专利名称：用于测试风力涡轮机的偏航系统的方法和系统的制作方法
技术领域：
本公开一般涉及风力涡轮机，并且更具体地涉及在架设之前对风力涡轮机的偏航系统的地面测试。
背景技术：
风力涡轮机包括数个组件，包括塔、机舱(nacelle)、发电机、包含轮毂和转子叶片的转子等。偏航系统常规地被用在风力发电站中用于相对风使涡轮机机舱偏航到所需的角度。在风力涡轮机被架设时，叶片、轮毂、塔和机舱被运输到架设地点。塔被架设，机舱被安装在塔上，轮毂被安装在机舱上并且转子叶片通过至少一个起重机被附到轮毂上。当被架设在陆地上时，通常移动起重机被用于定位、定向和相对于彼此布置组件，使得所述组件能够被安装在一起。在风力涡轮机构造中的该架设阶段期间，也有必要的是，在安装转子时使机舱偏航并且在升高之后再次使机舱偏航，以便允许起重机没有障碍地追踪到下一地点。 如在任何其他物理系统中，故障/失效可能在系统中发生。特别地，如果在架设阶段期间对于偏航系统存在任何失效，则将产生人力和设备的昂贵的停滞。为了操作和测试偏航和液压系统，特定的电压必须被供应给机舱。不幸地，只有在机舱被架设在塔上之后才能检测到偏航失效，因为所需的电压在地面上不可用。风力涡轮机、偏航控制装置和测试系统在本领域中是众所周知的，包括在美国专利和申请号 2009/0100918,2009/0016227,2008/0266400,2008/0307647,2009/0004009, 2009/0039651,2009/0129931中所述的那些，其中的每一个均通过引用结合于此。
发明内容
用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统和方法被提供。在该方面，用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的示范性实施例，便携式变压器箱被提供，其将允许机舱准备组在架设之前在机舱被放在地上时操作偏航和液压系统。在第一实施例中，本发明是一种用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统，包括便携式变压器设备，所述便携式变压器设备包括降压变压器(st印down transformer)、用于封闭降压变压器的盒、用于从发电机接收第一输入电压的第一输入电压连接、用于提供等于发电机的第一输入电压的第二输出电压的第二输出电压连接和用于提供第三降压输出电压的第三降压输出电压连接，其中降压变压器将发电机的第一输入电压转换成第三降压输出电压，其中第二输出电压连接和第三降压输出电压连接适于连接到风力涡轮机的机舱，用于提供必要的功率用来在架设之前在机舱被放在地上时测试偏航系统。在另一实施例中，第一输入电压大约为690VAC，第二输出电压大约为690VAC，并且第三降压输出电压大约为400VAC。发电机提供690VAC。在另一实施例中，控制器被提供，所述控制器具有适用于连接到机舱以控制偏航系统的通信链接。盒可以包括通风设备和用于运输便携式变压器设备的一个或多个把手。偏航系统具有指示偏航系统是可操作的(operational)状态灯。在第二实施例中，本发明是一种用于地面测试还包括控制器的风力涡轮机的偏航系统的系统。该实施例具有便携式变压器设备，其包括降压变压器、具有适用于连接到风力涡轮机的机舱以控制偏航系统的通信链接的控制器、用于封闭降压变压器和控制器的盒、 用于从发电机接收第一输入电压的第一输入电压连接、用于提供基本上等于发电机的第一输入电压的第二输出电压的第二输出电压连接和用于提供第三降压输出电压的第三降压输出电压连接，其中降压变压器将发电机的第一输入电压转换成第三降压输出电压，其中第二输出电压连接和第三降压输出电压连接适于连接到风力涡轮机的机舱用于提供必要的功率用来在架设之前在机舱被放在地上时测试偏航系统。本发明还包括一种用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的方法，包括以下步骤 (a)将便携式变压器设备连接到具有由第一输出电压连接所提供的第一输出电压的发电机，其中便携式变压器设备的输入电压连接连接到发电机的第一输出电压连接，并且其中便携式变压器设备通过第二输出电压连接提供等于发电机的第一输出电压的第二输出电压并且由第三降压输出电压连接提供第三降压输出电压；(b)将便携式变压器设备的第二输出电压连接和第三降压输出电压连接连接到风力涡轮机的机舱；(c)将控制器连接到机舱用于控制机舱的偏航系统；(d)对发电机接通电源来从发电机提供第一输出电压；(e)由便携式变压器设备从发电机接收输出电压，将发电机的输出电压提供给第二输出电压连接并且将来自发电机的输出电压降压用于对风力涡轮机的机舱提供第三降压输出电压连接； (f)对偏航系统通电，使得偏航系统从便携式变压器设备接收第二输出电压和第三降压输出电压；和(g)输出偏航系统的状态灯的指示来指示偏航系统是可操作的。在一实施例中，第一输入电压大约为690VAC，第二输出电压大约为690VAC并且第三降压输出电压大约为400VAC，并且发电机提供690VAC。该方法还可以包括将指示偏航系统是可操作的输出信号连接到报告设备或警报设备。该方法还可以包括可视地检验状态灯来确认偏航系统是可操作的，针对移动可视地检验机舱来确认偏航系统是可操作的，和/ 或接收机舱的移动的指示来确认偏航系统是可操作的。在研究下面的附图和详细的描述时，本公开的其他系统、方法、特征和/或优点对于本领域技术人员将是明白的或者可以变得明白。意图是所有这样的附加系统、方法、特征和/或优点可被包括在该描述内并且处于本公开的范围内。
在下面的描述中鉴于附图来解释本发明，所述附图示出 图1是描述典型的组装式风力涡轮机的示意附图。图2是描述用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的示范性实施例的示意图。图3是图2的变压器的电路图。图4是描述在使用着的图2的用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的示范性实施例的示意图。图5是描述用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的另一示范性实施例的示意图。
图6是图5的变压器的电路图。图7是描述在使用着的图5的用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的示范性实施例的示意图。图8是图解本发明的测试方法的步骤的流程图。
具体实施例方式用于测试风力涡轮机的偏航系统的系统和方法被提供，其几个示范性实施例将详细地予以描述。如在图1中所示，组装式风力涡轮机1以传统的方式包括塔2、机舱3和转子，所述转子包括具有转子叶片5的轮毂4。机舱3围绕偏航轴(未示出)旋转地被安装在塔2上。偏航控制电机(未示出)位于塔2和机舱3之间以使机舱偏航。现在更详细地参考附图，图2是图解用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的示范性实施例的示意图。如在图2中所示，该系统包括便携式变压器设备10，其具有盒12、输入电压连接14 (例如690VAC)、输出电压连接16 (例如690VAC)、和降压(stepped down)输出电压连接18 (例如400VAC)。现在转向图3，示出示范性实施例中的变压器电路的图解，该变压器电路具有输入电压连接14 (例如690VAC/IN)、输出电压连接16 (例如690VAC/0UT)、和降压输出电压连接 18 (例如400VAC/0UT)。降压变压器20使来自输入电压连接14的输入电压降压到在输出电压连接18处的降压输出电压。图4是描述在使用着的图2的用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的示范性实施例的示意图。在偏航过程期间，涡轮机机舱3围绕垂直轴转动直至转子轴除了可能的垂直倾斜角之外平行于风方向。通常，偏航轴与风力涡轮机塔轴同心。偏航通常由电或液压装置实施。偏航驱动单元控制基于由放置在涡轮机机舱上的一个或多个风方向传感器对风方向的测量。发电机30 (通常690VAC拖车(trailer))可以现场供应690VAC。也可以为控制器设备32供应110VAC输出电压15，所述控制器设备控制通过通信链接34与机舱3 的通信。然而，必要的400VAC不由发电机30提供。便携式变压器设备10从发电机30接收输入电压14。该便携式变压器设备从连接16 (例如690VAC/0UT)向机舱3提供输出电压690VAC，并且从连接18 (例如400VAC/0UT)向机舱3提供降压输出电压400VAC。利用该便携式变压器设备10，在机舱3被放在地上时，所有必要的电压现在在地面上对于偏航和液压系统的操作/地面测试可用。虽然在地面上时机舱3将会由于机舱台的约束而不一定在物理上被偏航，但是地面测试将提供在通电时可视地检查偏航系统状态灯的能力。便携式变压器设备10也允许验证起重机是可操作的。图5是描述用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的另一示范性实施例的示意图。如在图5中所示，该系统包括便携式变压器设备10，其具有盒12、输入电压连接14 (例如690VAC)、输入电压连接15 (例如110VAC)、输出电压连接16 (例如690VAC)和降压输出电压连接18 (例如400VAC)和来自内部控制器(未示出)的通信链接34 (COM/OUT)。盒 12优选地包括通风设备40、用于携带设备42的把手和偏航控制器的输入控制装置44。该盒可以另外包括锁定机械装置(未示出)和任何必要的警告标签等。指示偏航是可操作的输出可以被提供用于连接到另外的设备，诸如警报器、计算机、报告工具等。
图6是图5的变压器的电路图，具有输入电压连接14 (例如690VAC/IN)、输入电压连接15 (例如110VAC/IN)、输出电压连接16 (例如690VAC/0UT)和降压输出电压连接18 (例如400VAC/0UT)。降压变压器20将来自输入电压连接14的输入电压降压到在输出电压连接18处的降压输出电压。控制器32在设备10中被提供，其接收110VAC并且提供通信链接；34 (COM/OUT)。图7是描述在使用着的图4的用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统的示范性实施例的示意图。发电机30 (通常690VAC拖车)可以现场供应690VAC。所述发电机也可以为控制器设备32供应110VAC输出电压15，所述控制器设备控制通过通信链接34与机舱3的通信。然而，必要的400VAC不由发电机30提供。便携式变压器设备10从发电机 30接收输入电压14。所述便携式变压器设备从连接16 (例如690VAC/0UT)向机舱3提供输出电压690VAC并且从连接18 (例如400VAC/0UT)向机舱3提供降压输出电压400VAC。 控制器32在设备10中被提供，其接收110VAC并且提供通信链接34(C0M/0UT)。利用该便携式变压器设备10，在机舱3被放在地上时，所有必要的电压现在在地面上对于偏航和液压系统的操作/地面测试可用。参考图8，示出根据本发明的实施例的用于风力涡轮机1的偏航系统的地面测试方法。在该实施例中，偏航系统被用在风力涡轮机系统1中。测试方法包括下面的步骤100 至 140。机舱准备组提供具有690VAC的发电机拖车。在步骤100中，将便携式变压器设备 10连接到发电机30和机舱3。在步骤102中，与设备10分离地或者作为设备10的部分提供控制器32，其接收110VAC并且为机舱3提供通信链接34 (COM/OUT)。发电机被接通电源并且便携式变压器设备10从发电机30接收输入电压14。所述便携式变压器设备从连接 16 (例如690VAC/0UT)向机舱3提供输出电压690VAC并且从连接18 (例如400VAC/0UT)向机舱3提供降压输出电压400VAC。利用该便携式变压器设备10，在机舱3被放在地上时， 所有必要的电压现在在地面上对于偏航和液压系统的操作/地面测试可用。在步骤106中通电时，在步骤108中可以由状态灯的可视检验测试偏航系统。试图以轻微移动偏航的机舱也可以在108中被观测。这在架设之前足以确认设备的操作。虽然在此已经示出和描述了本发明的不同实施例，但是将显而易见的是，这样的实施例仅通过例子来提供。在此在不偏离本发明的情况下可以进行许多修改、改变和替代。 因此，意图在于，本发明仅由所附的权利要求的精神和范围限定。
权利要求
1.一种用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统，包括便携式变压器设备，其包括降压变压器、用于封闭降压变压器的盒、用于从发电机接收第一输入电压的第一输入电压连接、用于提供等于发电机的第一输入电压的第二输出电压的第二输出电压连接和用于提供第三降压输出电压的第三降压输出电压连接，其中降压变压器将发电机的第一输入电压转换成第三降压输出电压，其中第二输出电压连接和第三降压输出电压连接适于连接到风力涡轮机的机舱，用于提供必要的功率用来在架设之前在机舱被放在地上时测试偏航系统。
2.根据权利要求1所述的系统，其中第一输入电压大约为690VAC，第二输出电压大约为690VAC，并且第三降压输出电压大约为400VAC。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括用于提供690VAC的发电机。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括控制器，所述控制器具有适用于连接到机舱以控制偏航系统的通信链接。
5.根据权利要求1所述的系统，其中盒包括通风设备和用于运输便携式变压器设备的一个或多个把手。
6.根据权利要求1所述的系统，其中偏航系统包括指示偏航系统是可操作的状态灯。
7.一种用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的系统，包括便携式变压器设备，其包括降压变压器、具有适用于连接到风力涡轮机的机舱以控制偏航系统的通信链接的控制器、用于封闭降压变压器和控制器的盒、用于从发电机接收第一输入电压的第一输入电压连接、用于提供基本上等于发电机的第一输入电压的第二输出电压的第二输出电压连接和用于提供第三降压输出电压的第三降压输出电压连接，其中降压变压器将发电机的第一输入电压转换成第三降压输出电压，其中第二输出电压连接和第三降压输出电压连接适于连接到风力涡轮机的机舱用于提供必要的功率用来在架设之前在机舱被放在地上时测试偏航系统。
8.根据权利要求7所述的系统，其中第一输入电压大约为690VAC，第二输出电压大约为690VAC，并且第三降压输出电压大约为400VAC。
9.根据权利要求7所述的系统，还包括用于提供690VAC的发电机。
10.根据权利要求7所述的系统，其中盒包括通风设备。
11.根据权利要求7所述的系统，其中盒包括用于运输便携式变压器设备的一个或多个把手。
12.根据权利要求7所述的系统，其中偏航系统包括指示偏航系统是可操作的状态灯。
13.一种用于地面测试风力涡轮机的偏航系统的方法，包括(a)将便携式变压器设备连接到具有由第一输出电压连接所提供的第一输出电压的发电机，其中便携式变压器设备的输入电压连接连接到发电机的第一输出电压连接，并且其中便携式变压器设备通过第二输出电压连接提供等于发电机的第一输出电压的第二输出电压并且由第三降压输出电压连接提供第三降压输出电压；(b)将便携式变压器设备的第二输出电压连接和第三降压输出电压连接连接到风力涡轮机的机舱；(c)将控制器连接到机舱用于控制机舱的偏航系统；(d)对发电机接通电源来从发电机提供第一输出电压；(e)由便携式变压器设备从发电机接收输出电压，将发电机的输出电压提供给第二输出电压连接并且将来自发电机的输出电压降压用于对风力涡轮机的机舱提供第三降压输出电压连接；(f)对偏航系统通电，使得偏航系统从便携式变压器设备接收第二输出电压和第三降压输出电压；和(g)输出偏航系统的状态灯的指示来指示偏航系统是可操作的。
14.根据权利要求13所述的方法，其中第一输入电压大约为690VAC，第二输出电压大约为690VAC并且第三降压输出电压大约为400VAC。
15.根据权利要求13所述的方法，其中发电机提供690VAC。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括将指示偏航系统是可操作的输出信号连接到报告设备。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括将指示偏航系统是可操作的输出信号连接到警报设备。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括可视地检验状态灯来确认偏航系统是可操作的。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括针对移动可视地检验机舱来确认偏航系统是可操作的。
20.根据权利要求15所述的方法，还包括接收机舱的移动的指示来确认偏航系统是可操作的。
全文摘要
提供一种用于在架设风力涡轮机(1)之前地面测试机舱(3)的偏航系统的系统和方法。便携式变压器箱(10)被提供，其将允许机舱准备组在架设之前在机舱被放在地上时操作偏航和液压系统。
文档编号H02B1/52GK102483439SQ201080034069
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月9日 优先权日2009年7月31日
发明者J. 奥斯沃德 D. 申请人:西门子公司