流体系统、风力涡轮机传动系和促动机械构件的方法

专利名称：流体系统、风力涡轮机传动系和促动机械构件的方法
技术领域：
本文公开了一种可用泵送模式和促动模式工作的流体系
统。此外，本文公开了一种在风力涡轮机中使用的传动系以及一种用于促动机械构件的方法，其中，该传动系具有可用润滑模式和促动模式工作的润滑系统。

发明内容
提供了 一种用于风力涡轮机的流体系统，其包括联接到机械构件上的第一类型的第一泵，以及与第一泵流体连通的第二类型的第二泵。根据第一实施例，该流体系统适于以泵送模式和促动模式工作。在泵送模式中，至少第一泵供送流体经过流体系统。在促动模式中，第二泵供送流体经过流体系统，且第一泵从流体流中获取能量。此外，提供了一种传动系，其包括润滑系统以及带有待润滑的工作零件(serviced part)的至少一个构件。才艮据另一个实施例，润滑系统适于以第一润滑模式和促动模式工作。在第一润滑模式中，机械泵由传动系促动并将润滑剂供送给工作零件。在促动模式中，工作零件被绕过，并且电动泵促动机械泵，而机械泵促动传动系。此外，提供了一种风力涡轮机，其包括具有润滑系统的传动系。传动系还包括具有至少一个转子叶片的转子、传动轴、具有工作零件的齿轮箱，以及包括发电机转子的发电机。润滑系统包括电动泵，以及联接到传动系上的机械泵。才艮据又一个实施例，润滑系统适于以第一润滑模式和促动模式工作。在第一润滑模式中，机械泵由传动系促动，且将润滑剂供送给齿轮箱的工作零件。在促动模式中，齿轮箱的工作零件被绕过，并且电动泵促动机械泵，致使电动泵使传动系旋转。此外，提供了 一种用于促动具有润滑系统的机械构件的方 法。润滑系统包括联接到机械构件上的第一类型的第一泵。润滑系统 还包括第二类型的第二泵。根据再一个实施例，用于促动机械构件的 方法包括建立经过润滑系统的流动通i 各，以及泵送润滑剂经过该流动 通路，使得第二泵促动第一泵，而第一泵促动机械构件。通过从属权利要求、说明书以及附图，本发明的其它实施 例、优点和特征将更为明显。


在本说明书余下部分中，包括参照附图，对于本领域的普 通技术人员而言更为详细地阐明了包括其最佳方式的实施例的完整 且能够实现的公开内容，在附图中图1示出了根据多个实施例的风力涡轮机的侧视图。
图2示出了才艮据又一实施例的流体系统的方案。 [OOIO]图3示出了才艮据一个实施例的润滑系统的方案。
图4示出了本技术的多个实施例可适用的润滑系统的方案。
图5示出了根据又一个实施例的润滑系统的方案。
图6示出了根据多个实施例的用于促动传动系的方法的流 程图。图7示出了根据另一个实施例的用于促动传动系的方法的 流程图。图8示出了根据又一个实施例的用于促动传动系的方法的 流程图。图9示出了才艮据再一个实施例的用于促动传动系的方法的 流程图。为清楚起见，如果没有另外指出，则在不同的附图和图表 中，相同的元件或制造步骤由相同的参考标号标示。零件清单
1第一泵、连接到传动系上的机械泵 2第二泵、电动泵 3管路系统
4，41曙48阀
5(齿轮箱的)工作零件
6压力控制阀
60过压阀
7传动轴、低速轴
7a高速轴
8制动器
9发电机
10转子(浆毂)
11转子叶片
15轴
50齿轮箱
70主控制器
80机舱
90塔架
IOO，IOI润滑系统 150传动系 200风力涡轮机
具体实施例方式现在详细参看本文的各个实施例，附图中示出了实施例的 一个或多个实例。所提供的各实例作为对本文的说明而并非旨在进行 限制。例如，示出或描述为一个实施例的一部分的特征可用于其它实 施例或结合其它实施例使用，以产生又一个实施例。文中意图包括这样的修改和变化。图1示出了水平轴式风力涡轮—几的示意性侧—见图。风力涡 轮机200包括塔架90,在其顶端安装有机器机艙80。承载一个或多 个转子叶片11的转子或浆毂10安装到机器机抢80的横向端。转子 叶片ll通常可由倾斜驱动装置(未示出)进行调整，倾斜驱动装置通常 容纳在浆毂10内。在本申请的上下文中，用语"风力涡轮机"是指将风 的动能转换成机械能的机器。通常，机械能进一步转换成电能，以供 送到公用电网中。机抢80通常收容偏航马达(未示出)、涡轮控制器70 和旋转的传动系150。通常，涡轮控制器70用作中央控制系统，其通 过专用硬件构件来控制风力设备，专用硬件构件例如举例来说为单点 状态(SPS)控制器，以及总线连接件如以太网LAN、控制器区域网(CAN) 总线等。通常，涡轮控制器70用作监控风力涡轮机200运行的主控 制器。这由涡轮控制器与传动系150之间的箭头标示，且可包括控制 风力涡轮机200的其它控制器；与其它风力涡轮^U和/或风场管理系统 进行通信，以及误差处理和操作优化。在本申请的上下文中，用语"控 制"还包括调节式控制如反馈回路调节。风力涡轮机200的传动系150通常包括用以传递转子10的 机械能和用以将转子10的机械能转换成电能的所有构件，包括转子 10和具有发电机转子的主发电机9，在能量转换期间，发电机转子机 械地连接到转子10上。通常，同步发电机或异步发电机用作主发电 机9，以将机械能转换成电能。图1中所示的旋转传动系组件150还 包括用于将传动轴或低速轴7的转速转换成高速轴7a的更高速度值的 齿轮箱50，传动轴或低速轴7通常联接到转子10上。高速轴7a通常 通过分离的联接器或离合器(未示出)而连接到主发电机9的转子上。 此外，制动器8可用于在紧急停机期间，例如在公用电网断电期间， 帮助使浆毂10减速，以及在无风、电网断电或维护期间锁定传动系。 如本说明书中所用，用语"无风"旨在描迷低风量或完全无风的无风天 气状况。在风力涡轮机200将电能供送给公用电网的风力涡轮机200正常工作期间，旋转传动系150也以正常工作才莫式工作。在正常工作
模式中，旋转传动系150将风的动能转换成转动能，将转动能传递到 主发电机9上，且在主发电机9中将转动能转换成电能。通常，期望 的是，至少齿轮箱50在风力涡轮机200和旋转传动系150的正常工 作期间是分别以油进行润滑的。因此，风力涡轮机200的旋转传动系 150通常包括润滑系统100。根据一个实施例，润滑系统100可以第一润滑模式和促动 模式工作。机械泵1通过高速轴15机械地联接到齿轮箱50上，即， 机械泵1机械地联接到传动系150上。如本说明书中所用，用语"才几械 泵"旨在描述机械地受到促动进行泵送的泵。通常，机械泵1为旋转泵， 如齿轮泵或旋转叶片泵。在第一润滑模式中，机械泵1由传动系150 促动，且经由管路系统3将润滑剂供送给齿轮箱50的工作零件。换 句话说，在第一润滑才莫式中，传动系150的一部分转动能机械地传递 到机械泵1上，以泵送润滑剂经过齿轮箱50的工作零件。因此，在 风力涡轮机200的正常工作期间，通常使用第一润滑模式。在促动模 式中，通常绕过齿轮箱部分的工作零件，且电动泵2施加压力到机械 泵1上。这样一来，机械泵l受到促动。如本说明书中所用，用语"电 动泵"旨在描述用电促动进行泵送的泵。由于机械泵1和旋转传动系 150的机械联接，故旋转传动系150也由机械泵1促动。促动旋转传 动系150通常会引起旋转传动系150的枢轴安装式零件的旋转，这些 零件如转子10、低速轴7、齿轮箱50的枢轴安装式内部零件、高速 轴7a以及主发电机9的转子。因此，在促动模式中，电能通常转换成 传动系150的旋转运动或旋转能。换句话说，润滑系统100使用电动 泵1作为用电驱动的液压泵，且在促动模式中用作传动系150的液压 转动驱动装置，使旋转传动系旋转。如本说明书中所用，用语"使传动 系旋转"和"使旋转传动系旋转"旨在描述用于转换和/或传递能量或动 力的传动系的至少一个枢轴安装式零件围绕其各自的旋转轴线旋转。 在风力涡轮机的正常工作期间，用于传递机械能以及将机械能转换成电能的传动系的所有枢轴安装式零件通常围绕其各自的旋转轴线旋 转。同样，如本说明书中所用，用语"传动系的旋转角"和"传动系的旋 转位置"旨在描述围绕枢轴安装式零件的各自旋转轴线的角度，该枢轴 安装式零件用于转换和/或传递传动系中的能量或动力。此外，如本说 明书中所用，用语"传动系的转速"旨在描述传动系的枢轴安装式零件
围绕各自的旋转轴线的角速度。通常，主控制器70可确定枢轴安装 式零件与一个枢轴安装式零件的相应值不同的旋转角和转速。例如，
在正常工作期间，转子10和低速轴7的转速与发电机转子和高速轴
7a的转速之间的比由齿轮比给定。在风力涡4仑机200的正常工作期间，可使用润滑系统100 的促动模式，例如用于在负向的阵风期间对传动系150进行暂时地支 承。在这种情况下，润滑系统IOO施加转矩到传动系150上，以稳定 传动系150的转速。此外，如果风力涡轮机200并未将电能供送到公 用电网中，例如在无风期间，则可使用促动模式。在无风期间，可使 用促动模式，以至少暂时地緩慢旋转风力涡轮机200的传动系150的 枢轴安装式零件。这样一来，可避免传动系的长时间停机和造成停机 破坏，如因停机而在传动系的活动零件之间的承载面上产生疤痕。通 常，承载重型转子叶片U的转子IO，尤其是转子10的轴承，比传动 系150的其它构件更易受到停机破坏。因此，通常期望的是，在无风 期间，至少不时地使转子IO緩慢旋转。另一方面，传动系150的促 动伴随有能量消耗。齿轮箱50与发电机转子之间的离合器可在促动 传动系150期间至少不时地脱开。在这种情况下，主发电机9的转子 在促动模式中并未受到促动，这在无风期间节省了能量。通常，机械泵1经由另一高速轴15联接到齿轮箱50上。 作为备选和/或此外，另 一齿轮箱可用于机械地联接泵1和传动轴7。 相比在机械泵1与传动轴7之间的直接联接，经由齿轮箱的逐步增加 式(stepped-up)联接所具有的优点在于，其容许在第一润滑模式中因泵 送循环更短而更为平稳地进行泵送。此外，如果使用齿轮箱，则在促动模式中，改变传动系150的运动所需的转矩更小。在第一润滑模式期间，电动泵2通常与机械泵1并行地工 作，即两个泵均供送润滑剂经过齿轮箱50的工作零件。作为备选或此外，润滑系统100可用于润滑马达，例如， 偏航驱动装置，主发电机9、转子轴承、离合器，或传动系150的传 动轴7。 i根据又一个实施例，润滑系统IOO包括阀(未示出)，其用于 使润滑系统100在促动模式与第 一润滑模式和第二润滑模式中的 一者 之间进行切换。参照图2至图4，对此进行更为详细地描述。上述实施例与机舱80的定向无关，且因而还可用于竖轴式 风力涡轮机的传动系。图2示出了流体系统100的一些实施例，该流体系统100 例如可用作风力涡轮机200的传动系150的润滑系统100。流体系统 100包括第一类型的第一泵1和第二类型的第二泵2。第一泵1和第 二泵2经由管路系统3彼此流体连通。此外，第一泵1机械地联接到
械能的机械机构。在有些方面，机械构件为传动系，例如，如图1中 所示的风力涡轮机200的旋转传动系150。在图2的实例中，第一泵 l通常为机械泵，其经由传动轴15联接到机械构件上，且由机械构件 促动以便泵送流体经过流体系统100。此外，第二泵2通常为电动泵 或燃料驱动泵。第一泵1和第二泵2通常均与待润滑的工作零件5流 体连通，并且可使用阀4来关闭通向工作零件5的流体流。在一些方 面，工作零件5属于传动系如齿轮箱50的构件。
根据实施例，流体系统100可以泵送^f莫式和促动模式工作。 在泵送模式中，阀4为开启的，且第一泵1经由传动轴15由机械构 件进行促动。在泵送模式中，第一泵1和第二泵2并行地供送流体经 过流体系统。对应的流体流在图2中由靠近管路系统3的虚线箭头标 示。通常，流体系统100为封闭的流体系统，其在泵送才莫式中 用作机械构件如传动系的循环润滑系统和/或循环冷却系统和/或循环 力口热系统。流体通常为润滑剂如油，或冷却流体或加热流体如气体、 水或油。如果流体为润滑剂，则泵送模式还视作为润滑模式或第一润 滑模式。在这种情况下，封闭的流体系统IOO例如可用作循环润滑系 统，用于如参照图1所述的风力涡轮机200的传动系150。然而，流体系统100还可为开放的流体系统。例如，在泵 送模式中，第一泵1和第二泵2的流体输入和工作零件5的流体输出 可能并未如图2中所示彼此相连，而是连接到贮器上。在泵送模式中， 开放的流体系统100例如可用作将冷却流体如空气或水泵送至工作零 件5的冷却系统。在促动模式中，阀4为闭合的，且第二泵2施加压力到第 一泵1上并供送流体经过流体系统100。对应的流体流在图2中由实 线箭头标示。如果第二泵2可朝两个方向泵送，则流向还可为反向的。 在促动模式中，第一泵1从流体系统100的流体流中获取能量。因此， 第一泵1与机械构件之间的动力流在促动模式中为反向的，其中，该 机械构件通常由传动轴15联接到第一泵1上。因此，促动模式可用 于促动机械构件。换句话说，在泵送模式中，流体系统100经由传动 轴15由机械构件进行促动，而在促动模式中，流体系统100经由传 动轴15促动机械构件。在一些方面，在促动模式中，第一泵1用作 使传动轴15旋转的涡轮。如可从图2中进一步认识到，工作零件5通常由于阀4闭 合而在促动中被绕过。绕过工作零件5会减小流体系统100的流体动力摩擦。通常，这会减小流体系统100的功率消耗和第二泵2所需的
额定功率。出于安全原因，图2的流体系统IOO还包括两个过压阀6, 用于在泵送模式期间保护第一泵1和第二泵2。参照图3，论述了属于具有润滑系统101的传动系的数个实 施例。传动系包括诸如齿轮箱的构件，其具有待润滑的工作零件5。 润滑系统IOI包括管路系统3、三个阀41,43和44、电动泵2，以及 机械地联接到传动系如齿轮箱上的机械泵1。根据实施例，润滑系统可以第 一润滑模式和促动模式工作。 在第一润滑模式中，阀41和44为开启的，且机械泵l由传动系进行 促动。因此，机械泵将润滑剂供送至工作零件5。如果在第一润滑模 式中，电动泵2与机械泵1并行地将润滑剂供送至工作零件5，则阀 43为开启的。如果电动泵2在此才莫式下并未工作，则阀43通常是闭 合的。在促动模式中，阀43为开启的，工作零件因阀41闭合而被绕 开，并且电动泵2促动机械泵1。在第一润滑模式和促动模式中，在 阀43开启的润滑系统101中的流体流分别以虚线箭头和实线箭头标 示。由于机械泵1与传动系之间的机械联接，在促动模式中，机械泵 1促动传动系。换句话说，在第一润滑模式中，传动系促动润滑系统 101，而在促动模式中，润滑系统IOI促动传动系。为了在促动模式与第一润滑模式之间切换，阀41必须进行 切换。如果在第一润滑模式期间阀43为闭合的，则其也必须开启， 以切换至促动模式。在另一实施例中，润滑系统101可以第二润滑才莫式工作， 在第二润滑模式中，只有电动泵2将润滑剂供送给工作零件5。在该 模式中，阀41和43为开启的，而阀44通常为闭合的。在这种情况 下，阀41和43必须切换，以转换至润滑系统101的促动模式。如在图2中一样，在第一润滑模式和第二润滑模式期间， 图3中的机械阀1和电动阀2通过各自的过压阀6来防止过压。才艮据另一实施例，润滑系统101还包括过压阀60,用以在润滑系统以促动 模式工作时防止机械泵l过载。
通常，在第一润滑模式、第二润滑模式和促动模式之间进 行的切换是由监控传动系和润滑系统101运行的控制器控制的。例如， 图3中的润滑系统101可用作图1中的风力涡轮机200的润滑系统 100。在这种情况下，机械泵1通常联接到风力涡轮机200的齿轮箱 50上，且将润滑剂供送给齿轮箱50的工作零件5。根据风力涡轮机 200的状态，涡轮控制器70通常发出指令，以引起在润滑系统100的 模式之间进行切换。例如，如果风力涡轮机200处于正常工作状态， 风力涡轮机200将电能供送到公用电网中，则润滑系统IOO通常处于 第一润滑模式和第二润滑模式中的一种。在检测到风力过低之后，例 如，在无风期间转子速度过低或风速过低，则涡轮控制器70通常将 至少不时地将润滑系统100切换至促动模式。涡轮控制器70还可不 时地切断润滑系统，以最大限度地减小能量消耗。
参照图4，将论述其它方面。图4中所示的润滑系统101 类似于图3中的润滑系统。图4中的润滑系统101还可以润滑;漠式工 作，在润滑模式中，电动泵2和由传动系促动的机械泵1并行地将润 滑剂供送给工作零件5。在润滑系统101的促动模式中，工作零件被 绕过，且电动泵2促动用作涡轮的机械泵1。然而，图4中的工作零 件5必须有流体输入。因此，两个附加阀42和45通常用于在润滑模 式与促动模式之间切换。在润滑模式中，除阀45外的所有阀均为开 启的。阀41,42和45进行切换，以转换至促动^ft式。代替图4中所示 的分开的阀41,42和45，具有4个流体端口的可切换式分配组块4可 用来在两种模式之间切换。
参照图5，将论述又一方面。图5中所示的润滑系统101 类似于图4中的润滑系统。图5中的润滑系统101可以润滑模式和促 动模式工作。在润滑模式中，电动泵2和由传动系促动的机械泵1并 行地将润滑剂供送给传动系的工作零件5。在该模式中，阀41,42,43和44为开启的，而阀45,46,47和48为闭合的。在促动模式中，工作 零件5被绕过，并且电动泵2促动机械泵1。在该模式中，机械泵1 用作涡轮，其使机械联接的传动系的至少一个枢轴安装式零件旋转。 即使电动泵1只可朝一个方向进行泵送，也可在促动模式中对流向进 行选择。这样一来，可分别选择和改变传动系的旋转方向。在促动模 式中，阀41,42,43和44为闭合的。如果在该才莫式中，阀45和46为 开启的，而阀47和48为闭合的，则经过润滑系统101的流体流沿着 虚线箭头。如果阀45和46为闭合的，而阀47和48为开启的，则在 促动模式中流体流为反向的。
参照图6，将论述通过如图2中所示的流体系统100来促动 ^U成构件的数个实施例。相应而言，流体系统100包括与第一泵1流 体连通的第二泵2，第一泵1经由传动轴15联接到机械构件上。用于 促动机械构件的方法1000包括建立经过流体系统100的流动通路的 第一步骤1100，以及泵送流体经过流动通路使得第二泵2促动第一泵 1的第二步骤1200。由于在传动轴15与第一泵1之间的机械联接， 故在第二步骤1200期间，由第二泵2促动的第一泵1经由传动轴15 促动机械构件。通常，第一泵l为机械泵，而第二泵2为电动泵。在 这种情况下，在促动^^莫式中，电动泵2用作电力驱动的液压泵，且机 械泵1将流体运动转换成传动轴15的运动。然而，第二泵2还可为 燃料驱动的泵。如果传动轴15连接到旋转传动系150上，或为旋转 传动系150的一部分，则第一泵1用作涡l仑，其在第二步骤1200期 间使传动系150旋转。
方法IOOO可用于通过开放的流体系统或通过封闭的流体系统来促动机械构件。通常，使用如图2中所示的封闭的流体系统100。在一个实例中，封闭的流体系统IOO还可用作冷却系统，其在泵送模 式中将冷却流体泵送给机械构件的工作零件，在泵送模式中，第一泵1由机械构件促动。在另一实例中，封闭的流体系统100还可用作润 滑系统，其在泵送模式中将润滑剂泵送给机械构件的工作零件。在又一实例中，封闭的流体系统100还可用作加热系统，其在泵送才莫式中 将加热流体泵送给机械构件的工作零件。
参照图7，将论述通过流体系统如润滑系统来促动机械构件 如传动系的数个实施例。为了简单起见，仅参照图3至图5中所示的 润滑系统101来论述如下方面。通常，它们还应用于图1中的风力涡 轮机200的传动系150和润滑系统100。此外，如下方面通常还应用 于联接到如参照图2所述的机械构件上的流体系统100。
根据实施例，用于促动传动系150的方法1001包括建立经 过润滑系统101的流动通路的第一步骤1001,以及第二步骤1200, 在第二步骤1200中，电动泵2在第一时间^通过将压力施加到机械 泵1上且泵送润滑剂经过流动通路来促动机械泵1。由电动泵2促动 且机械地联接到传动系150上的机械泵1在第一时间t,将促动转矩施 加到传动系150上。如果机械泵1联接到旋转传动系150上，则机械 泵1在促动模式中通常会使传动系150的机械联接的枢轴安装式零件 旋转。在传动系的正常工作期间，动力流可为反向的，使得在第一润 滑模式中传动系150促动润滑系统101。如果在正常工作期间促动传 动系150的运动动力失效，则润滑系统可用于緩慢地促动传动系150。 这样一来，可避免传动系150的长时间停机以及因停机引起形成疤痕。 这在无风期间对于风力涡轮机200的传动系150尤其有用。
通常，步骤1100包括切换合适数目的阀。例如，在图3中 所示的润滑系统101中，至少阀41必须进^f亍切换，以在电动泵2与 机械泵1之间建立流动通路。
第一时间t！可与运动动力失效的持续时间一样长。然而， 促动传动系需要能量，并且通常期望减少在运动动力失效期间的能量 消耗。
根据另一实施例，方法1001包括在第二时间t2停止电动泵 2以减小能量消耗的后续步骤1250。通常，步骤1100之后是如虚线 箭头标示出的步骤1200和1250的重复循环，步骤1100还可用作单独的方法，以在传动系没有运动动力期间避免传动系100的停机破坏。
如果另外期望对工作零件进行润滑，则步骤1250之后通常 为步骤1260,其确定是否必须在给定时间进行润滑。这例如可以是如 果已经过去一定时间间隔的情况。根据步骤1260,方法1001以从步 骤1200或从步骤1270,1280和1290开始的下个循环继续进行，以在 回到步骤1200之前润滑工作零件。在步骤1270中，改变润滑系统100 的流动通路，使得电动泵2可在步骤1280中将润滑剂泵送给工作零 件。通常，至少一个阀在步骤1270中进行切换，以改变流动通路。 在第三时间t3将润滑剂泵送给工作零件之后，流动通路在步骤1290 中重置到步骤1200中的状态。通常，这通过切换与在步骤1270中进 行切换的相同阀来完成。
参照图8，将论述使如图1中所示的风力涡轮机200的转子 10和/或主发电机9的转子旋转至预定旋转位置上的数个实施例。风 力涡轮机200的传动系150包括齿轮箱50，以及具有机械泵1和电动 泵2的润滑系统100，机械泵1与齿轮箱50的工作零件流体连接。此 外，机械泵1机械地联接到齿轮箱50上。
根据实施例，用于促动传动系150的方法1002包括步骤 1100，其建立经过润滑系统100的流动通路，使得齿轮箱50的工作 零件被绕过，以及在第二步骤1200中，促动机械泵1的电动泵2可 开始供送润滑剂经过流动通路。通常，步骤1100包括切换至少一个 阀。如果离合器闭合，则在步骤1200中促动机械泵1会引起转子10 和发电机转子的旋转。此外，方法1002的步骤1100和1200可作为 单独的方法，以避免无风期间传动系IOO的长时间停机。
根据另一实施例，方法1002包括另一步骤1300，在步骤 1300中，使用定位监测系统来测量转子10的角位置①，以便与预定位置①set相比较。例如，预定位置①set可对应于转子IO的适合的旋转位置，其容许接近风力涡轮机200的转子或浆毂10，例如用于在无风 期间进行维修和保养。在后续步骤1400中，确定测定的角位置O和预定位置①set之间的绝对差ld①1。如果绝对差ld①l小于阈值e ，则通 常使电动泵2停止，且在步骤170Q中使用例如自动转子锁定系统来 将转子10锁定在预定位置Oset上。锁定转子IO通常包括应用制动器 8和插入锁定小齿轮。如果绝对差ldOI大于或等于阈值s ，则通常在 步骤1500中确定测定的角位置①与预定位置Oset之间的差值符号。根 据差值符号以及测定的角位置①与预定位置Oset之间的绝对差，流向 可为反向的。流向的反向通常通过改变电动泵2的泵送方向或通过重 新构造如参照图5所述的流动通路来实现。此外，步骤1500可能在 该方法1002的步骤1100和1200之间已经执行，以减少时间和能量 的消耗。此外，如果流速高于一定阈值，则可省略流向的反向，其通 常伴随有使转子10的旋转方向反向。这避免了在高于转子IO相应的 转速极限的情况下改变转子IO的旋转方向。在步骤1500之后，如果 绝对差ld①l小于第二阅值Y ，则通常在步骤1600中降低流速。这样一来，以转子10降低的转速到达预定位置Oset。这产生必须施加的较低转矩，以对转子10进行减速或制动。通常，流速通过降低电动泵2 的泵送速度来降低。在一些方面，断开电动泵2且转子10自然地(即 因摩擦)变慢。在一定的泵送时间延迟之后，步骤1600之后是步骤 1300,其启动方法1002的另一循环。步骤1500和1600的顺序也可 为相反的。
方法1002通常在无风期间使用，以将转子10锁定在适合 的旋转位置上，该位置容许接近风力涡轮机200的转子或浆毂10。在 无风期间，可在没有手动转动活动和/或不用专用工具旋转转子10的 情况下实现接近浆毂10，例如为了维修和保养或故障检测和修理。
为了简单起见，仅参照风力涡轮机200的转子IO来论述 方法1002的步骤1300至步骤1700。然而，它们还可用于将主发电机 9的转子旋转和锁定至所限定的位置上。通常，在步骤1700中锁定主 发电机9的转子只包括应用制动器8。将主发电机9的转子旋转至预 定位置可用于在无风期间进行维修和保养。此外，通过将润滑系统100用作促动器来限定发电机转子旋转至预定位置还可在安装风力涡轮机200期间用于发电机的对齐过程。此外，可避免手动转动活动和/或^f吏用专用工具。
通常，方法1000,1001和1002是由控制器如风力涡轮机200 的涡4仑控制器70进行命令和/或监控的。在无风期间，涡4仑控制器70 通常自动地执行诸如方法1001的闭环控制，以避免形成停机破坏。 此外，涡轮控制器70可根据外部请求来将转子10锁定在预定的旋转 角度，以容许接近浆毂IO。
通常，计算机程序在风力涡轮机200的涡轮控制器70上运 行，以用于执行和/或控制方法1000,1001和1002。该程序通常包括用 于发送和接收数据，以及发送指令给传动系150和润滑系统101的硬 件的计算机代码。计算机程序还包括用于建立经过润滑系统101的流 动通路以及用于泵送润滑剂经过该流动通路的计算机代码，以便在促 动模式中使得电动泵2促动机械泵1而机械泵1促动传动系150。
参照图9,将论述用于促动如图1中所示的风力涡轮机200 的传动系150的又一实施例。方法1003包括与图7中的方法1001相 同的步骤1100,1200和1250。此外，在方法1001和1003中，步骤 1100,1200和1250以相同的顺序执行，并且步骤1200和1250以循环 方式重复进行。此外，方法1003包括步骤1050,即连接外部电源如 柴油发电机来至少为控制器、电动泵2和润滑系统101的阀供电。控 制器通常控制电动泵2和润滑系统101的阀，且执行方法步骤 1100,1200和1250。因此，可在无风和外部电网断电期间促动风力涡 轮才几200的传动系150,以便避免停机破坏。此外，方法1003允许促 动风力涡轮机200的传动系150,以在组装风力涡轮机200之前(例如 在用火车将传动系150从厂家运送到风场期间)避免停机破坏。通常， 一个柴油发电机足以为多个传动系150供电。出于运输的目的，还可 人工地执行步骤1100。
本书面描述使用了实例来公开包括最佳方式的实施例，并且还使任何本领域技术人员能够制作和使用这些实施例。尽管已经描 述各种特定的实施例，但本领域的技术人员将认识到，可利用落在权 利要求的精神和范围内的修改来实施其它实施例。尤其是，上述实施 例相互间的非排它性特征可彼此结合。本专利范围由权利要求限定， 并且可包括本领域的技术人员所构思出的其它实例。如果这些其它实 例与权利要求中的书面语言并无不同，或者如果这些其它实例包括与 权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件，则将意味着这样的 实例落在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种机械构件，包括润滑系统(100，101)和至少一个构件(50)，所述构件(50)包括待润滑的工作零件(5)，所述润滑系统(100，101)包括联接到所述机械构件上的第一类型的第一泵(1)；以及第二类型的第二泵(2)；其中，所述润滑系统(100，101)适于以第一润滑模式工作，在所述第一润滑模式中，所述第一泵(1)由所述机械构件促动且将润滑剂供送给所述工作零件(5)；以及其中，所述润滑系统(100，101)还适于以促动模式工作，在所述促动模式中，所述工作零件(5)被绕过以及所述第二泵(2)促动所述第一泵(1)，其中，所述第一泵(1)促动所述机械构件。
2. 根据权利要求1所述的机械构件，其特征在于，所述第一泵为 机械泵。
3 .根据权利要求1或权利要求2所述的机械构件，其特征在于， 所述第二泵为电动泵。
4. 根据前述权利要求中任何一项所述的机械构件，其特征在于， 在所述第一润滑模式中，所述第二泵(2)与所述第一泵(1)并行地将所述 润滑剂供送给所述工作零件(5)。
5. 根据前述权利要求中任何一项所述的机械构件，其特征在于， 所述润滑系统(100,101)还适于以第二润滑才莫式工作，在所述第二润滑 模式中，只有所述第二泵(2)将所述润滑剂供送给所述工作零件(5)。
6. 根据前述权利要求中任何一项所述的机械构件，其特征在于， 所述润滑系统还包括用于使所述润滑系统在所述促动模式与所述第 一润滑模式和所述第二润滑模式中的一者之间进行切换的至少一个 阀。
7. 根据前述权利要求中任何一项所述的机械构件，其特征在于， 包括待润滑的工作零件(5)的所述至少一个构件选自由齿轮箱(50)、马达、发电机(9)、离合器、轴承和轴(7,7a)所组成的组。
8. 根据前述权利要求中任何一项所述的机械构件，其特征在于， 所述机械构件为旋转传动系(150),所述旋转传动系(150)包括联接到转 子(10)上的传动轴(7)，和/或发电机(9),和/或马达，和/或齿轮箱(50)， 以及其中，在所述促动模式中，所述第一泵(1)使所述旋转传动系(150) 旋转。
9. 根据权利要求8所述的机械构件，其特征在于，所述机械构件 还包括用于监测所述旋转传动系(150)的旋转角的定位监测系统。
10. 根据权利要求8或权利要求9所述的机械构件，其特征在于， 所述旋转传动系(150)包括含有至少一个转子叶片(11)的转子(10)、传 动轴(7),以及与所述润滑系统(100,101 )流体连通的包括待润滑的工作 零件(5)的齿轮箱(50);以及其中，所述旋转传动系(150)适于在风力涡 轮机(200)中工作，所述风力涡轮机(200)包括用于监控所述旋转传动系 (150)的主控制器(70)。
11. 一种用于促动机械构件的方法，所述机械构件包括润滑系统 (100,101)，所述润滑系统(100,101)包括第一类型的第一泵(1)和第二类 型的第二泵(2)，所述第一泵(l)联接到所述机械构件上，所述方法包括建立经过所述润滑系统(100，101)的流动通路；以及 泵送润滑剂经过所述流动通路；以便所述第二泵(2)促动所述第一泵(1)和所述第一泵(1)促动所述 机械构件。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一泵为机 械泵以及所述第二泵为电动泵，所述方法还包括将外部电源连接到所述润滑系统上以向所述电动泵供电。
13. 根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其特征在于， 所述机械构件还包括含有待润滑的工作零件(5)的至少一个构件，其 中，建立经过所述润滑系统(100,101)的流动通路的所述步骤包括绕过 所述工作零件(5)。
14. 根据权利要求11至权利要求13中任何一项所述的方法，其 特征在于，所述润滑系统(100，101)还包括至少一个阀(6),其中，建立 经过所述润滑系统(l 00,101 )的流动通^各的所述步骤包括切换所述至少 一个阀(6)。
15. 根据权利要求11至权利要求14中任何一项所述的方法，其 特征在于，所述机械构件为旋转传动系(150)，所述旋转传动系(150) 还包括用于监测所述旋转传动系(150)的旋转角的定位监测系统，所述 方法还包括测量所述旋转传动系(150)的旋转角；以及/或者 使所述旋转传动系(150)旋转至预定的旋转角。
全文摘要
本发明涉及流体系统、风力涡轮机传动系和促动机械构件的方法。具体而言，提供了一种机械构件，其包括润滑系统(100，101)和至少一个构件(50)，该构件(50)包括待润滑的工作零件(5)。润滑系统(100，101)包括第一泵(1)和第二泵(2)，第一泵(1)联接到机械构件上。润滑系统(100，101)可以第一润滑模式工作，在第一润滑模式中，第一泵(1)由机械构件促动且将润滑剂供送给工作零件(5)；以及以促动模式工作，在促动模式中，工作零件(5)被绕过，以及第二泵(2)促动第一泵(1)，而第一泵(1)促动机械构件。此外，提供了一种用于促动机械构件的方法。
文档编号F16N7/38GK101660655SQ20091017285
公开日2010年3月3日 申请日期2009年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者H·肖尔特-瓦辛克 申请人:通用电气公司