專(zhuān)利名稱(chēng)：具有至少兩個(gè)部件和一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)力設(shè)備的制作方法
具有至少兩個(gè)部件和 一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)力設(shè)備本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力設(shè)備，它包括至少兩個(gè)分別具有傳感器和執(zhí)行單元(actuator)并包括一個(gè)控制單元的部件。目 前已知具有中央自動(dòng)化系統(tǒng)的風(fēng)力設(shè)備。該自動(dòng)化系統(tǒng)具有一個(gè)中央 控制系統(tǒng)，它通過(guò)專(zhuān)門(mén)的硬件組件，例如SPS和總線連接來(lái)控制風(fēng)力 設(shè)備。在此，使用了特定的功能和專(zhuān)門(mén)適配的軟件，它們利用了制造 商專(zhuān)門(mén)的功能范圍。因此不能容易地更換風(fēng)力設(shè)備中的各個(gè)裝備部件。 更替一個(gè)部件需要復(fù)雜地更替控制系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力設(shè)備，在更換該風(fēng)力設(shè)備的各個(gè)部 件時(shí)，在其控制系統(tǒng)中不需要或者只需要進(jìn)行少的適配。按照本發(fā)明，該目的通過(guò)一種具有權(quán)利要求1的特征的風(fēng)力設(shè)備 來(lái)實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施例構(gòu)成從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力設(shè)備由至少兩個(gè)分別具有傳感器和執(zhí)行單元 的部件組成。每個(gè)控制單元與一個(gè)用于數(shù)據(jù)和信號(hào)交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相 連接。每個(gè)部件經(jīng)由與所述部件相關(guān)的控制單元與其他部件交換關(guān)于 該部件工作狀況的信號(hào)、檢測(cè)到的傳感器值和/或關(guān)于其他部件的控制信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力設(shè)備中無(wú)須設(shè)置中央控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng) 基于各個(gè)部件。風(fēng)力設(shè)備的基于部件的控制系統(tǒng)的方案是基于以下認(rèn)識(shí)，即在各部件之間的信號(hào)交換足以控制風(fēng)力設(shè)備，并且不需要中 央控制系統(tǒng)，但是能夠在不損失速度和精度的情況下實(shí)現(xiàn)模塊化。通 過(guò)本發(fā)明所述的風(fēng)力設(shè)備的結(jié)構(gòu)，各部件分別出現(xiàn)的工作狀況根據(jù)該 部件的特定參數(shù)進(jìn)行控制。然而，部件間的工作狀況的通信與特定參 數(shù)無(wú)關(guān)地實(shí)現(xiàn)。其結(jié)果是，來(lái)自于不同制造商的部件可以互換，而無(wú) 須對(duì)其他部件的控制程序進(jìn)行更改在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)部件僅通過(guò)與其相關(guān)的控制單元來(lái)控 制。在該實(shí)施例中，在通過(guò)一個(gè)控制器直接控制與其相關(guān)的部件的地 方避免了采用控制系統(tǒng)。最好提供一個(gè)傳動(dòng)鏈單元(drive train unit)和一個(gè)電氣單元作 為該風(fēng)力設(shè)備的部件。這些單元中的每一個(gè)都具有一個(gè)單獨(dú)的控制系 統(tǒng)，該控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。在此，部件中的測(cè)量值自 然也能夠彼此交換。已經(jīng)知道傳動(dòng)鏈單元能夠被進(jìn)一步分成獨(dú)立的單元。傳動(dòng)鏈單元 包括一個(gè)制動(dòng)單元、 一個(gè)軸單元、 一個(gè)發(fā)電機(jī)單元或這些單元的組合。 此外，傳動(dòng)鏈能夠配有一個(gè)齒輪箱。電氣單元有利地分成一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的單元。在此， 一個(gè)輸電網(wǎng) 接線單元(grid connection unit)、 一個(gè)轉(zhuǎn)換器單元、 一個(gè)變壓器單 元或這些單元的組合作為各單元已證明是有利的。在風(fēng)力設(shè)備中，無(wú)論是在海上還是在陸地上，另外設(shè)有一個(gè)塔架 單元(tower unit)證明是有利的。該塔架單元由一個(gè)加熱單元、 一個(gè) 提升單元、 一個(gè)存取控制單元或這些單元的組合構(gòu)成。為了確保各單元之間的通信，已經(jīng)證明有利的是，使用以太網(wǎng)或者現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。在下文中將參考一個(gè)草圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明所述的風(fēng)力設(shè)備。 唯一的草圖示出了風(fēng)力設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)。所示的轉(zhuǎn)子葉片10具 有一個(gè)斜度控制器(pitch control) 12，用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片的角度。轉(zhuǎn) 子軸14終止于一個(gè)齒輪箱16中。齒輪箱的輸出軸附加地設(shè)有一個(gè)制 動(dòng)系統(tǒng)18，并且終止于一個(gè)發(fā)電機(jī)20中。由發(fā)電機(jī)20產(chǎn)生的電能在 一個(gè)轉(zhuǎn)換器22中適應(yīng)于輸電網(wǎng)(grid)的要求，并且經(jīng)由連接器24 饋送到輸電網(wǎng)系統(tǒng)26。在機(jī)拒(nacelle)中附加地設(shè)有一個(gè)冷卻系統(tǒng) 28和一個(gè)方位角驅(qū)動(dòng)裝置30。其他部件，例如用于監(jiān)控和診斷運(yùn)行的部件，能夠設(shè)置在機(jī)根中。
所有的部件連接到 一個(gè)以太網(wǎng)30,經(jīng)由該以太網(wǎng)能夠?yàn)槠渌考?接收和傳送數(shù)據(jù)和信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力設(shè)備中，必要的控制系統(tǒng)位于主要部件上， 以使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在此，與所有部件供應(yīng)商的接口被清楚地 規(guī)定，并且各部件經(jīng)由所規(guī)定的接口彼此通信。這使得部件能夠快速 和廉價(jià)地被更換，而與個(gè)別的供應(yīng)商無(wú)關(guān)。此外，有利的是信號(hào)能夠 被合并，以監(jiān)控各部件。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力設(shè)備，具有至少兩個(gè)部件(8，12，14，16，18，20，22，24，28，30)，這些部件分別具有傳感器和/或執(zhí)行單元并包含一個(gè)控制單元，每個(gè)控制單元與一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(30)相連接，并且與其他部件的控制單元交換關(guān)于部件的工作狀況的信號(hào)、檢測(cè)到的傳感器值和/或用于其他部件的控制信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于， 一個(gè)部件的每 個(gè)控制單元僅控制該部件。
3. 如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于，提供一個(gè)傳動(dòng) 鏈單元(12， 16， 18)和一個(gè)電氣單元(20, 22， 24)作為部件。
4. 如權(quán)利要求3所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于，傳動(dòng)鏈單元包 括以下的單元中的一個(gè)或多個(gè)作為獨(dú)立的單元制動(dòng)單元(18)、軸 單元(14)、發(fā)電機(jī)單元(20)。
5. 如權(quán)利要求4所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于，傳動(dòng)鏈附加地 包括一個(gè)齒輪箱(16)。
6. 如權(quán)利要求1-3之任一項(xiàng)所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于，電 氣單元包括以下的單元中的一個(gè)或多個(gè)作為獨(dú)立的單元輸電網(wǎng)接線 單元(24)、轉(zhuǎn)換器單元(22)、變壓器單元。
7. 如權(quán)利要求1-6之任一項(xiàng)所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于，提 供一個(gè)塔架單元作為一個(gè)附加的部件。
8. 如權(quán)利要求7所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于，塔架單元具有 以下的單元中的一個(gè)或多個(gè)作為部件如設(shè)備、提升裝置和存取控制 裝置。
9. 如權(quán)利要求1-8之任一項(xiàng)所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于，提 供一個(gè)以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
10. 如權(quán)利要求l-8之任一項(xiàng)所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于，提 供一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力設(shè)備，其具有至少兩個(gè)部件，這些部件分別具有傳感器和/或執(zhí)行單元并包含一個(gè)控制單元，每個(gè)控制單元與一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相連接，并且與其他部件的控制單元交換關(guān)于部件的工作狀況的信號(hào)、檢測(cè)到的傳感器值和/或用于其他部件的控制信號(hào)。
文檔編號(hào)F03D7/02GK101133244SQ200380108545
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2003年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月8日
發(fā)明者托馬斯·舒伯特 申請(qǐng)人:諾德克斯能源有限公司