直接操作偏航制动电磁阀，这改善了便利性。优选地，当所述操作按钮是辅件控制按钮时，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得辅件电机单独驱动控制按钮出现，用于对每个单独辅件执行单独手动操作，来驱动和停止与所述维护模式中的辅件对应的每个电机。通过这样，可以手动地操作辅件电机，因此当在维护模式期间执行各种试验时，装置可以被手动地操作用于例如检查旋转方向等。因此，操作可以灵活地执行各种试验，且改善了工作效率。
另外，通过使得可以根据便携式终端的维护屏幕从吊舱侧开始-停止每一辅件电机，尤其是通过使得仅可以在吊舱内操作，通过仅从吊舱操作它可以以及时的方式从视觉上确认电机旋转方向。另外，优选地，如果所述叶片斜度控制的电机或按压操作的辅件控制的电机处于过载状态中，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部禁止单独地控制叶片斜度控制和辅件控制的操作按钮的操作，即使该操作按钮被按压时。尤其是在对电机是过载时，不可以从视觉上确认并且因此优选地禁止操作。优选地，当已经从所述模式选择按钮中选择所述维护模式，并且在已经按压所述同意按钮之后转换到所述维护屏幕时，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得警示显示出现，用于警示在转换成所述维护模式之后错误操作可能是潜在危险的，和使得同意按钮出现，用于放弃所述便携式终端制造商承担由该错误操作导致的任何责任。优选地使得维护操作员注意操作偏航(YAW)和斜度(pitch)时涉及到的危险，同时在转换成维护屏幕之前总是使得操作员参考维护手动程序，以便制造商不为错误操作负责任。尤其优选的是使得操作员对于警示显示的内容选择同意/不同意按钮。优选地，屏幕分别转换成同意一维护屏幕，不同意一启动屏幕，和按钮选择结果作为跟踪记录被传输至远程控制中心。另外，优选地使得所述警示显示在操作所述维护模式中的斜度打开操作、偏航环绕操作或主轴制动操作之前出现。根据本发明，提供了一种用于风力涡轮发电机的便携式终端，风力涡轮发电机的维护，尤其是吊舱内的维护工作可以被简化，同时考虑维护操作员的安全。
图I是显示根据本发明的实施例的风力场所的整体结构的例子的示意图。图2是显示根据本发明的实施例的风力涡轮发电机和便携式终端的结构的方块图。图3是显示出风力涡轮发电机和便携式终端的过程的程序表。图4是显示便携式终端的操作的流程图。图5是显示便携式终端的启动屏幕的例子的视图。图6是显示便携式终端的维护模式屏幕的例子的视图。图7是显示维护模式屏幕的例子的视图，其中重叠地显示数字键区。图8是显示便携式终端的启动屏幕的另一例子的视图。
图9是显示当从启动屏幕转换成维护模式时出现的警示屏幕的视图。图10是屏幕的视图，在该屏幕中副电动机单独驱动控制按钮出现用于在维护模式中驱动和停止对应于辅件的每个电动机时在每个单独的辅件上执行单独的手动操作。图11是显示屏幕的视图，在该屏幕中“自动”操作按钮显示出根据维护模式中的风速执行“叶片斜度控制”和“增加/降低手动操作模式按钮”显示出用于手动地执行叶片倾斜角的增加和降低。图12是显示出屏幕的视图，在该屏幕中偏航制动释放/启动按钮显示在已经从维护模式的启动屏幕转换至偏航控制的屏幕上。图13是显示出设置在包含在吊舱中的用于偏航控制或叶片斜度控制的控制油路中的控制油泵电机的控制状态的视图。图14是显示出设置在包含在吊舱中的齿轮箱的润滑油路中的润滑油泵电机的控制状态的视图。 图15是显示出设置在包含在吊舱中的齿轮箱的润滑油路中用于冷却润滑油的冷却风扇电机的控制状态的视图。图16是显示出设置在包含在吊舱中的齿轮箱的润滑油路中的润滑油杂质过滤管线中的离线过滤器泵电机的控制状态的视图。图17是显示出风力涡轮发电机的结构的例子的视图。
具体实施例方式现在将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。然而，意图是除非特别说明，尺寸、材料、形状、其相对位置等应当解释为仅是说明性的，而对本发明的范围不是限制性的。首先，参考图I，将对具有多个风力涡轮发电机的风力场所10的整体结构的例子给出描述。风力场所10由多个风力涡轮发电机I构成，由此这些风力涡轮发电机I利用风力功率作为能源产生电能。由风力涡轮发电机I产生的电能经由增压变压器51和输电线路(grid)连接板52传输至电力系统53。多个风力涡轮发电机I的每个装配有至少一个控制电路13。控制电路13包括多个控制逻辑，该控制逻辑与同一场所中的其它的风力涡轮发电机是共有的且控制风力涡轮发电机I的维护或操作。控制电路13还连接至连接端11，通过该连接端11来自便携式终端30的各种操作信号被输入至控制电路13。另外，风力场所10可以包括如在下文所描述的通信管理系统。通信管理系统远程地控制且监控多个风力涡轮发电机1，该通信管理系统包括设置在所述场所上的管理装置56和经由通信线路连接至管理装置56的远程监控装置57。管理装置56经由通信电缆连接至网络集线器55，同时从控制电路13延伸的多个控制线路连接至网络集线器55。管理装置56和远程监控装置57中的每一个包括包含CPU、ROM、RAM、存储器以及通信接口等的计算机，且主要监控风力涡轮发电机I的操作状况。图2是显示出根据本实施例的风力涡轮发电机和便携式终端的总体结构的方块图。
风力涡轮发电机I主要包括连接端11、输入-输出接口 12以及具有多个控制逻辑14-20的控制电路13。便携式终端30主要包括连接部31、操作端群32和显示部33。风力涡轮发电机I的连接端11和便携式终端30的连接部31在多个风力涡轮发电机I之间具有标准的规格，使得便携式终端30可连接至任意的风力涡轮发电机I。便携式终端30的连接部31可以直接连接至风力涡轮发电机I的连接端11，或可以经由传输电缆来连接。因为通过这种连接方法将数据从便携式终端30传输至风力涡轮发电机1，所以数据可以被大容量地传送，使得可以在短时间量内传输用于多个控制逻辑的操作信号。现在将对风力涡轮发电机I的结构进行描述。控制电路13经由连接端11接收来自便携式终端30的操作信号输入或由各种传 感器检测到的信号，执行产生控制信号的各种过程，以及传输这些控制信号至各种装置。控制电路13由包括CPU、R0M、RAM和存储器等的硬件(未显示)构成。优选地，通过硬件实现控制逻辑14-20的功能。在此处，给出的例子显示如何通过使用软件来实现每个控制逻辑功能14-20，然而，不必说它可以通过使用硬件逻辑(逻辑电路)来实现。输入-输出接口 12接收来自便携式终端30、各种传感器以及各种装置等的信号，和将信号传送至每个控制电路13以及将由控制电路13产生的控制信号传输至各种装置。应当注意，可以限定输入-输出接口 12包括连接端11。在控制逻辑14-20中，通过由便携式终端30输入的操作信号al_a7来设定的操作条件，之后控制逻辑14-20在这些条件下执行各种过程来产生传输至各种装置的控制信号bl-b7。操作信号al_a7包括用于选择性启用控制逻辑的选择信号或用于设定控制逻辑的条件的数字信号。这些操作信号al_a7被输入到控制电路13，用于设定控制逻辑的启用或禁止，或者数字条件被输入控制逻辑，并且从而在所述操作条件下由控制逻辑产生控制信号bl_b7。控制逻辑的特定例子是用于控制飞行器警示灯21的操作的飞行器警示灯控制逻辑14，用于控制闪电电流测量装置22的操作的闪电电流测量控制逻辑15，用于控制输出限制装置23的操作的输出限制控制逻辑16，用于控制闪电接近传感器24的操作的闪电接近传感器控制逻辑17，用于控制雷击计数器25的操作的雷击计数器控制逻辑18，用于控制缩减控制装置(curtailment control means) 26的操作的缩减控制逻辑(curtailmentcontrol logic) 19，用于控制风速校准装置27的操作的风速校准逻辑20等。如上描述控制电路13具有多个控制逻辑，但在风力场所10中具有多个风力涡轮发电机1，被包含在一个风力涡轮发电机I中的控制逻辑的结合在同一场所中的其它的风力涡轮发电机之间是共有的。同理，因为控制电路13包括可以应用于同一场所的其它风力涡轮发电机I的公共的控制逻辑，所以可以使得控制电路13的构造标准化，并且因此可以实现成本的降低。现在将对便携式终端30的结构进行描述。便携式终端30选择性地切换操作模式和维护模式，以便执行对应于每种被切换的模式的预定控制。
显示部33示出操作端的操作状态，且液晶显示器可以用作显示部。操作端组32产生操作信号，用于选择性地启用包含在风力涡轮发电机I的控制电路13中的控制逻辑。由操作端组32产生的操作信号是选择性地启用经由连接部31连接的对应的风力涡轮发电机I的控制电路13的操作或维护控制逻辑的操作信号，该操作信号为同一场所中的其它的风力涡轮发电机所共有。操作端组32可以是与显示部32分离地设置的键盘，然而，优选地，操作端组32是通过触摸显示部33的屏幕表面可操作的触摸板35。在此处，触摸板35可以采用一般的操作方法(例如电阻层方法)。同理，风力涡轮发电机I与同一场所中的其它的风力涡轮发电机具有共同的控制逻辑，用于选择性地启用控制逻辑的操作信号被从便携式终端30输入，用于传输至控制电路13，以及对于每个风力涡轮发电机I适当地设定控制逻辑的操作设定。因此，可以便利对每个控制电路的控制逻辑的管理。另外，因为通过将便携式终端30的连接部31连接至风力涡轮发电机I的连接端 11来传输操作信号，当在风力涡轮发电机I的构造或维护期间需要执行控制逻辑的条件设定或设定变化时，它可以由现场的操作员快速地完成。另外，优选地操作端组32包括用于选择控制风力涡轮发电机I的操作的操作模式或用于控制维护的维护模式的模式选择端34。通过模式选择端34选择性地从维护模式切换至操作模式的这种结构，可以容易地通过便携式终端30输入对应于工作的操作信号，从而改善了工作效率。另外，便携式终端30装配有屏幕显示控制部36，其用于在显示部33上显示多个控制逻辑的操作信号输入屏幕。其次，将参考图3对便携式终端30和风力涡轮发电机I的程序次序进行说明。当通过模式选择端34选择维护模式时，便携式终端30转换成维护模式。在收到维护模式切换信号时，风力涡轮发电机I被设定成维护模式。当风力涡轮发电机I被设定成维护模式时，它接受控制逻辑的条件设定和设定变化。当操作信号被通过操作端组32输入时，便携式终端30执行对控制逻辑的检查。当对应于需要设定的控制逻辑的所有操作信号的输入完成时，它被传输至风力涡轮发电机I。
风力涡轮发电机I接收来自便携式终端30的操作信号，且基于每个控制逻辑的操作信号设定控制电路13中的控制逻辑的操作条件。之后，在设定操作条件下，由控制逻辑产生控制信号，通过该控制逻辑控制风力涡轮发电机I中包含的各种装置。当操纵便携式终端30终止维护模式时，所述模式切换信号被传输至风力涡轮发电机1，且取消控制电路13中的维护模式设定。在已经取消维护模式设定之后，改变控制电路13中的控制逻辑的设定是被禁止的。参考图4-7，将对便携式终端30的特定操作进行描述。图4是显示便携式终端的操作的流程图。图5是显示启动屏幕的例子的图表。图6是显示便携式终端的维护模式屏幕的例子的视图。图7是显示维护模式屏幕的例子的视图，在该维护模式屏幕中重叠地显示数字键区。首先，将便携式终端30的连接部31连接至风力涡轮发电机I的连接端11 (SI)，之后，在便携式终端30的电源打开之后显示启动屏幕(S2)。图5中显示出启动屏幕的例子。启动屏幕100示出包括模式选择端34的维护模式按钮101和操作模式按钮102的多个操作按钮。由模式选择端34来执行模式选择(S3)。当按压操作模式按钮102时，便携式终端30的设定和控制电路13的设定转换成操作模式(S4)。将省略操作模式的内容。另一方面，如果按压维护模式按钮101，便携式终端30的设定和控制电路13的设定转换成维护模式(S5)。另外，如果控制电路13设置在吊舱侧和塔侧上，那么在连接便携式终端30的一侧上的控制电路13的操作权利可以通过操作权利选择按钮103来选择。可以通过按压吊舱(侧控制电路)按钮104或塔(侧控制电路)按钮105来完成操作权利的选择。在优选的配置中，接收来自选择侧的控制电路的操作信号，但不接收来自非选择侧的控制电路的操
作信号。 在维护模式中，屏幕显示控制部36在显示部33上显示出维护模式屏幕(S6)。在图6中显示出维护模式屏幕(操作信号输入屏幕)的例子。除了用于切换成项目选择的操作按钮113，用于切换成数据输入的操作按钮114以及用于将输入的操作信号传输至控制电路13的操作按钮115之外，维护模式屏幕110显示出对应于包含在控制电路13中的多个控制逻辑的控制逻辑项目111和设定值选择112。当操作员按压操作按钮113用于切换项目选择时，如图7所示，显示出数字键区119，重叠维护模式屏幕110，启用用于输入操作信号的控制逻辑项目111的选择。操作员通过按压数字键区119来选择控制逻辑项目号，之后当按压ENTER时，数字键区屏幕消失且在操作按钮113的位置上显示出已经选择的控制逻辑项目号(S7)。其次，当操作员按压操作按钮114用于切换成数据输入时，如图7所示，显示出数字键区119，重叠维护模式屏幕IlO(SS)，其允许输入设定值。操作员通过数字键区119输入对应于已选择的控制逻辑的设定值(S9)。当按压ENTRE时，数字键区屏幕消失(SlO)且在操作按钮114的位置处显示出输入的设定值。以类似的方式输入所有需要的控制逻辑的设定值。当通过按压操作按钮115已经输入所有的设定值(Sll)时，包含每个控制逻辑的设定值的操作信号被传送至风力涡轮发电机I (S12)。在此处，操作信号是可选择地启用控制逻辑的选择信号，和输入操作信号切换控制逻辑的启用/禁用。通过这种结构，可以禁用控制电路13中的多个控制逻辑中的任何不需要的控制逻辑，且仅启用需要的控制逻辑。另外，它可以被构造，使得操作信号是在控制逻辑中设定的值的值输入。其次，将对通过控制逻辑控制的风力涡轮发电机I和控制目标的例子的结构进行描述。图17是显示出风力涡轮发电机的结构的例子的视图。风力涡轮发电机I主要包括被设置成立在基座上的塔2、设置在塔2的上端上的吊舱3、设置在吊舱3上的转子头4、连接至转子头4的多个叶片5以及用于驱动叶片5的斜度的斜度驱动系统6。塔2具有从基座向上延伸的柱状形状。塔2例如可以由单个柱状构件制成或由沿直立方向对准且彼此连接的多个单元制成。如果塔2由多个单元制成，吊舱3设置在位于塔2的顶部上的单元上。吊舱3支撑转子头4和容纳传动系统7和发电机8等。
传动系统7包括连接至转子头4的主轴71、连接至主轴71的齿轮箱72以及将齿轮箱72连接至发电机8的联结器73。将主轴71连接至转子头4，使得它与叶片5和转子头4 一起旋转，且通过主轴承以可旋转的方式固定至壳体侧。齿轮箱72布置在主轴71和联结器73之间。齿轮箱72从转子头4侧增加由主轴71输入的转速且将增加的转速传输至联结器73。齿轮箱72例如可以采用行星齿轮型增速机构和正齿轮型增速机构(没有显示出机构)的组合，但不限于这些机构。通过围绕轴线(在图8中用虚线显示的)旋转叶片5，斜度驱动系统6改变叶片5的倾斜角(pitch angle)。在这样的风力涡轮发电机I的情况下，连接端11可以布置到塔2侧上和吊舱3侧 上。在这种情况下，优选地通过将便携式终端30连接至吊舱3侧或塔2侧上以不同的方式显示执行维护模式操作的显示部33上的屏幕。例如，如图9所示，当便携式终端3连接至吊舱3侧上时，可以在维护模式屏幕上显示警示信息121，用于警示操作员在转换成维护模式之后错误的操作可能潜在地是危险的，或者放弃便携式终端制造商承担由该错误的操作引起的任何责任的同意按钮(未显示出)可以出现在屏幕上。这将提高安全意识以及改善工作效率。上述的风力涡轮发电机I选择性地装配有飞行器警示灯61、闪电电流测量装置62、闪电接近传感器63、雷击计数器64、输出限制装置、缩减控制装置以及风速校准装置，且还包括控制这些设备和装置的控制电路13(13A、13B)。控制电路13包括设置在塔2上的塔侧控制电路13A和容纳在吊舱3中的吊舱侧控制电路13B。可以电学地连接和相同地控制控制电路13A和13B。控制电路13具有互锁功能，使得当在控制电路13A和13B中的任一个上执行维护模式中的控制逻辑的条件设定或设定改变时，另一控制电路不能转换成维护模式。接下来，将逐步地对本发明的实施例进行描述。图8是便携式终端的启动屏幕的例子。图9是显示出当从启动屏幕转换成维护模式时出现的警示屏幕的视图。启动屏幕100A显示出包括维护模式按钮101和包括执行模式选择(图4中的S3)的模式选择端34的操作模式按钮102的多个操作按钮。当按压操作模式按钮102时，便携式终端30中的设定和控制电路13中的设定转换成操作模式(图4中的S4)。另一方面，当按压维护模式按钮101时，虽然便携式终端30中的设定和控制电路13中的设定转换成维护模式(图4中的S5)，但是在转换成维护模式之前如图9所示它首先转换成警示屏幕120。警示屏幕120提醒维护操作员操作偏航(YAW)和斜度的风险，且同时在转换成维护屏幕之前使得操作员参考维护手动程序，以便使得制造商不为错误操作负责任。在图9中显示的警示屏幕中，操作员对在屏幕上显示出的内容选择‘同意’按钮121/ ‘不同意’按钮122。当按压‘同意’按钮121时，屏幕转换成维护屏幕的下一操作屏幕，而如果按压‘不同意’按钮122，屏幕返回至启动屏幕100A。另外，当按压‘同意’按钮121时，按钮选择结果作为跟踪记录被传输至远程控制中心(图I中的管理装置56)。在图10中，在维护模式中的警示屏幕120中按压‘同意’之后，在给出的例子中，下一操作屏幕160在左下的栏中出现显示内容区域“电机操作”165。同时，辅件电机单独驱动控制按钮出现在屏幕上，用于对每个单独辅件执行单独手动操作，来驱动和停止与所述维护模式中的辅件对应的每个电机。屏幕还显示以下内容用于设置在包含在吊舱中的用于叶片斜度控制或偏航控制的控制油路中的控制油泵电机136(参考图13)的开始-停止按钮161，用于设置在齿轮箱72(参考图17)的润滑油路中的润滑油泵电机44(参考图14)的开始-停止按钮162，用于冷却润滑油的润滑油冷却风扇电机149 (参考图14)的开始-停止按钮163和163，以及用于设置在润滑油杂质过滤管线143中的离线过滤器泵电机148(参考图14)的开始-停止按钮164。
还在维护模式中的斜度关闭操作、偏航环绕操作以及主轴制动操作之前显示图10所示的“警示显示”169。在这一屏幕中，假设便携式终端30连接至吊舱侧上的连接端11，那么通过维护模式中的电机操作屏幕可以(从吊舱侧)执行每个辅件电机的开始-停止。在这种情形中，维护模式的操作功能将不允许维护模式中的其它操作功能(即，在维护模式中仅有一个操作功能)。另外，在从维护模式转换成操作模式之后，实质上重新设定维护模式的操作，但保持在同一模式中。即使模式转换成操作模式，也不重新设定维护模式中的偏航环绕操作。辅件电机的开始-停止按钮161-164仅在吊舱中是可操作的。通过仅在吊舱中操作，可以及时地且从视觉上确认电机的旋转方向。设置电机自动按钮168，以允许自动地/手动地切换开始-停止按钮。通常“自动地”操作维护模式。通过按压电机自动按钮168—次，操作切换至“手动”，然而在切换时，保持了自动操作状态。通过按压每个辅件的停止部一次，开始-停止按钮161-164变成非操作状态，且显示出“被停止”。另外，当通过手动操作再次按压每个辅件的停止部时，辅件变成可操作的状态，且显示出“正在操作中”。同时，操作被切换成“自动的”且操作从切换时转换成自动操作。然而，当电机没有超载时手动操作是不被允许的，且在助推器调节期间上述的操作是不被允许的或其它的操作在其它的维护模式期间是不被允许的。因为这种电机操作屏幕出现在屏幕上，所以可以确认电机旋转方向，而不使用维护工具，因此将改善工作效率。图13是显示出被设置在包含在吊舱中用于偏航控制或叶片斜度控制的控制油路中的控制油泵电机136的控制状态的视图。如图所示，控制油路135设置有在从控制油箱138循环的控制油管线上的控制油泵(G. 0.泵)136、偏航制动器139以及主轴制动器137，用于执行叶片斜度控制134和偏航控制。通过DWSS(系统的断电)133或通过维护屏幕按压控制油泵电机136的开始-停止按钮161，来控制控制油泵电机136的开始-停止控制，从而通过发送控制油泵电机停止命令130手动地控制开始-停止。然而，如果在控制油泵电机上有超载或控制油油压很低，或者由于控制油箱138中的油位131的降低或通过ACC气体压力检查的叶片移动检查的安全检查132而发送控制油泵电机停止命令，这些情形优先于开始-停止按钮161，且泵电机被“停止”。图14是显示出被设置在包含在吊舱中的齿轮箱72的润滑油路146中的润滑油泵电机144的控制状态的视图。润滑油路146是通过润滑油(L. 0.)泵电机144在齿轮箱72和油冷却器145之间循环润滑油的油路，且具有润滑油杂质过滤管线143。类似地，通过润滑油泵电机144的停止-开始按钮162手动地控制140润滑油路146的开始-停止控制。然而，停止-开始按钮166优先考虑环境和储存器的状态(外部空气温度等于或小于0°C或者外部空气温度等于或大于5°C，ACC气体压力检查)142，其中即使由于润滑油泵电机过载状态141不能发给润滑油泵电机停止命令140，润滑油泵电机144被停止。图15是显示出用于冷却设置在包含在吊舱中的齿轮箱的润滑油路中的润滑油的润滑油冷却风扇电机的控制状态的视图。齿轮箱的润滑油路146的结构与图14中的相同，还通过润滑油冷却风扇电机149的停止-开始按钮163手动地控制开始-停止控制150。然而，根据吊舱的内部温度和润滑油(吊舱内部温度等于或小于/大于45°C，润滑油温度等于或小于/大于45°C )状态 152的温度，即使由于润滑油冷却风扇电机过载状态151，可能不能发送风扇电机停止命令150，风扇电机149被停止。图16是显示出设置在包含在吊舱中的齿轮箱的润滑油路中的润滑油杂质过滤管线中的离线过滤器泵电机的控制状态的视图。齿轮箱的润滑油路146的结构与图14中的相同，离线过滤泵电机148设置在润滑油杂质过滤管线143上。再次，在润滑油路146中，通过开始-停止按钮164手动地执行离线过滤器泵电机148的开始-停止控制155。然而，按钮164优先地考虑润滑油的状态(润滑油温度等于或小于/大于45°C ) 157，且即使由于离线过滤器泵电机过载状态156离线过滤器泵电机148的停止命令155不能够被发送，离线过滤器泵电机过滤器泵148被停止。图11显示出“斜度操作”屏幕170，在该屏幕中根据维护模式中的风速执行“叶片斜度控制”的“自动”操作按钮出现和用于手动地执行叶片倾斜角的增加和减小的“增加/减小手动操作按钮”出现。在这种屏幕中，内容区域“斜度操作” 174出现在左下框架中，以及用于执行“叶片斜度控制”的“自动”按钮173位于中心处，另外对于右边，“增加/减小手动操作按钮”172出现用于手动地增加和减小叶片倾斜角。“增加/减小手动操作按钮”172包括“小的减小/小的增加”、“中等的减小/中等的增加”以及“大的减小/大的增加”，可以根据增加/减小的度来使用。另外，启动操作按钮(0N操作按钮)被设置用于紧急电磁阀171，该阀执行斜度控制的紧急停止。根据本发明，当对叶片环绕环的主轴承执行传统的润滑时，可以在如果开始任务时，通过按压便携式终端30上的“叶片斜度控制”的“自动”操作按钮173来自动地完成斜度打开和关闭操作。这消除了在维护模式中重复斜度的打开和关闭的需要。如果在斜度打开和关闭操作期间中再次按压“自动”操作按钮173，自动斜度打开和关闭被终止。然而，即使按压“自动”操作按钮173，如果平均风速等于或大于lOm/s，或如果主轴制动器是OFF，或如果紧急电磁阀未被启动，那么操作变成禁止的。因为在吊舱侧上执行对主轴承的润滑，所以仅在便携式终端30连接至吊舱时“自动”操作按钮173的操作是可操作的。另外，在自动斜度打开和关闭期间，其它的性能指令可能不被接收。另外，当已经取消自动斜度打开和关闭且正关闭斜度时，下一性能指令不能被接受，直到斜度完全关闭为止。当通过“增加/减小手动操作按钮”的自动步骤(step-auto)执行斜度控制时，即使按压自动斜度打开和关闭按钮时，它将不能被接受。另外，在“斜度控制”期间，虽然可以从“斜度操作”屏幕170转换成另一屏幕，但是其它的操作被禁止。图12是显示屏幕100B的视图，在该屏幕中偏航制动释放/启动按钮出现在已经从维护模式的启动屏幕转换成偏航控制的屏幕上。在这个屏幕上，内容区域“偏航操作”128以及用于偏航制动电磁阀125和操作锁定释放126的操作按钮出现在左下框中。按压偏航制动电磁阀按钮126将会启动/不启动电磁阀。另外在这种情况下，即使偏航(YAW)环绕命令被发送，如果实际倾斜角未处于停止位置或风速等于或大于15m/s，那么这些按钮的操作被禁止。通过这种屏幕，因为通过按压偏航制动电磁阀按钮126没有使YAW转动，所以不需要设定偏航(YAW)制动器成0FF，通过直接操作偏航制动电磁阀125的0N/0FF不需要担心 用于助推器调节的警示输出。具体地，因为偏航制动电磁阀按钮125可以直接被打开/关闭，所以将容易实施偏航(YAW)助推器调节。根据上文，风力涡轮发电机的便携式终端，该风力涡轮发电机的维护尤其是吊舱内部的维护工作可以被简化，以及可以实现考虑维护操作员的安全。
权利要求
1.一种用于风力涡轮发电机的便携式终端，所述风力涡轮发电机包括被设置成立在陆上或近海上的塔；支撑在所述塔上的吊舱，所述吊舱被控制沿偏航方向旋转；以及连接至所述吊舱的多个可旋转叶片，所述多个可旋转叶片被控制移动它们的斜度，由此所述便携式终端能够连接至分别设置在所述吊舱和所述塔的下部上的连接端，以便执行所述风力涡轮发电机的各种控制，所述便携式终端还包括 操作按钮，所述操作按钮产生用于各种控制装置的操作信号，所述各种控制装置被包含在所述风力涡轮发电机的控制电路中； 显示部，所述显示部用于显示所述操作按钮的操作状态；和 控制部，所述控制部用于执行所述操作按钮的显示控制， 其中，所述操作按钮的控制部使得模式选择按钮出现，该模式选择按钮选择性地启用所述风力涡轮发电机的维护模式或操作模式，并且当从所述选择按钮选择所述维护模式时，对应于所述显示部上显示的对应的维护操作屏幕，使得分别地控制以下中的至少一种的操作按钮出现包含在所述风力涡轮发电机中的叶片斜度控制、偏航制动控制以及设置在控制所述叶片斜度控制和所述偏航制动控制的油路上的辅件电机。
2.根据权利要求I所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中所述显示部是触摸板，且其中 用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得期望的操作按钮出现在所述触摸板上，且被配置以便使得能够分别控制包含在所述风力涡轮发电机中的所述叶片斜度控制、所述偏航制动控制以及所述辅件电机的操作按钮对应于所述对应的维护操作而选择性地出现。
3.根据权利要求I所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中，当所述连接部连接至设置在所述吊舱侧上的连接端时，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得能够分别地控制所述叶片斜度控制、所述偏航制动控制以及所述辅件电机控制的操作按钮出现或启用所述操作按钮。
4.根据权利要求I所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中，当所述操作按钮是所述叶片斜度控制操作按钮时，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得“自动”操作按钮和“增加/减小手动操作按钮”出现，所述“自动”操作按钮根据所述维护模式状态中的风速执行所述“叶片斜度控制”，所述“增加/减小手动操作按钮”手动地执行所述叶片倾斜角的增加或减小。
5.根据权利要求4所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中当所述“叶片斜度控制”的“增加/减小手动操作按钮”或“自动”操作按钮被启动时，所述操作按钮的控制部不允许其它的操作按钮被操作。
6.根据权利要求I所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中在所述连接部已经连接至设置在所述吊舱侧上的连接端的情况下，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得偏航制动释放/启动按钮出现在已经从所述维护模式的启动屏幕转换成偏航控制的屏幕上。
7.根据权利要求I所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中，当所述操作按钮是辅件控制按钮时，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得辅件电机单独驱动控制按钮出现，用于对每个单独辅件执行单独手动操作，来驱动和停止与所述维护模式中的辅件对应的每个电机。
8.根据权利要求I所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中，如果所述叶片斜度控制的电机或按压操作的辅件控制的电机处于过载状态中，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部禁止单独地控制叶片斜度控制和辅件控制的操作按钮的操作，即使该操作按钮被按压时。
9.根据权利要求I所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中当已经从所述模式选择按钮中选择所述维护模式，并且在已经按压所述同意按钮之后转换到所述维护屏幕时，用于执行所述操作按钮的显示控制的所述控制部使得警示显示出现，用于警示在转换成所述维护模式之后错误操作可能是潜在危险的，和使得同意按钮出现，用于放弃所述便携式终端制造商承担由所述错误操作导致的任何责任。
10.根据权利要求9所述的用于风力涡轮发电机的便携式终端，其中，使得所述警示显示在操作所述维护模式中的斜度打开操作、偏航环绕操作或主轴制动操作之前出现。
全文摘要
一种用于风力涡轮发电机的便携式终端，风力涡轮发电机的维护，尤其是吊舱内部的维护工作可以被简化，同时考虑维护操作员的安全性。所述便携式终端包括被设置成立在陆上或近海上的塔；支撑在所述塔上的吊舱，所述吊舱被控制沿偏航方向旋转；以及连接至所述吊舱的多个可旋转叶片，所述多个可旋转叶片被控制移动它们的斜度，由此所述便携式终端能够连接至分别设置在所述吊舱和所述塔的下部上的连接端，以便执行所述风力涡轮发电机的各种控制，所述便携式终端还包括操作按钮，所述操作按钮产生用于各种控制装置的操作信号，所述各种控制装置被包含在所述风力涡轮发电机的控制电路中；显示部，所述显示部用于显示所述操作按钮的操作状态；和控制部，所述控制部用于执行所述操作按钮的显示控制，其中，所述操作按钮的控制部使得模式选择按钮出现，该模式选择按钮选择性地启用所述风力涡轮发电机的维护模式或操作模式，并且当从所述选择按钮选择所述维护模式时，对应于所述显示部上显示的对应的维护操作屏幕，使得分别地控制以下中的至少一种的操作按钮出现包含在所述风力涡轮发电机中的叶片斜度控制、偏航制动控制以及设置在控制所述叶片斜度控制和所述偏航制动控制的油路上的辅件电机。
文档编号F03D7/04GK102753819SQ20108000071
公开日2012年10月24日 申请日期2010年2月18日 优先权日2010年2月18日
发明者入江英治, 南亨 申请人:三菱重工业株式会社