用于提供可变机械制动扭矩的方法和系统的制作方法

专利名称：用于提供可变机械制动扭矩的方法和系统的制作方法
技术领域：
本文中描述的主题大体涉及风力涡轮，并且更具体地涉及用于向风力涡轮的制动 盘提供可变机械制动扭矩的方法和系统。
背景技术：
因为是环保的并且相对便宜的替代能源，风力涡轮接收增加的注意。随着对替代 能源的兴趣增长，做出相当大的努力以开发可靠的并且效率高的风力涡轮。至少一些风力涡轮包括经由转子联接到传动系的多个转子叶片。一些传动系包括 有助于增大和/或减小转子的扭矩的变速箱。一些变速箱包括有助于减小转子的速度的制 动系统。更具体地，制动钳(brake caliper)相对联接到转子的制动盘的至少一侧施加力， 从而形成摩擦并且使制动盘减速和/或停止。代表制动系统的功率的制动扭矩可通过将由 制动钳施加的力乘以从施加的力的点到轮毂中心的距离来进行计算。至少一些已知的机械制动系统能够施加仅仅一个大的恒定制动扭矩到制动盘上。 大的恒定制动扭矩的重复的和/或长期的应用可损害转子和/或变速箱，从而最终影响转 子、变速箱和/或传动系的可靠性。

发明内容
在一个方面中，提供方法用于控制用于风力涡轮的传动系的旋转速度。传动系联 接到转子轴和发电机转子轴。机械制动器以操作的方式联接到传动系。机械制动器包括制 动钳和联接到传动系的制动盘。促动制动钳以在制动盘上施加制动力。制动力产生由制动 系统施加的制动扭矩。检测风力涡轮的参数。基于参数确定操作命令。基于操作命令控制 机械制动器。操作命令选择性地调节由制动系统施加的制动扭矩。在另一个方面中，提供制动系统用于控制用于风力涡轮的传动系的旋转速度。传 动系联接到转子轴和发电机转子轴。制动系统包括以操作的方式联接到传动系的机械制动 器。机械制动器包括制动钳和联接到传动系的制动盘。传感器构造成检测风力涡轮的参数。 控制器构造成促动制动钳以在制动盘上施加制动力。控制器构造成基于参数控制机械制动 器以选择性地调节由制动力产生的制动扭矩。在又一个方面中，提供风力涡轮。风力涡轮包括转子、传动系以及将转子联接到传 动系的转子轴。风力涡轮还包括发电机和将发电机联接到传动系的发电机转子轴。机械制 动器以操作的方式联接到传动系。机械制动器包括制动钳和联接到传动系的制动盘。传感 器构造成检测风力涡轮的参数。控制器构造成控制传动系的旋转速度。控制器构造成促动 制动钳以在制动盘上施加制动力。控制器构造成基于参数控制机械制动器以选择性地调节 由制动力产生的制动扭矩。


图1是示例性风力涡轮的透视图2是适合用于图1中示出的风力涡轮的示例性机舱的透视局部横截面图；以及图3是图1中示出的风力涡轮的示意图；以及图4是用于操作图1中示出的风力涡轮的示例性方法；以及图5-7示出在图4中示出的方法实施期间风力涡轮的操作特征。部件列表10风力涡轮12 塔架14支撑表面16 机舱18 转子20 轮毂22旋转轴线24转子叶片26 风向28变桨轴线30控制器32偏航轴线34发电机36转子轴38发电机转子轴40传动系42变速箱44低速侧46高速侧52制动系统54制动盘56制动钳58 第一阀60 第二阀62传感器64功率传感器66制动传感器68转子轴传感器70发电机转子轴传感器72角度传感器74偏航传感器76频率传感器78风速计80气压传感器
82温度传感器84相对湿度传感器86 总线88处理器90随机存取存储器92存储装置94只读存储器(ROM)96输入/输出装置98传感器接口100示例性方法102将制动系统联接到传动系104促动制动钳以施加制动力106检测风力涡轮的参数
108将参数通信到控制器110确定用于制动系统的操作命令112将操作命令通信到制动系统114基于操作命令控制制动系统116形成参数矩阵204在时间段中206制动扭矩208发电机扭矩210主轴扭矩212 第一时间214 第二时间
具体实施例方式本文中描述的方法和系统提供制动系统，其包括制动盘和制动钳，以及联接到制 动系统的控制器。控制器构造成控制制动系统以施加可变制动扭矩以减小在传动系上的负 载。更具体地，控制器接收参数并且基于接收的参数促动制动钳以使制动盘的旋转减速和/ 或停止。通过调节由制动钳施加的力、由制动钳施加的力的角度和从施加的力的点到制动 盘的轮毂的距离中的至少一个来控制制动扭矩。如本文中所使用的，术语“叶片”意图为表示当相对于周围的流体运动时提供反作 用力的任何装置。如本文中所使用的，术语“风力涡轮”意图为表示从风能产生旋转能并且 更具体地将风的动能转化为机械能的任何装置。图1是示例性风力涡轮10的透视图。在示例性实施例中，风力涡轮10从风能产 生电功率。风力涡轮10具有适合于风力涡轮10如本文中所描述地起作用的倾斜角。在示 例性实施例中，风力涡轮10是大致水平的风力涡轮。在示例性实施例中，风力涡轮10包括从支撑表面14延伸的塔架12、安装在塔架 12上的机舱16以及联接到机舱16的转子18。塔架12是由适合材料制成的适合类型的塔架。在示例性实施例中，塔架12由管状钢制成，使得在支撑表面14与机舱16之间限定空 腔(未在图1中示出)。塔架12具有适合于使风力涡轮10能够如本文中所描述地起作用 的高度。在示例性实施例中，转子18包括可围绕旋转轴线22旋转的轮毂20和联接到轮毂 20并且从轮毂20向外延伸的至少一个转子叶片24。转子18包括适合于使风力涡轮10能 够如本文中所描述地起作用的多个转子叶片24。在示例性实施例中，转子18包括三个转子 叶片24。在示例性实施例中，转子叶片24围绕轮毂20隔开以有助于旋转转子18，从而将 来自风的动能转化为可使用的机械能，并且随后转化为电能。每个转子叶片24具有适合于使风力涡轮10能够如本文中所描述地起作用的长 度、形状、构造和/或定向。在示例性实施例中，转子叶片24具有从大约0.5米(m)到大约 91m范围的长度。替代地，叶片长度的其它非限制性示例包括IOm或更小、20m、37m或大于 91m的长度。在示例性实施例中，转子18通常逆风和/或顺风地面向以利用风能。更具体 地，在示例性实施例中，当风从方向26冲击转子叶片24时，转子18围绕旋转轴线22旋转。在示例性实施例中，当转子叶片24旋转并且受到离心力时，转子叶片24还受到各 种力和力矩。因此，转子叶片24可从中性位置或非偏转位置偏转和/或旋转到偏转位置。 转子叶片24的桨距角，即确定转子叶片24相对于风的方向26的投影(perspective)的角 度，可围绕各自的变桨轴线28旋转以控制由风力涡轮10产生的功率。在示例性实施例中， 使用控制器30控制每个转子叶片24的桨距角。在示例性实施例中，控制器30示出为在机舱16内居中。替代地，控制器30可以 是在支撑表面14上和/或在远程控制中心处的遍及风力涡轮10的分布式系统。在示例性 实施例中，控制器30以通信的方式联接到风力涡轮10的多个构件用于通常监测和控制风 力涡轮10的操作。例如，在示例性实施例中，当方向26改变时，可围绕偏航轴线32控制机 舱16的偏航方向以相对于方向26定位转子叶片24。而且，控制器30可用于监测和控制整 个系统，非限制性地包括变桨和速度调节、高速轴和偏航制动应用、偏航和泵马达应用，和/ 或故障监测。替代的分布式或集中式控制架构可用于某些实施例。以下另外详细描述控制 器30 ο现在参考图2，风力涡轮10包括联接到转子18的发电机34用于从由转子18产生 的旋转能产生电功率。在示例性实施例中，转子18包括转子轴36，其联接到轮毂20用于与 轮毂20 —起旋转。在示例性实施例中，发电机转子轴38通过传动系40可旋转地联接到转 子轴36，传动系40包括具有可旋转地联接到转子轴36的低速侧44和可旋转地联接到发电 机转子轴38的高速侧46的变速箱42。现在参考图3，变速箱42包括有助于使转子18和/或发电机34的旋转减速和/ 或停止的制动系统52。在示例性实施例中，制动系统52是机械制动器并且包括制动盘54 和联接到制动盘54的至少一个制动钳56。制动钳56构造成接收制动盘54的至少部分。 制动系统52可包括任何适合的制动系统，非限制性地包括机械制动系统、液压制动系统、 气动制动系统和电磁制动系统。在示例性实施例中，制动钳56适合地联接到第一阀58和第二阀60。在示例性实 施例中，第一阀58和第二阀60以串联布置联接。在示例性实施例中，第一阀58与第二阀 60协作，使得第一阀58具有制动钳56的粗控制而第二阀60具有制动钳56的精控制。例如，第一阀58可用于制动系统52中的大体的或粗略的变化，而第二阀60可用于制动系统 52中的精微的或细致的变化。在示例性实施例中，控制器30以操作的方式联接到第一阀 58和第二阀60用于操作第一阀58和/或第二阀60。在特定实施例中，控制器30构造成 独立控制第一阀58和/或第二阀60。在示例性实施例中，第一阀58和第二阀60是液压 阀。替代地，第一阀58和第二阀60可包括任何适合的阀，非限制性地包括机械阀、气动阀 和/或电磁阀。风力涡轮10包括联接到风力涡轮10的一个或更多个构件和/或电负载的多个传 感器62用于测量这种构件的参数和/或测量其它环境条件。传感器62可非限制性地包括 一个或更多个传感器，其构造成测量任何环境条件、任何风力涡轮构件的任何操作参数、位 移、偏航、变桨、力矩、应变、应力、扭曲、损伤、失效、转子扭矩、转子速度、电负载中的异常和 /或供应到风力涡轮10的任何构件的功率的异常。传感器62可以以操作的方式在其任何 位置处联接到风力涡轮10的任何构件和/或电负载用于测量它的任何参数，不管这些构 件、位置和/或参数是否在本文中描述和/或示出，并且可用于导出其它测量值，例如粘度， 如本领域中所已知的。在示例性实施例中，每个传感器62以电子数据通信的方式联接到控 制器30用于将一个或更多个适合的信号传输到控制器30用于处理和/或从控制器30接 收适合的信号。在示例性实施例中，传感器62包括任何适合的传感器或传感器的组合，非限制性 地包括以下传感器以操作的方式联接到发电机34用于检测发电机34的电功率输出的功 率传感器64 ；以操作的方式联接到制动系统52用于检测由制动系统52施加的制动扭矩的 制动传感器66 ；以操作的方式联接到转子轴36用于检测转子轴36的旋转速度和/或转子 轴36的扭矩的转子轴传感器68 ；以操作的方式联接到发电机转子轴38用于检测发电机转 子轴38的旋转速度和/或发电机转子轴38的扭矩的发电机转子轴传感器70 ；以操作的方 式联接到对应转子叶片24用于检测对应转子叶片24相对于风向26和/或相对于轮毂20 的桨距角的至少一个角度传感器72 ；以操作的方式联接到在风力涡轮10内或远离风力涡 轮10的适合位置(诸如机舱16)用于检测机舱16的偏航定向的偏航传感器74 ；以操作的 方式联接到传动系40用于检测传动系40的频率和/或本征频率的频率传感器76 ；以操作 的方式联接到风力涡轮10内或远离风力涡轮10的适合位置(诸如机舱16)用于检测多个 风力状态(非限制性地包括风向、风速、风切变、风梯度和紊流强度)的风速计78;以操作 的方式联接到在风力涡轮10内或远离风力涡轮10的适合位置(诸如机舱16)用于检测环 境气压的气压传感器80 ；以操作的方式联接到在风力涡轮10内或远离风力涡轮10的适合 位置(诸如机舱16)用于检测环境气温的温度传感器82 ；以及以操作的方式联接到机舱16 用于检测环境空气湿度的相对湿度传感器84。在示例性实施例中，功率传感器64可非限制性地包括霍尔效应电流换能器(CT) 和/或电容性电压换能器(CVT)。而且，在示例性实施例中，制动传感器66、转子轴传感器 68和发电机转子轴传感器70每个可非限制性地包括光编码器、数字式近程传感器、压电式 换能器、应变仪和/或转速计。另外，在示例性实施例中，角度传感器72和偏航传感器74 可包括光编码器。在示例性实施例中，控制器30包括总线86或其它通信装置以在控制器30的各种 构件之间通信。在示例性实施例中，控制器30包括联接到总线86的至少一个处理器88以
8处理信息，信息包括来自传感器62和/或一个或更多个其它传感器的信息。另外，本文中 描述的其它构件可包括处理器。在示例性实施例中，处理器88构造成执行本文中描述的方 法和/或步骤。如本文中所使用的，术语“处理器”不限制于在本领域中称为计算机的集成 电路，而广泛地涉及控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电 路和其它可编程电路，并且在本文中这些术语可互换使用。应理解的是，处理器和/或控制 器还可包括存储器、输入通道和/或输出通道。在示例性实施例中，控制器30还包括至少一个随机存取存储器(RAM) 90和/或其 它存储装置92。RAM90和存储装置92联接到总线86以存储和传递信息和指令以由处理 器88执行。RAM90和/或存储装置92也可用于在指令由处理器88执行期间存储临时变 量或其它中间信息。在示例性实施例中，控制器30还包括联接到总线86以存储和提供静 态(即，非变)信息和指令到处理器88的至少一个只读存储器(ROM) 94和/或其它静态存 储装置。在本文中描述的实施例中，存储器可非限制性地包括诸如RAM的计算机可读介质 和诸如闪速存储器的计算机可读非易失性介质。替代地，也可使用软盘、光盘-只读存储器 (CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字多功能盘(DVD)。在示例性实施例中，控制器30还包括至少一个输入/输出装置96，其有助于提供 输入数据到控制器30和/或提供诸如但不限制于制动控制输出的输出。经由提供对一个 或更多个电子可存取介质和其它构件的存取的有线或无线的远程连接，指令可从诸如但不 限制于磁盘、只读存储器(ROM)集成电路、CD-ROM和/或DVD的存储装置提供至存储器。在 本文中描述的实施例中，输入通道可非限制性地包括与操作员接口相关的传感器和/或计 算机外围设备，诸如鼠标和/或键盘。另外，在示例性实施例中，输出通道可非限制性地包 括控制装置、操作员接口监控器和/或显示器。在某些实施例中，可使用硬接线电路代替软 件指令或与软件指令进行组合。因此，指令的序列的执行不限制于硬件电路与软件指令的 任何特定组合，不管本文中是否描述和/或示出。在示例性实施例中，控制器30还包括至 少一个传感器接口 98，其允许控制器30与传感器62和/或一个或更多个其它传感器通信。 传感器接口 98包括例如，一个或更多模拟数字转换器，其将模拟信号转换成可由处理器88 使用的数字信号。本文中描述的处理器处理从多个电气和电子装置传输的信息，电气和电子装置可 非限制性地包括传感器、促动器、压缩机、控制系统和/或监测装置。这种处理器可物理地 定位在例如控制系统、传感器、监测装置、台式计算机、便携式计算机、PLC室和/或分布式 控制系统(DCS)室中。RAM和存储装置存储和传递信息和指令以由(多个)处理器执行。RAM 和存储装置也可用于在指令由(多个)处理器执行期间存储和提供临时变量、静态(即，非 变)信息和指令或其它中间信息到处理器。执行的指令可非限制性地包括制动系统控制命 令。指令的序列的执行不限制于硬件电路与软件指令的任何特定组合。图4是示出用于控制传动系40的旋转速度的示例性方法100的流程图。在示例 性实施例中，方法100包括将制动系统52以操作的方式联接102到传动系40。制动系统 52包括制动钳56和联接到传动系40的制动盘54。在示例性实施例中，制动系统52，并且更具体地制动钳56被促动104以在制动盘 54上施加制动力。更具体地，在示例性实施例中，制动钳56在制动盘54上施加制动力以施 加制动扭矩。
当应用制动系统52时，至少一个传感器62检测106风力涡轮10的参数，非限制 性地包括制动扭矩、轴参数、风力涡轮参数和周围环境参数。例如，轴参数非限制性地包括 转子轴36的旋转速度、转子轴36的扭矩、发电机转子轴38的旋转速度以及发电机转子轴 38的扭矩的任何适合的组合。而且，风力涡轮参数非限制性地包括事件通知、转子叶片24 的桨距角、机舱16的定向以及传动系40的频率和/或本征频率的任何适合的组合。另外， 周围环境参数非限制性地包括风向、风速、风切变、风梯度、紊流强度、环境气压、环境气温 以及环境空气湿度的任何适合的组合。在示例性实施例中，参数以连续的和动态的方式经 由至少一个算法进行检测106并且静态地电子存储在维持在控制器30内的表格(未示出) 内。在示例性实施例中，传感器62与控制器30对参数进行通信108并且更具体地将 指示检测的参数的信号传输到控制器30。然后控制器30基于通信108确定110用于制动 系统52以及更具体地第一阀58和第二阀60的操作命令。更具体地，在示例性实施例中， 控制器30基于通信108确定110用于制动系统52的粗控制的第一操作命令和/或用于制 动系统52的精控制的第二操作命令。控制器30可基于风力涡轮10的操作变化控制制动 钳56以增大或减小制动扭矩。例如，控制器30可包括控制滤波器(control filter)或陷 波滤波器(未示出)，其有助于确定110用于调节由制动钳56施加的力、由制动钳56施加 的力的角度和从施加的力的点到制动盘54的轮毂的距离中的至少一个的操作命令。陷波 滤波器可具有非限制性地包括制动扭矩、轴参数、风力涡轮参数和周围环境参数的任何适 合的输入。在示例性实施例中，控制器30确定110用于制动系统52的操作命令，使得转子轴 36和/或发电机转子轴38的旋转速度减小。额外地或替代地，控制器30确定110用于制 动系统52的操作命令，使得当风力涡轮10产生功率时由制动系统52施加的制动扭矩减 小。更具体地，在示例性实施例中，控制器30确定110操作命令，使得制动系统52在制动 钳56施加力到制动盘54上的时间中施加可变制动扭矩，而不使传动系40担负大于减小转 子轴36和/或发电机转子轴38的旋转速度所需要的力。在示例性实施例中，操作命令以连续的和动态的方式经由至少一个算法被确定 110并且静态地电子存储在维持在控制器30内的表格(未示出)内。替代地，可使用至少 一个算法动态地确定110这种操作命令。在示例性实施例中，控制器30与制动系统52对操作命令进行通信112，并且更具 体地，将操作命令传输到制动系统52。在特定实施例中，控制器30将第一操作命令通信112 到第一阀58，和/或控制器30将第二操作命令通信112到第二阀60。在示例性实施例中， 控制器30基于操作命令控制114制动系统52以控制由制动力产生的制动扭矩。更具体地， 在示例性实施例中，通过调节由制动钳56施加的力、由制动钳56施加的力的角度和从施加 的力的点到制动盘54的轮毂的距离中的至少一个来控制制动扭矩。更具体地，在示例性实 施例中，基于第一和第二操作命令分别控制114或促动第一阀58和/或第二阀60以施加 制动扭矩并且使制动盘54的旋转减速和/或停止。在示例性实施例中，以连续的、动态的和/或迭代的方式实施方法100。例如，可确 定操作命令的初始设置用于检测的参数的初始设置，并且可确定操作命令的后续设置用于 检测的参数的后续设置。
在示例性实施例中，控制器30可形成116参数矩阵，其包括与各种检测106相关 的多个足迹(footprint)。更具体地，在示例性实施例中，控制器30可存储用于数据库中的 多个检测的多个操作命令并且基于与制动系统52相关的多个存储的操作命令和/或其它 数据校准和/或确定用于制动系统52的后续操作命令。例如，控制器30可形成116参数矩阵，其包括将检测的第一组合与第一操作命令 相联系的第一足迹。当控制器30接收包括类似于那些检测的第一组合的检测的第二组合 的第二足迹时，控制器30可使用第一操作命令操作制动系统52和/或基于第一与第二足 迹的比较校准制动系统52的操作。图5-7是示出在方法100的实施期间风力涡轮10的操作特征的示例性图表。在 示例性实施例中，图5示出在时间段204中由制动系统52施加的制动扭矩206。在示例性 实施例中，在第一时间212应用制动系统52以减小转子轴36和/或发电机转子轴38的旋 转速度。更具体地，在示例性实施例中，制动钳56在第一时间212施加力到制动盘54上以 减慢制动盘54的旋转，由此减小转子轴36和/或发电机转子轴38的旋转速度。在示例性 实施例中，在第一时间212之后制动扭矩206增大直到在第二时间214施加最大制动扭矩。 更具体地，在示例性实施例中，制动扭矩206在第一时间212与第二时间214之间具有大的 正斜率。替代地，制动扭矩206在第一时间212与第二时间214之间可具有小的正斜率。在示例性实施例中，制动系统52，并且更具体地制动钳56基于检测的参数被控制 以减小由制动钳56施加的力，使得该力不使传动系40担负大于减小转子轴36和/或发电 机转子轴38的旋转速度所需要的力。在示例性实施例中，制动系统52，并且更具体地制动 钳56被控制以在第二时间214之后减小制动扭矩206。更具体地，在示例性实施例中，制动 扭矩206在第二时间214之后具有小的负斜率。替代地，制动扭矩206在第二时间214之 后可具有大的负斜率。图6示出在时间段204中由转子轴36施加的扭矩208。图7示出在时间段204中 由发电机转子轴38施加的扭矩210。如图5-7所示，在制动扭矩206与发电机扭矩208和 /或主轴扭矩210之间存在关系。更具体地，在示例性实施例中，当在第一时间212应用制 动系统52时，发电机扭矩208和/或主轴扭矩210中断。而且，在示例性实施例中，当制动 扭矩206在第二时间214之后减小时，发电机扭矩208和/或主轴扭矩210减小。施加更 小的发电机扭矩208和/或主轴扭矩210在传动系40、变速箱42和/或涡轮10上形成更 小的应变和/或应力，由此增加传动系40、变速箱42和/或风力涡轮10的使用寿命。本文中描述的方法和系统提供机械制动系统，其包括制动钳和制动盘，以及联接 到制动系统的控制器。控制制动系统以施加可变制动扭矩以减小在传动系上的负载。更具 体地，在制动钳施加力到制动盘上的时间段中，可变制动扭矩减小。通过在应用制动系统的 时间段中减小制动扭矩，减小发电机扭矩和/或主轴扭矩，由此增加传动系、变速箱和/或 风力涡轮的使用寿命。本文中描述的方法、系统和计算机的技术效果包括以下中的至少一个(a)接收 应用机械制动器的信号；(b)从传感器检测参数；和(c)基于由传感器检测的参数控制机械 制动器以调节制动扭矩。以上详细描述制动系统和用于操作制动系统的方法的示例性实施例。方法和系统 不限制于本文中描述的特定实施例，而相反，可独立于和分离于本文中描述的其它构件和/或步骤来利用系统的构件和方法的步骤。例如，本文中描述的方法和系统可具有其它工业 和/或消费者应用并且不限制于与如本文中所描述的风力涡轮一起实践。相反，可结合许 多其它工业来实施和利用本文中描述的一个或更多个实施例。如本文中所使用的，以单数引用的和以“一”进行的元件或步骤应理解为不排除复 数个所述元件或步骤，除非明确地说明这种排除。另外，参考“一个实施例”不意图解释为排 除也包括引用的特征的附加实施例的存在。而且，除非明确地相反说明，“包括”、“包含”或 “具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的附加的这种元件。该文字描述使用示例以公开本发明，包括最佳实施方式，并且也使本领域技术人 员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发 明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这种其 它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要 求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它示例意图在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种制动系统(52)，其用于控制用于风力涡轮(10)的传动系(40)的旋转速度，所 述传动系联接到转子轴(36)和发电机转子轴(38)，所述制动系统包括机械制动器，其以操作的方式联接到所述传动系，所述机械制动器包括制动钳(56)和 联接到所述传动系的制动盘(54)；传感器(68)，其构造成检测所述风力涡轮的参数；和控制器(30)，其构造成促动所述制动钳以在所述制动盘上施加制动力，所述控制器 构造成基于所述参数控制所述机械制动器以选择性地调节由所述制动力产生的制动扭矩 (206)。
2.根据权利要求1所述的制动系统(52)，其特征在于，所述传感器(68)构造成连续地 检测所述风力涡轮(10)的动态参数，并且所述控制器(30)构造成基于所述动态参数连续 地控制所述机械制动器。
3.根据权利要求1所述的制动系统(52)，其特征在于，还包括第一阀(58)和第二阀 (60)，其每个联接到所述机械制动器，其中，所述控制器(30)构造成基于所述参数促动所 述第一阀和所述第二阀中的一个以控制所述机械制动器。
4.根据权利要求1所述的制动系统(52)，其特征在于，所述控制器(30)构造成基于所 述参数确定操作命令，并且基于所述操作命令控制所述机械制动器。
5.根据权利要求4所述的制动系统(52)，其特征在于，所述控制器(30)构造成确定 用于所述制动系统(52)的粗控制的第一操作命令和用于所述制动系统的精控制的第二操 作命令，并且基于所述第一操作命令和所述第二操作命令中的至少一个控制所述机械制动ο
6.根据权利要求1所述的制动系统(52)，其特征在于，所述机械制动器构造成产生初 始制动扭矩(206)，并且所述控制器(30)构造成控制所述机械制动器以产生小于所述初始 制动扭矩的后续制动扭矩。
7.根据权利要求1所述的制动系统(52)，其特征在于，所述参数包括轴参数、风力涡轮 参数和周围环境参数中的至少一个。
8.一种风力涡轮(10)，包括转子(18)；传动系(40)；转子轴(36)，其将所述转子联接到所述传动系；发电机(34)；发电机转子轴(38)，其将所述发电机联接到所述传动系；机械制动器，其以操作的方式联接到所述传动系，所述机械制动器包括制动钳(56)和 联接到所述传动系的制动盘(54)；传感器(68)，其构造成检测所述风力涡轮的参数；和控制器(30)，其构造成控制所述传动系的旋转速度，所述控制器构造成促动所述制动 钳以在所述制动盘上施加制动力，所述控制器构造成基于所述参数控制所述机械制动器以 选择性地调节由所述制动力产生的制动扭矩(206)。
9.根据权利要求8所述的风力涡轮(10)，其特征在于，所述传感器(68)构造成连续地 检测所述风力涡轮(10)的动态参数，并且所述控制器(30)构造成基于所述动态参数连续地控制所述机械制动器。
10.根据权利要求8所述的风力涡轮(10)，其特征在于，还包括第一阀(58)和第二阀 (60)，其每个联接到所述机械制动器，其中，所述控制器(30)构造成基于所述参数促动所 述第一阀和所述第二阀中的一个以控制所述机械制动器。
全文摘要
本发明涉及用于提供可变机械制动扭矩的方法和系统。提供用于控制用于风力涡轮(10)的传动系(40)的旋转速度的制动系统(52)。传动系联接到转子轴(36)和发电机转子轴(38)。制动系统包括以操作的方式联接到传动系的机械制动器，机械制动器包括制动钳(56)和联接到传动系的制动盘(54)，传感器(68)构造成检测风力涡轮的参数，并且控制器(30)构造成促动制动钳以在制动盘上施加制动力，控制器构造成基于参数控制机械制动器以选择性地调节由制动力产生的制动扭矩(206)。
文档编号F16D55/224GK102116260SQ20101062465
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者A·布雷克斯 申请人:通用电气公司