专利名称：风力涡轮发电机及其健全性诊断方法
技术领域：
本发明涉及健全性诊断方法和用于执行健全性诊断方法的风力涡轮发电机，其可以尽可能地降低风力涡轮发电机异常工作的风险。具体地，本发明涉及健全性诊断方法和用于执行健全性诊断方法的风力涡轮发电机，其可以诊断蓄压器的内压的健全性，所述蓄压器用于确保在所述风力涡轮发电机的叶片的斜度移动(pitch movement)或紧急状况中的油压控制。
背景技术：
近年来，已经开发风力涡轮发电机作为利用清洁能源的电力发电机。所述风力涡轮发电机包括设置在旋转轴的一端的多个叶片和经由增速齿轮连接到旋转轴的发电机，由此风力作用到叶片上以经由旋转轴使发电机旋转，从而发电机产生电能。
在风力涡轮发电机中，油压供应装置包括在其油压供应线路中的蓄压器，该蓄压器在故障中作为备用的，即作为联锁机构(安全配置)，这是公知的。例如，日本未审查的专利申请公开出版物No. 63-192968在图10中示出了一种配置，其中油泵01对油箱02内的油加压，且油通过油压调节阀03被调节至预定的压力。之后，被调节的油通常地聚积在蓄压器07中，同时被调节的油通过电磁开关阀09被供应至紧急停止油压缸011。在电力故障的情形中，油压电路自动地切换，以便将聚积在蓄压器07中的油供应至紧急停止油压缸011，由此活塞被朝图中的左侧移动，用于将叶片013的叶片角度移动至风力涡轮机的停止侧。在先技术文献专利文献专利文献I :日本未审查的专利申请公开出版物No. 63-192968
发明内容
本发明要解决的技术问题然而，即使假设具有如在专利公开出版物I中公开的蓄压器，如果组成蓄压器的气室的隔离壁破裂且发生漏气，那么存在在紧急状况中叶片角度不能被控制的风险。例如，在强风下电力故障的情形中，需要使叶片顺桨(feather)，以防止叶片以比所允许的速度高的速度旋转。在这样的情况下，蓄压器中的气体压力被用于使叶片顺桨，这是因为作为油压源的油泵不能被驱动。然而，如果蓄压器中的气体压力很低，那么在紧急状况中措施不被进行，也就是，不能使叶片顺桨。在机械固定不能够使得叶片在预定的时间周期内移动至关闭位置的情况下，即使气体压力是正常的，那么它也不足以作为紧急状况中的措施。因此，通过提供一种风力涡轮发电机和它的诊断方法做出了用于解决上述问题的本发明，其诊断设置在油压供应装置的油通路中的、作为用于油压供应装置的联锁机构(安全配置)的蓄压器的健全性，叶片的斜度移动(pitch movement)的健全性被诊断,使得斜度控制可以在紧急状况中通过蓄压器中的气体压力正常地工作，由此在紧急状况中不能采取措施的风险被减少，因此风力涡轮发电机的操作的可靠性可以被改善。解决技术问题的技术方案为了解决上述技术问题，第一发明是一种风力涡轮发电机，所述风力涡轮发电机包括斜度控制单元，所述斜度控制单元具有用于控制叶片的斜度的油致动器；压力供应装置，所述压力供应装置用于给所述油致动器供应操作油；和蓄压器，所述蓄压器设置在所述压力供应装置的油路中并具有用于聚积由所述油泵产生的压力的气室，所述风力涡轮发电机包括健全性诊断装置，其中所述诊断装置包括气体压力判断单元，用于判断所述蓄压器的所述气室的气体压力的健全性；斜度移动判断单元，用于在所述气体压力判断单元判断所述气体压力是健全的时，通过聚积在所述蓄压器中的加压的操作油判断所述斜度控制单元的所述斜度移动的健全性；启动判断单元，用于每隔预定的周期或当启动开关被操作时判断启动所述气体压力判断单元的启动条件。根据第一发明，每隔预定的周期或当启动开关被操作时启动气体压力判断单元的 启动条件被判断。如果气体压力通过气体压力判断单元被判断是正常的，那么斜度移动判断单元判断叶片的斜度移动是否正常地移动，由此，可以被诊断蓄压器的气体压力的降低和叶片的机械固定的发生。结果，例如在强风下电力故障的情形中，当需要使叶片顺桨以避免叶片以比所允许的速度高的速度旋转时，即当蓄压器中的气体压力被用于使叶片顺桨时，因为作为油压源的油泵不能被驱动，所以能够利用蓄压器中的气体压力正常地使叶片顺桨，由此在紧急状况中功能的可靠性可以被改善。优选地，所述气体压力判断单元基于从所述油泵被停止的时间到所述油压降低至预定压力的时间的时间周期，来判断所述气体压力的健全性。如果时间周期小于阈值时间周期，判断油压的降低率很大，也就是，蓄压器的气室中的气体压力被泄漏，因此判断聚积功能是不正常的。所述气体压力判断单元可以基于在油泵被停止之后经过预定时间周期时的所述油压值，来判断所述气室的气体压力的健全性。在这样的情况下，例如如果在停止泵之后120秒时由设置在靠近蓄压器的油通路中的油压传感器检测的压力值降低低于阈值压力，气体压力判断单元判断由油返回至操作油箱所导致的油压的降低率很大，因此蓄压器的聚积功能未处于正常状态中。因此，可以判断气体压力的状态，而不使健全性诊断设备复杂，这是因为气体压力判断基于油压的降低状态进行判断。优选地，所述气体压力判断单元在停止向用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动装置、用于制动转子的旋转轴的主轴制动器和所述斜度控制单元的油致动器供应所述油压的条件下判断所述气体压力的健全性。因此，在至用于制动偏航旋转的偏航制动装置、主轴制动装置和斜度控制单元的斜度驱动缸的油压供应被停止的相同的条件下，响应于油返回到油箱，油压的降低状态被判断，因此气体压力判断单元可以更精确地判断由气室的气体压力的泄漏所导致的蓄压器的聚积性能的劣化。所述斜度移动判断单元可以基于在所述油泵被停止后所述叶片通过所述蓄压器的被聚积的压力从完全打开的状态移动到完全关闭的状态时的移动时间，来判断所述斜度控制单元的斜度移动的健全性。具体地，如果叶片朝向关闭方向的倾斜角的改变量未达到超过阈值角度，例如在油泵停止之后10秒时，那么斜度移动判断单元可以判断叶片的移动处于异常状态中。只有当蓄压器的气室的气体压力被判断是在正常状态时才执行斜度移动判断，因此仅叶片的斜度移动的健全性(即仅叶片的机械固定)可以被精确地判断。优选地，当所述斜度移动判断单元判断所述斜度移动的健全性时，所述叶片的每一旋转表面被设置成与所述风平行，且用于制动所述吊舱的偏航移动的偏航制动器和用于制动所述转子的旋转轴的主轴制动器被启动。因此，叶片的每一旋转表面被放置成与风平行，使得叶片可以避开风，且进一步地偏航制动装置和主轴制动装置被启动。从而，风对叶片的斜度移动的影响和对转子的旋转的影响被尽可能地降低，因此可以实现斜度移动的精确判断。
第二发明是一种用于风力涡轮发电机的健全性诊断方法，所述风力涡轮发电机包括具有油致动器的斜度控制单元和用于给所述斜度控制单元的所述油致动器供应操作油的油供应装置，所述方法包括每隔预定的周期或当操作启动开关时判断启动所述气体压力判断单元的启动条件的启动判断步骤；如果在所述启动判断步骤中启动了所述健全性的诊断，判断蓄压器的气室的所述气体压力的健全性的气体压力判断步骤，所述蓄压器设置在所述压力供应装置的油路中并具有用于聚积由所述油供应装置的油泵产生的所述压力的气室；如果在所述气体压力判断步骤中判断所述气体压力是健全的，根据聚积在所述蓄压器中的加压的操作油来判断所述斜度控制单元的斜度移动的健全性的斜度移动判断步骤。根据第二发明，每隔预定的周期或当启动开关被操作时判断启动气体压力判断单元的启动条件。如果气体压力通过气体压力判断单元被判断是正常的，那么在气体压力判断步骤中执行叶片的斜度移动是否正常地移动的斜度移动判断。因此例如在强风下电力故障的情形中，需要使叶片顺桨，以避免叶片比所允许的速度高的速度旋转，即当因为作为油压源的油泵不能被驱动时，蓄压器中的气体压力被用于使叶片顺桨时，叶片可以利用蓄压器中的气体压力正常地被顺桨，由此在紧急状况中功能的可靠性可以被改善。优选地，在气体压力判断步骤中，至用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动装置、用于制动转子的旋转轴的主轴制动器和所述斜度控制单元的油缸的油供应被阻止，之后所述油泵被停止并且基于从油泵被停止的时间点至油压降低至预定压力的时间点的时间周期来判断所述气室的健全性。因此，基于在停止油泵之后的时间周期判断气体压力的健全性，因此蓄压器中的气体压力的泄漏被精确地判断。另外地，在至制动装置和斜度控制单元的斜度驱动缸的油压的供应被停止的相同的条件下可以响应于返回至油箱的油判断油压的降低状态，因此气体压力判断单元可以更精确地判断由气室的气体压力的泄漏导致的蓄压器的聚积性能的劣化。优选地，在气体压力判断步骤中，至用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动装置、用于制动转子的旋转轴的主轴制动器和所述斜度控制单元的所述油缸的油供应被阻止，之后所述油泵被停止并基于在所述油泵被停止后经过预定时间周期时的油压值来判断所述气室的健全性。在这样的情况下，例如如果在停止泵之后的120秒时由设置在靠近蓄压器的油通路中的油压力传感器所检测到的压力值被降低低于阈值压力，那么气体压力判断单元判断由油返回到操作油箱所导致的油压的降低率很大，因此蓄压器的聚积功能不处于正常状态中。因此，可以判断气体压力的状态，而无需使健全性诊断设备复杂化，这是因为气体压力判断基于油压的降低状态进行判断。优选地，在斜度移动判断步骤中，所述叶片的每个旋转表面被设置成与所述风平行，从而使得所述叶片能够避开所述风，用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动器和用于制动转子的旋转轴的主轴致动器被启动，和使得所述叶片通过所述油泵的所述油压被移动至 它的完全打开位置，之后，当所述泵被停止且所述叶片通过聚积在所述蓄压器中的所述油压被移动至它的完全关闭位置时，基于所述叶片从所述完全打开位置移动至所述完全关闭位置的时间周期来判断所述斜度移动的健全性。因此，叶片的每一旋转表面被设置成与风平行，使得叶片可以避开风，且另外地用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动器和用于制动旋转轴的王轴制动器被启动，通过油栗的油压使叶片改变成它的完全打开位置，之后当泵被停止且叶片通过聚积在蓄压器中的油压被改变成它的完全关闭位置时，基于叶片从完全打开位置改变成完全关闭位置的时间周期来判断斜度移动的健全性，从而风对叶片的斜度移动的影响和对转子的旋转的影响被尽可能最大地降低，因此叶片的斜度移动的精确的健全性(即仅叶片的机械固定)可以在斜度移动判断步骤中被判断。本发明的技术效果根据本发明，当蓄压器被设置作为油压供应装置的油通路中的联锁机构(安全配置)时，蓄压器的健全性和叶片的斜度移动的健全性被诊断。因此，斜度关闭功能可以在紧急状况中通过蓄压器中的气体压力正常地工作，从而在紧急状况中斜度关闭控制不能正常地工作的风险被减少。从而风力涡轮发电机的操作的可靠性可以被改善。
图I是示出根据本发明实施例的风力涡轮发电机的整体构造的例子的视图。图2是不出设置在吊舱内的传动系统和发电机的剖面图。图3是示出油压供应装置的整体构造的视图。图4是图3的X部分的放大图。图5是示出控制装置的整体构造的方框图。图6是示出对健全性诊断设备的控制的流程图。图7是示出蓄压器气体压力判断的过程的流程图。图8是示出斜度移动判断的过程的流程图。图9是示出在斜度移动判断中的判断阈值的图表。图10是示出现有技术的视图。
具体实施例方式现在将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。然而，意图是除非特别地指出，尺寸、材料、形状、其相对的位置等应当被解释为仅是说明性的不是对本发明的范围的限制。首先，将对风力涡轮发电机的例子进行描述，之后将详细地描述根据本发明的健全性诊断设备。(整体构造)图I是示出根据本实施例的风力涡轮发电机的整体构造的示例的视图。如图I所示，风力涡轮发电机I主要包括设置位于基座B上的塔2、设置在塔2的上端上的吊舱4、设置在吊舱4上的转子头6以及连接至转子头6的多个叶片5。 如图I所示，塔2具有从基座B向上延伸的柱状形状。例如，塔2可以由单个柱状 的构件制成或由在直立方向上对准的且彼此连接的多个单元制成。如果塔2由多个单元制成，那么吊舱4被设置在位于塔2的顶部上的单元上。吊舱4支撑转子头6且容纳传动系统10和发电机18等。图2是示出吊舱4的内部的细节的透视图。如图2所示,传动系统10包括连接到转子头6的转子毂6A的主轴12、连接至主轴12的增速齿轮14以及用于连接增速齿轮14至发电机18的联接器16。主轴12连接至转子头6的转子毂6A且通过主轴承11可旋转地支撑至壳体侧，使得主轴12可以与叶片8 一起旋转。主轴承11的上部包括润滑油供应端口(未示出)。增速齿轮14设置在主轴12和联结器16之间，且增加来自转子头6侧的转速输入用于输出至联结器16。增速齿轮14不限于特定类型的机构，而是例如可以由行星齿轮型机构和正齿轮型机构的组合构成(它们都没有被示出)。例如，增速齿轮14将通过主轴12来自转子头6的约20rpm转速增加到约1800rpm转速,之后通过联接器16输出至发电机18。联接器16是用于连接增速齿轮14的最终的输出轴和发电机18的输入轴。例如，可挠曲的联接器或转动式联接器可以被用作联接器16，由此联接器16可以缓冲增速齿轮14的最终的输出轴和发电机18的输入轴之间的不对准。联接器16配备有包括制动盘19A和制动垫19B的主轴制动装置19。可以通过推动制动垫19B抵靠到制动盘19A的表面和背面以便制动垫19B收紧制动盘，所述制动装置19可以制动联接器16。替代地，制动装置19可以包括弹簧(未示出)和致动器(未示出)，弹簧通常用于迫使制动垫19B被推动至制动盘19A上，当风力涡轮发电机I处于正常操作时，致动器用于克服弹力从制动盘19A释放制动垫。通常地，当制动器应用到风力涡轮发电机时，通过随后提及的斜度控制进行的制动是主制动，而通过主轴制动装置19进行的制动是辅助性的。也就是，当旋转轴被停止用于确保风力发电机的保养中或在强风下的安全性时，首先通过斜度控制使得叶片8具有减少旋转轴的转速的特征，之后通过主轴制动装置19施加制动，用于完全地停止旋转轴。用于沿偏航方向旋转吊舱4的吊舱旋转机构20被设置在吊舱4的下部分上。如图2所示，吊舱旋转机构20例如包括偏航电机22、由偏航电机22的驱动而旋转的小齿轮24、与小齿轮24啮合的内齿轮26。因此，如果偏航电机22被驱动，那么小齿轮24被旋转，使得吊舱4可以沿偏航方向旋转。如图I和图2所示，转子头6可旋转地支撑在吊舱4上，所述吊舱具有在水平方向上大致地延伸的旋转轴线，且包括配备有叶片8的转子毂6和用于覆盖所述转子毂6A的头壳6B0转子毂6A配备有用于围绕其轴线(由图4中的箭头所表示的方向)旋转叶片8的斜度控制单元30，以便改变叶片8的倾斜角。通过供应油压至斜度驱动缸33和排空来自其的油压，来控制斜度控制单元30，所述斜度驱动缸用作本发明的油致动器；斜度驱动缸33与叶片8经由连杆机构35相互连接，以便控制叶片的倾斜角。(油压供应装置)接下来，将描述风力涡轮发电机I的油压供应装置40。在图3中，油泵41从操作油箱43供给操作油。油泵41由电机45驱动。通过调节阀47调节加压的油，且被调节的油在被供给的同时聚积在蓄压器49中。蓄压器49包括装满预定压力的气体(例如氮气)的气室51和通过隔板与气室51隔离开的且存储操作油的油室53。因此，响应于油室53中的压力的改变，气室51膨胀或收缩。在图4中显示出蓄压器49的X部分的放大图。
当泵在一些紧急状况中由于电力故障而停止时，蓄压器49可以临时供应操作油至每一个装置，作为紧急措施。因此，蓄压器49被设置靠近油泵41的下游侧。通过油泵供给的操作油在支管部分P1、P2、P3处被分支，用于供应给每一供应管55、57、59。供应管55连接到组成主轴制动装置19的制动单元61上，由此油压被供应至制动单元61，使得制动垫19B被推动抵靠制动盘19A的表面和背面，以制动联接器16。主轴制动控制阀63设置在供应管55中。主轴制动控制阀63控制制动单元61的油压的供应和释放。当油压被释放时，操作油经由被连接到主轴制动控制阀63的返回管返回到油箱43。供应管65a和回油管65b分别地连接到斜度驱动缸33，供应管65a和回油管65b连接到斜度控制阀67。因此，当为了选择性地将操作油从供应管69供应至供油管65a或回油管65b中的任一个而驱动斜度控制阀67时，斜度驱动缸33被驱动用于改变叶片8的倾斜角。供应管57被分支且每一支管连接到偏航制动装置29。偏航制动控制阀71设置在供应管57中用于控制对偏航制动装置29的操作油的供应，由此由偏航制动装置29施加的制动被选择性地启动或释放。当偏航制动器29被释放时，操作油经由返回管返回到操作油箱 022。进一步地，风力涡轮发电机I包括当油泵由于电力故障等停止时而工作的紧急控制阀73 (第一紧急阀73a、第二紧急阀73b)等。例如，需要使叶片8顺桨以避免叶片在如此强的风和电力故障的情形下以比所允许的速度高的速度旋转。在此情况下，需要利用蓄压器49的气体压力使叶片8顺桨，这是因为作为油压源的油泵41处于故障中。如图3所示，当未通电时，第一紧急阀73a和第二紧急阀73b被配置成打开，和当未通电时斜度控制阀67被配置成保持其空档位置。因此，在这种紧急情况中，操作油通过第一紧急阀73a和第二紧急阀73b被供应至油室33a，且油室33b中的操作油被排空，由此叶片8被切换到上述顺桨状态。(控制装置)如图5所示，风力涡轮发电机I被设置有控制装置75，其包括用于控制主轴制动控制阀63、斜度控制阀67、偏航制动控制阀71和紧急阀73 (73a、73b)的控制阀控制设备77，和用于诊断蓄压器49的气室51的气体压力状态的健全性和叶片8的斜度移动的健全性的健全性诊断设备79。健全性诊断设备79包括用于判断蓄压器49的气室51的气体压力的健全性的气体压力判断单元81 ;斜度移动判断单元83，该斜度移动判断单元83当气体压力判断单元81判断气体压力是健全时，判断斜度驱动缸33是否由储存在蓄压器49中的加压的操作油执行正确的斜度移动的健全性。健全性诊断设备79还包括用于判断气体压力判断单元81是否应该被启动的启动判断单元85。在启动判断单元81中，当过去预定的时期(例如每24小时)或当启动开关86被操作者启动时,每次设定用于启动气体压力判断单元的启动标记。来自倾斜角检测传感器87和设置在蓄压器49和支管部分Pl之间的油通路中的油压传感器44的信号被输入到健全性诊断设备79，用于气体压力判断单元81和斜度移动 判断单元83。来自转子旋转传感器89的转速信号和来自风速传感器90的风速信号被进一步输入至健全性诊断设备79。参照图6中示出的流程图，基于控制设备75和油压供应装置40对健全性诊断设备79的控制进行描述。图6的流程图示出了健全性诊断设备79的整个流程。当在步骤SI中启动对健全性诊断设备79的控制时，首先在步骤S2中启动判断单元85判断用于蓄压器49的气室51中的气体压力的启动判断的蓄压器气体压力判断标记是否被设定。如图7所示，每24小时自动地设定蓄压器气体压力判断标记(Sll)，或由操作者基于启动开关86的启动操作信号手动地设定(S12)。如果蓄压器气体压力判断标记被判断为被设定(S13)，那么启动判断单元85判断在步骤S3中诊断启动条件是否被满足。如图7所示，诊断启动条件包括例如风力涡轮发电机I的启动正在被禁止(S14)、主轴制动装置19处于关闭状态中(S15)、偏航制动装置处于关闭状态中(S16)、叶片8被停止且倾斜角(pitch angle)是真实的角度(S17)，或者由于风速在3.5米/秒或以下发电机处于备用模式等。如果所有的这些条件被满足，那么启动判断单元85判断诊断启动条件被满足，用于在步骤S4中执行蓄压器气体压力判断。在油泵41被停止以后(S19)，蓄压器49的气体压力判断被执行(S20)。例如，如果由设置在蓄压器49附近的油通路中的油压传感器88检测的压力值在停止泵41以后120秒时降低至阈值压力或以下，那么气体压力判断单元81判断由油返回到操作油箱43所导致的油压降低率很大，因此判断蓄压器49的聚积功能没有处于正常状态中。之后，气体压力判断单元81警报异常状态(S21)。替代地，如果从油泵41被停止时的时间点到检测的油压值降低至预定压力时的时间点的时间周期比阈值时间长，那么气体压力判断81可以判断蓄压器处于正常状态中。因此，蓄压器49的气室51内的气体压力的健全性可以被判断而没有使健全性诊断设备复杂化，这是因为气体压力判断81基于油压降低的状态进行判断。更具体地，如图3所示，斜度控制阀67被切换至端口 A，第一紧急阀73a被启动用于切换至端口 C，第二紧急阀73b没有被启动，而设置位于端口 E，因此至操作油箱43的返回通路被形成。之后，在停止油泵41以后，蓄压器49中的加压的操作油通过斜度控制阀67的端口 A和第二紧急阀73的端口 E返回到操作油箱43，因此蓄压器49和油通路中的压力降低。油压的降低状态通过油压传感器48进行检测。油压传感器88的检测值示出在蓄压器49的气室51膨胀的过程中缓慢降低且在蓄压器49的气室51完全膨胀以后急剧降低的趋势。如果气体压力由于气室49的故障泄漏，气室51的膨胀作用不足以使得油压传感器88的检测值具有提早降低的趋势。因此，通过检测油压的改变可以诊断气室51的气体压力的状态。优选地，当蓄压器49的气体压力判断被执行时，油泵41被停止且压力比风力涡轮发电机I的正常操作中的压力高。即，更高的压力使得在停止油泵41以后120秒时可以更精确地判断油压降低的状态，因此可以精确地判断蓄压器49的聚积性能的劣化。例如，如果在风力涡轮发电机I的正常操作下，控制压力是3MPa，那么将用5MPa的控制压力驱动油泵41且之后停止而通过油压传感器88判断油压降低的状态。在停止给用于制动偏航旋转的偏航制动装置29、主轴制动装置19和斜度控制单 元30的斜度驱动缸33供应油压的条件下，通过气体压力判断单元81执行气体压力的健全性的判断，从而在相同的条件下执行判断。因此，可以在判断中获得相同条件的返回油状态，使得气体压力判断单元81可以更精确地判断由气室51的气体压力的泄漏所导致的蓄压器49的聚积性能的劣化。接下来，斜度移动判断单元83判断斜度移动判断标记是否在图6示出的流程图的步骤S5中被设定。具体地，斜度移动判断标记每7天被自动地设定或基于操作者打开启动开关86的操作信号手动地设定。如果斜度移动判断标记被判断在步骤S5中被设定，那么斜度移动判断单元83判断在步骤S6中斜度移动判断启动条件是否被满足。斜度移动判断启动条件包括例如，在步骤S2至S4中气体压力判断被完成的条件和判断的结果显示蓄压器气体压力没有降低的条件。如果斜度移动判断条件在步骤S6中被判断是满足的，那么在步骤S7中执行斜度移动判断且之后返回到步骤SI以便重复相同的过程。如上所述，步骤S2至S4是蓄压器气体压力判断步骤S9的过程，且如果步骤S9判断的结果是正常的，那么包括步骤S5至S7的斜度移动判断步骤SlO被执行。在由斜度移动判断单元83进行的斜度移动判断中，首先在步骤S32中执行偏置中断动作。偏置中断动作是使吊舱4沿偏航方向相对于风旋转约90度，换句话说，使叶片的每一旋转表面放置成与风平行。进一步地，偏航制动控制阀71和主轴制动控制阀63被控制，用于启动偏航制动装置29和主轴制动装置19。因此，吊舱4沿偏航方向相对于风被旋转约90度，以便避开风，且另外地偏航制动装置29和主轴制动装置19被启动。因此，风对叶片8的斜度运动的影响和对转子旋转的影响被尽可能地减少，因此可以实现斜度移动的精确判断。接下来，在步骤S33中，斜度打开控制被执行以通过油泵41的操作油压使叶片8旋转至其最佳的方向上的最大角度(完全打开)。在这种控制中，斜度控制阀67被切换至端口 A，第一紧急阀73a被启动以切换至端口 C，且第二紧急阀73b被启动以切换至端口 F。因此，通过油泵41的油压，驱动斜度驱动缸33至完全打开的状态。之后，停止油泵41的关闭控制在步骤S34中被执行。在关闭控制中，斜度控制阀67被切换至它的空档位置，以阻止操作油流至斜度驱动缸33，且第一紧急阀73a和第二紧急阀73b没有被启动，以分别使第一紧急阀73a位于端口 D和第二紧急阀73b位于端口 F。之后，在停止油泵41以后，蓄压器49中的加压操作油被供应至斜度驱动缸33的油室33a，同时排空油室33b的操作油，由此斜度驱动缸旋转叶片至顺桨方向(关闭方向)。因此，通过聚积在蓄压器49中的加压的操作油，处于完全打开的状态中的叶片8被旋转至顺桨方向(feather direction)。在停止油泵41以后,斜度移动判断单元83基于叶片8的关闭移动状态判断斜度移动的健全性。例如，如图9所示，斜度移动判断单元83可以在油泵41停止以后10秒钟，基于叶片8朝向关闭方向的倾斜角的改变量是否达到超过阈值角度K进行判断。斜度移动判断单元83判断如果改变量未达到阈值角度K，那么叶片8的斜度移动处于异常状态中。在这样的情形中，由线I表示的斜度移动被判断是正常的，由线L2表示的斜度移 动是异常的。替代地，可以基于在停止油泵41后叶片8旋转至顺桨状态(feather state)的时间周期(例如tl、t2)是否比阈值时间周期长进行判断。之后，如果叶片8的斜度移动在步骤S34中被判断是异常的，机械固定叶片的斜度移动的可能性很大，因此斜度移动判断单元83在步骤S35中警报异常状态。如果叶片8的斜度移动在步骤S34中被判断是正常的，那么过程在步骤S36结束。如上所述，在本发明的实施例中，虽然作为油压力供应装置40的联锁机构(安全配置)的蓄压器49设置在油压力供应装置40的油通路中，但是蓄压器49的健全性和叶片8的斜度移动的健全性被诊断。因此，由于蓄压器49的气体压力的降低或在紧急状况中斜度移动的机械固定，斜度关闭控制不能正常地工作的风险被减小，因此可以提高风力涡轮发电机I的操作的可靠性。工业应用性在本发明中，虽然作为油压供应装置的联锁机构(安全配置)的蓄压器被设置在油压供应装置的油通路中，但是蓄压器的健全性和叶片的斜度移动的健全性被诊断。因此，在紧急状况中斜度关闭功能可以通过蓄压器的气体压力正常地工作，因此斜度关闭控制在紧急状况中不能正常地工作的风险被减少。相应地，风力涡轮发电机的操作的可靠性可以被改善，因此本发明适用于风力涡轮发电机。
权利要求
1.ー种风カ涡轮发电机，所述风カ涡轮发电机包括斜度控制単元，所述斜度控制单元具有用于控制叶片的斜度的油致动器；压カ供应装置，所述压カ供应装置用于给所述油致动器供应操作油；和蓄压器，所述蓄压器设置在所述压カ供应装置的油路中并具有用于聚积由所述油泵产生的压カ的气室，所述风カ涡轮发电机包括健全性诊断装置， 其中所述诊断装置包括 气体压力判断単元，用于判断所述蓄压器的所述气室的气体压力的健全性； 斜度移动判断単元，用于在所述气体压カ判断単元判断所述气体压カ是健全的吋，通过聚积在所述蓄压器中的加压的操作油判断所述斜度控制单元的所述斜度移动的健全性； 启动判断単元，用于每隔预定的周期或当启动开关被操作时判断启动所述气体压カ判断单元的启动条件。
2.根据权利要求I所述的风カ涡轮发电机，其中所述气体压カ判断単元基于从所述油泵被停止的时间点到所述油压降低至预定压力的时间点的时间周期，来判断所述气室的气体压カ的健全性。
3.根据权利要求I所述的风カ涡轮发电机，其中所述气体压カ判断単元基于在油泵被停止之后经过预定时间周期时的所述油压值，来判断所述气室的气体压力的健全性。
4.根据权利要求I所述的风カ涡轮发电机，其中在停止向用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动装置、用于制动转子的旋转轴的主轴制动器和所述斜度控制单元的油致动器供应所述油压的条件下，执行通过所述气体压力判断单元进行的所述气体压カ的健全性的判断。
5.根据权利要求I所述的风カ涡轮发电机，其中所述斜度移动判断単元基于在所述油泵被停止后所述叶片通过所述蓄压器的被聚积的压カ从完全打开的状态移动到完全关闭的状态时的移动时间，来判断所述斜度控制单元的斜度移动的健全性。
6.根据权利要求5所述的风カ涡轮发电机，其中当所述斜度移动判断単元判断所述斜度移动的健全性时，所述叶片的每个旋转表面被设置成与所述风平行，且用于制动所述吊舱的偏航移动的偏航制动器和用于制动所述旋转轴的主轴制动器被启动。
7.一种用于风カ涡轮发电机的健全性诊断方法，所述风カ涡轮发电机包括具有油致动器的斜度控制単元和用于给所述斜度控制单元的所述油致动器供应操作油的油供应装置，所述方法包括 每隔预定的周期或当操作启动开关时判断启动所述气体压カ判断単元的启动条件的启动判断步骤； 如果在所述启动判断步骤中启动了所述健全性的诊断，判断蓄压器的气室的所述气体压カ的健全性的气体压力判断步骤，所述蓄压器设置在所述压カ供应装置的油路中并具有用于聚积由所述油供应装置的油泵产生的所述压カ的气室； 如果在所述气体压カ判断步骤中判断所述气体压カ是健全的，根据聚积在所述蓄压器中的加压的操作油来判断所述斜度控制单元的斜度移动的健全性的斜度移动判断步骤。
8.根据权利要求7所述的用于风カ涡轮发电机的健全性诊断方法，其中，在气体压力判断步骤中，至用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动装置、用于制动转子的旋转轴的主轴制动器和所述斜度控制单元的油缸的油供应被阻止，之后所述油泵被停止并且基于从油泵被停止的时间点至油压降低至预定压力的时间点的时间周期来判断所述气室的健全性。
9.根据权利要求7所述的用于风カ涡轮发电机的健全性诊断方法，其中，在气体压力判断步骤中，至用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动装置、用于制动转子的旋转轴的主轴制动器和所述斜度控制单元的所述油缸的油供应被阻止，之后所述油泵被停止并基于在所述油泵被停止后经过预定时间周期时的油压值来判断所述气室的健全性。
10.根据权利要求7所述的用于风カ涡轮发电机的健全性诊断方法，其中，在斜度移动判断步骤中，所述叶片的每个旋转表面被设置成与所述风平行，从而使得所述叶片能够避开所述风，用于制动吊舱的偏航移动的偏航制动器和用于制动转子的旋转轴的主轴致动器被启动，和使得所述叶片通过所述油泵的所述油压被移动至它的完全打开位置，之后，当所述泵被停止且所述叶片通过聚积在所述蓄压器中的所述油压被移动至它的完全关闭位置时，基于所述叶片从所述完全打开位置移动至所述完全关闭位置的时间周期来判断所述斜度移动的健全性。
全文摘要
本发明提供了一种风力涡轮发电机以及其的诊断方法，其诊断设置在油压供应装置的油通路中的蓄压器的健全性，该蓄压器用作油压供应装置的联锁机构(安全配置)，且叶片的斜度移动的健全性被诊断，使得在紧急状况中斜度控制可以通过蓄压器中的气体压力正常地工作，由此在紧急状况中不能采取措施的风险被减少，因此风力涡轮发电机的操作的可靠性可以被改进。本发明包括蓄压器(49)，所述蓄压器(49)设置在压力供应装置(40)的油路中且具有用于存储由油泵(41)产生的压力的气室；气体压力判断单元(81)，所述气体压力判断单元(81)用于判断蓄压器的气室的气体压力的健全性；斜度移动判断单元(83)，所述斜度移动判断单元(83)用于判断如果气体压力判断单元判断气体压力是健全的，那么斜度移动是否通过聚积在蓄压器中的油压被健全性地执行；启动判断单元(85)，所述启动判断单元(85)用于每隔预定的周期或当操作启动开关时判断启动气体压力判断单元(81)的启动条件。
文档编号F03D7/04GK102695874SQ20108000071
公开日2012年9月26日 申请日期2010年2月22日 优先权日2010年2月22日
发明者南亨, 土井秀人, 弥富裕治 申请人:三菱重工业株式会社