(57)【要約】【課題】風力発電装置（１０００）の運転方法に関し、ロータ（３）を停止させて固定すること。【解決手段】ロータ（３）を制動するステップと、ロータ（３）を停止位置に位置決めするステップと、ロータ（３）を停止位置（Ｐ１、Ｐ２）に固定するステップとを含む。本発明によると、最終位置は予め定められ（Ｓ２）、前記最終位置に関連付けられた停止位置に制御するようにロータ（３）を制動し（Ｓ−Ｉ）、前記所定の最終位置に位置決めするために（Ｓ−ＩＩ）、前記停止位置に停止するまで自動化された手順で前記ロータを制動し、前記停止位置に固定するため（Ｓ−ＩＩＩ）、機械式固定装置は特に自動で適用される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
例えば、サービス状況、または、運転上必要とされるシャットダウンのような状況に応じて、ロータ（３）を停止させて固定する、風力発電装置（１０００）の運転方法であって、
ロータ（３）を制動するステップと、
前記ロータ（３）を停止位置に位置決めするステップと、
前記ロータ（３）を前記停止位置（Ｐ１、Ｐ２）に固定するステップと、を含み、
最終位置は予め定められ（Ｓ２）、
前記最終位置に関連付けられた停止位置に制御するように、前記ロータ（３）を制動し（Ｓ−Ｉ）、
前記予め定めた最終位置に位置決めするため（Ｓ−ＩＩ）、前記停止位置に停止するまで自動化された手順で前記ロータを制動し、
前記停止位置に固定するため（Ｓ−ＩＩＩ）、機械式固定装置が特に自動的に適用される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記固定動作において、発電機ロータ（７．１）は発電機ステータ（７．２）に固定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記固定動作において、ロータハブハウジング（１５）は機械室収容部（１２）に固定される、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記固定動作において、ロータハブ（９）、および／または、発電機ロータ（７．１）用のベアリングは固定される、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記固定動作は、ありつぎ式形状結合（formschluessig）で拘束手段によって行われる、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記固定動作は、摩擦結合（reibschluessig）で機械式制動作用を有する手段によって行われる、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記制動動作（Ｓ−Ｉ）に関し、
機械式制動作用が制御して行われ（Ｓ６、Ｓ８）、かつ／または、
空力制動作用が制御して生み出され（Ｓ３）、かつ／または、
前記発電機、特に発電機ロータの励磁は制動作用（Ｓ５）の生成により制御され、
前記制動作用は、電流生成またはその他の負荷によって生じる減速を上回る、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも前記ロータの回転速度、および／または、減速度が、特に前記制動動作（Ｓ−Ｉ）（Ｓ４）において特にインクリメンタル・エンコーダを介して測定され、前記制動動作（Ｓ−ＩＩ）の制御に用いられる、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ロータを固定し特に拘束するラッチ手段として前記発電機のラッチモーメントを用いることにより前記停止位置が設定され（Ｓ６）、
前記ロータの角度位置を予め定めると共に前記角度位置を前記発電機のラッチ位置に関連付けることにより、前記ロータの最終位置は予め定められる、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
最終位置の連続的な角度設定目盛りは、前記発電機の離散的なラッチ目盛りを介して、停止位置の準離散的な角度目盛りに関連付けられる、
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
離散的ラッチ目盛りは、前記発電機上の角度区分上に予め定められ、発電機リング、特にステータリング、および／または、ロータリング上の拘束溝の分布、および／または、極の分布によって予め定められている、
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記制動動作において、前記発電機ロータの磁極片は励磁制動制御値に依存して励磁制御より予め定められた励磁手段（Ｓ５）によって励磁され、特に前記励磁制動制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
空力制動作用（Ｓ３）のための前記制動動作において、前記ロータのロータブレードは風を受けないようピッチ制御され、特に空力制動制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記制動動作において、機械式ブレーキはブレーキ適用制御値に依存してブレーキ適用制御により予め定められたブレーキ適用（Ｓ６、Ｓ８）によって実現され、特に前記ブレーキ適用制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
ブレーキ適用制御により予め定められた前記ブレーキ適用は、特に較正ブレーキ効果に基づいて較正される（Ｓ７）、
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ブレーキ適用制御は、特に複数の制動動作に基づいてブレーキ適用の最適化を学習するオープンシステムの形式である、
請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記固定動作、特に前記拘束動作（Ｓ−ＩＩＩ）に対して、前記停止位置において、前記機械式固定装置は特に摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合により自動的に適用される、
請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
特にありつぎ式形状結合を自動で適用する固定装置の場合、前記所定の最終位置に応じて接近される前記停止位置は前記風力発電装置に対して固定された所定の拘束位置に関連付けられる、
請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記拘束位置は、拘束穴、拘束溝等の拘束ボルト受け止め手段によって予め定められている、
請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
拘束位置の分布に含まれる拘束位置が発電機ロータのラッチモーメントにより制限されるラッチ位置に一致するように、固定位置の分布、および／または、拘束位置の分布は極の分布、および／または、拘束溝の分布に対応する、
請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法を実行する、
風力発電装置に対する制御装置。
【請求項２２】
コンピュータシステムまたはそのような制御装置にロードして実行することで、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法を実行するコンピュータ実装可能命令を保持する、
コンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法が実施されるよう、プログラム可能なコンピュータ装置またはそのような制御装置と協働する、電子的に読み取り可能なコンピュータ実装可能命令を保持する、
特にコンピュータシステムまたはそのような制御装置に接続するデジタル記憶媒体。
【請求項２４】
風により駆動可能なロータがロータハブを介して発電機に駆動可能に結合されたポッドを備えた風力発電装置であって、
制動、位置決めおよび拘束により、前記ロータを停止させると共に拘束することができ、
最終位置の入力を受け付け、
前記最終位置に関連付けられた停止位置に向けて前記ロータ（３）を制動する動作を制御し、
前記所定の最終位置への前記位置決め動作において、前記停止位置で停止状態となるよう、前記ロータを自動で制動し、
前記固定動作、特に前記停止位置での前記拘束動作のため、機械式固定装置の適用を検出し、特に機械式固定装置を自動で適用する、制御装置を備える、
ことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２５】
機械式作動ブレーキ（４０、４０’）、および／または、
空力ブレードブレーキ（６０）、および／または、
電磁発電機ブレーキ（７０）、および／または、
特に摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合により適用される機械式固定装置（５０）を備え、
１または２以上の前記ブレーキ（４０、４０’、５０、６０、７０）は、制動作用を制御する制御装置（３０）に接続されている、
請求項２４に記載の風力発電装置。
【請求項２６】
前記機械式作動ブレーキ（４０）および前記機械式固定装置（５０）はディスクブレーキに組み込まれ、
ブレーキディスクは前記風力発電装置の回転部、特にロータハブハウジング（１５）、および／または、発電機ロータ（７．１）に取り付けられ、
制動手段、特に、ブレーキパッド、および／または、拘束ボルトは前記風力発電装置の固定部、特に、機械室収容部（１２）、および／または、発電機ステータ（７．２）に取り付けられている、
請求項２４または２５に記載の風力発電装置。
【請求項２７】
前記ブレーキディスクに適用するためにブレーキパッドが前記風力発電装置の固定部に設けられ、前記ブレーキディスクは拘束溝に係合可能な複数の拘束ボルトに関連付けられた複数の拘束溝を有する、
請求項２６に記載の風力発電装置。
【請求項２８】
センサシステム（２３０）が前記制動作用を制御する制御装置（３０）に接続され、特に前記センサシステム（２３０）はインクリメンタル・エンコーダ（Ｓａ、Ｓｂ）、および／または、風速測定装置（Ｓｖ）を有し、特に前記センサシステムは回転速度、位置、外部温度および風速を含む値の組から選択した制動制御値を測定する、
請求項２４ないし２７のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項２９】
前記制御装置（３０）には、前記最終位置を入力するための入力端末（３１、３１’、３１”）、特にキーボード、および／または、モニタが接続されている、
請求項２４ないし２８のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項３０】
特に学習可能な較正装置が前記制御装置に接続され、または、組み込まれている、
請求項２４ないし２９のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータを停止させると共に拘束する風力発電装置の運転方法に関し、ロータを制動し、停止位置に位置決めし、前記停止位置に固定する。また、本発明は風力発電装置を運転するための制御装置に関し、対応するコンピュータプログラム製品、および、当該コンピュータプログラム製品を保持するデジタル記憶媒体に関する。さらに、本発明はポッドを備えた風力発電装置であって、ポッドにおいて、風により駆動可能なロータがロータハブを介して発電機に駆動可能に結合され、ロータを制動し、位置決めし、固定することにより、ロータを停止させると共に固定することができる風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の種類の風力発電装置においては、定格回転速度から制動された回転速度にロータを減速することができる制動機能を、ロータに対して設けることが知られている。すなわち、ドライブトレイン（駆動系）の一部として、または、ロータに結合して、例えば機械式制動機能または空力制動機能が設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特に空力制動機能が不適切と考えられる状況において、機械式制動機能が実装される。空力制動機能は、ロータブレードのピッチ角を制御してロータを意図的に制動する場合に用いられる。これにより、非常に効率良くロータの速度を削減することができる。しかし、ロータを停止に至らしめ、または、ロータを信頼できる停止位置に移動させることは、通常できない。ロータブレードでストールが発生した場合、または、そのような望ましくない空力制動機能が生じた場合には、好ましくない空力制動機能が生じる。
【０００４】
風力発電装置がロータを適切に制動する動作モードにある場合、ロータの残留回転速度、および、例えば電気機械式ブレーキまたは油圧式ブレーキのような機械式ブレーキによる制動のアプローチ時間、ならびに、その減速効果を推定することにより、風力発電装置を停止状態とすることができる。しかしながら、最終的な停止位置は、ロータの残留回転速度の上記パラメータ、および、機械式ブレーキのアプローチ時間および減速度に関するサービス担当者による推定精度の範囲内であり、その点で不確実である。したがって、ロータを確実に停止させてロータを停止状態で固定できるようにするため、推定精度の範囲内で、固定可能な位置にロータを正確に導いて、十分な期間に亘ってその位置で停止状態に留まるように、ロータを位置決めしなければならない。他方、ロータを固定可能、特にロータを拘束可能な位置を見出すのは、複雑かつコストがかかることが判明している。なぜなら、固定位置、特に拘束位置は制動動作中の位置決め手続きとして基本的に確立されておらず、サービス担当者の経験に委ねられているからである。
【０００５】
ロータが固定され、特にロータが拘束された状態においてのみ、ロータに対する作業が許可されるべきである。固定、特に拘束に要する時間は実際のサービス時間から差し引かれるため、かかる時間を最短にすべきである。緊急の場合、例外的措置としてロータの最終的な拘束を、例えば力学的（ないし機械的、dynamisch）なボルト挿入のみによる思い切った手順で行うことができる。このとき、まだ回転中のロータは拘束ボルトによって捕捉され、急激に停止させられる。しかし、ロータへの力学的なボルト挿入に含まれる手順は風力発電装置の拘束部品にとって有害であり、特に固定装置に損傷が生じた場合には致命的となる。ロータが回転中の場合に力学的なボルト挿入を実現する試みとして、例えば、拘束ボルトを拘束アームに沿ってスライドさせて、過負荷状態において拘束溝にラッチして係合させることが行われる。すると、拘束アームが摩耗されて拘束アームの一部が拘束溝の領域内で破断するおそれがある。結果として、拘束部品は、風力発電装置を拘束することを保証できなくなる。ロータをエラーなしに固定し、特に拘束できるようにするため、制動手順において信頼できるロータの位置決めを可能とすることが望ましい。特に、ロータへの力学的なボルト挿入動作を回避することが望ましい。
【０００６】
本発明はかかる観点でなされたものであり、本発明の目的は、風力発電装置を停止させる際に、改善された方法でロータの位置決めを行い、特にロータを固定可能な、好ましくはロータを拘束可能な方法および装置を提供することにある。好ましくは、運転上の観点から風力発電装置を停止させる方法を含む。特に、風力発電装置の固定部に損傷を与えることなく、かつ、自動的に停止位置での固定、特に拘束が可能となるように、位置決めは確実に実施されるべきである。特に、本発明は、予め定めた最終位置に応じてロータの位置決めを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によると、請求項１に係る方法が提供される。
本発明の第２の態様によると、請求項２１に係る制御装置が提供される。
本発明の第３の態様によると、請求項２２に係るコンピュータプログラム製品が提供される。
本発明の第４の態様によると、請求項２３に係るデジタル記憶媒体が提供される。
本発明の第５の態様によると、請求項２４に係る風力発電装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は風により駆動可能なロータがロータヘッドのロータハブを介して発電機の駆動系に結合されたポッドを備えた風力発電装置の好ましい形態を示す。制御された制動、予め定められた位置決め、および、ロータの自動的拘束により、ロータを停止させると共に固定することができる。
【図２】図２は、ここでは、減速のための１または２以上の異なる制動機能、すなわち、機械式ブレーキ、および／または、空力ブレーキ、および／または、電磁ブレーキ、および／または、停止状態での拘束のための拘束手段を用いた、ロータの制動、位置決め、および、拘束のための制御装置を図示するとともに、図１の風力発電装置のポッドの一部の斜視図を示す。ここで、停止位置として、発電機のラッチ位置を使用する。
【図３】図３は図２のポッドの部分断面図であり、特に好ましい機械式固定装置を示す。
【図４】図４は図２のポッドに対する特に好ましい機械式固定装置の他の部分断面図を示す。
【図５】図５は、機械式ブレーキをディスクブレーキとして備えた、発電機上の好ましい機械式固定装置を例示する。機械式作動ブレーキ、および、ロータの再始動を防ぐ目的で停止位置にロータを拘束する拘束装置は、ディスクブレーキに組み込まれている。また、機械式固定装置は、拘束ボルトおよび拘束溝、および／または、摩擦結合により確実な固定結合を提供する。
【図６】図６（Ａ）は、細部Ｘの領域において、機械室収容部またはロータハブハウジングという変形例に応じて、機械式固定装置として、機械式ブレーキ、および／または、拘束装置を搭載する可能性を示す。図６（Ｂ）は、細部Ｘを別の斜視図として示す。
【図７】図７は、好ましい形態に係る方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
方法に関する目的は、請求項１に係る風力発電装置の運転方法により達成される。本発明によると、最終位置が予め定められ、前記最終位置に関連付けられた停止位置に制御するようにロータを制動し、前記予め定めた最終位置に位置決めするため、前記停止位置に停止するまで自動化された手順で前記ロータを制動し、前記停止位置に固定、特に拘束するため、機械式固定装置が適用される。特に、機械式固定装置は自動的に適用することができる。
【００１０】
本発明の概念によると、風力発電装置に対する請求項２１に係る制御装置が導かれる。この制御装置は、特に運転上の理由から風力発電装置を停止するために、本発明に係る風力発電装置の運転方法を実行する。また、本発明の概念によると、請求項２２に係るコンピュータプログラム製品、および、請求項２３に係るデジタル記憶媒体が導かれる。
【００１１】
装置に関する目的は、請求項２４に係る風力発電装置によって達成される。本発明によると、風力発電装置は、最終位置の入力を受け付け、前記最終位置に関連付けられた停止位置に向けて前記ロータを制動する動作を制御し、前記所定の最終位置への前記位置決め動作において、前記停止位置で停止状態となるまで前記ロータを自動で制動し、前記固定動作、特に前記停止位置での前記拘束動作のため、機械式固定装置の適用を検出し、特に機械式固定装置を自動で適用する制御装置を備えている。
【００１２】
本発明の概念は、停止位置を設定する際、十分に正確で信頼性があることが判明した。特に格別に有利な展開形態において、ロータを固定し、特にロータを停止位置で拘束するために自動で適用される機械式固定装置を提供することができる。これは、ロータ上の空気力学的な力に対応するように設計された、例えば、実際の風速に応じてされた、トルクを抑制する力によって行われる。原理的には、機械式固定装置を手動で適用することも可能である。自動および手動で適用する手順において、停止位置がロータを固定、特に拘束するのに適したものであることが望ましいことが判明した。特に、このことは、風力発電装置の固定部とロータを停止位置に拘束するロータの一部との間でありつぎ式形状結合を用いる機械式固定装置にとって有利であることが判明した。原理的には、摩擦結合を付加的にまたは代替として用いることができる。本発明の概念は、特にロータが再始動するのを防ぐ目的でロータを停止位置に拘束するために、可能な限り少ない抵抗で、かつ、単純で信頼性の高い方法で、機械式固定装置を適用するための基礎を与える。
【００１３】
本発明の概念によると、特にこれまでは手動で行われてきた手動によるボルト挿入または拘束過程は、もはや必ずしも担当要員の個人的な経験に依存しない。サービス担当メンバーは、ロータの停止後にロータの位置の再制御、特にロータの固定、特にロータの拘束のために、風力発電装置のポッド（ないしナセル）の回転領域に進入する必要がなくなるため、作業の安全性も高められる。したがって、本発明の概念によると、例えば、ロータが固定され、特に停止位置で拘束された後に限って開かれる分離保護設備が提供される。本明細書の冒頭で言及した力学的なロータのボルト操作は全く不可能となり、これによって生じる損傷を防ぐことができる。例えば、サービス要員がパイロンのベースに入った場合に、まず、制動および位置決め動作を自動で開始することができるため、サービス状況におけるメンテナンス時間も削減することができる。固定動作、特に拘束動作についても、自動で開始しておくことが可能である。これにより、全体として、風力発電装置の停止期間を削減することができる。
【００１４】
本発明の好ましい展開形態は添付の請求項に記載され、目的に応じて、および、好ましい可能なオプションに関して、本発明の概念をさらに展開する有利で可能な方法を記載している。
【００１５】
特に、好ましくは、１つまたは複数の異なる制動機能が提供される。これによると、制動作用の有効性を増大させる。特に、機械式制動作用を制御して行い、かつ／または、空力制動作用を制御して生み出し、かつ／または、発電機、特に発電機ロータの励磁を制御することができる。この目的で、機械式作動ブレーキ、および／または、空力ブレードブレーキ、および／または、電磁発電機ブレーキ、および／または、特に摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合により適用される機械式固定装置を備えた、ブレーキシステムを設けることができる。特に、ブレーキシステムの下で１または２以上のブレーキは制動作用を制御する制御装置に接続されている。これにより、予め定めた最終位置を経由して、比較的効率良く停止位置に近づいて確実に拘束することが可能となる。
【００１６】
好ましくは、固定動作、特に停止位置での拘束に関して、自動で適用される機械式固定装置が提供される。これにより、手動で作動させるブレーキまたはそのような手動で作動させる制動手段を用いた、手動でのロータの固定または拘束は実質的に余分なものとなり、サービス状況における安全性が向上する。
【００１７】
好ましくは、ロータを固定してロータの再始動を防ぐ固定操作は、ありつぎ式形状結合、特に、付加的に摩擦結合によって行うことができる。ありつぎ式形状結合は、例えば、ロータ内の拘束溝に導入される１または２以上の拘束ボルトのように、例えば複数の機械的な確実にロックする固定装置によって行うことができる。このようにして、メンテナンス時間を削減するとともに、一方では安全性の信頼度を高めつつ、ロータを拘束することが可能となる。
【００１８】
特に好ましい構造的に実現される展開形態によると、機械式作動ブレーキおよび機械式固定装置は、ディスクブレーキに組み込むことができる。かかるブレーキシステムは、比較的コンパクトで信頼性の高い方法で実現することができる。特に好ましくは、固定アーム、特にブレーキディスクは風力発電装置の回転部、特にロータハブハウジングに搭載することができ、かつ／または、例えば発電機ロータ、特にリング発電機のリングロータのような発電機の回転部に搭載することができる。特に好ましくは、制動手段、特にブレーキパッド、および／または、拘束ボルトは、風力発電装置の固定部（定置部）、特に、機械室収容部、および／または、例えば発電機ステータのような発電機の固定部に搭載することができる。特に、固定部材、特にブレーキディスクに適用するために風力発電装置の固定部にブレーキパッドを設けることができる。また、固定部材、特にブレーキディスクは複数の拘束溝に係合可能な複数の拘束ボルトに関連付けられた複数の拘束溝を有していてもよい。
【００１９】
特に好ましい展開形態によると、停止位置は発電機のラッチモーメント（Rastmoment）を拘束に利用することで設定される。特に、ロータの角度位置を予め定めると共に角度位置を発電機のラッチ位置に関連付けることにより、ロータの最終位置は予め定めることができる。
【００２０】
好ましくは、最終位置の連続的な角度設定目盛りは、発電機の離散的なラッチ目盛りを介して、停止位置の準離散的な角度目盛りに関連付けられる。離散的なラッチ目盛りは、発電機上の角度区分上に予め定められ、発電機リング、特にステータリング、および／または、ロータリング状の拘束溝の分布、および／または、極の分布によって予め定められている。
【００２１】
特に効果的かつ有利に制御可能であることが示される制動方法は、発電機、特に発電機ロータの励磁が制御されるものである。好ましくは、制動動作において、発電機ロータの磁極片は励磁制動制御値に依存して励磁制御より予め定められた励磁によって励磁され、特に、励磁制動制御量は回転速度、減速度（減速の度合い、Verzoegerung）、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値（制御量）を含む。
【００２２】
かかる展開形態の基本的な出発点は、ロータに対するブレーキ効果は発電機、例えば発電機の磁極片のような特に発電機ロータの励磁によって達成されるということである。かかる展開形態によると、制御された仕方で停止位置を設定するための制御プロセス（Regelung）において、制動作用を生じるのに適した発電機の励磁を、好適に利用可能とすることが実現される。したがって、かかる概念によると、風力発電装置のポッドの固定部に対して、ロータを自動で位置決めすることが可能となる。好ましくは、かかる概念によると、発電機の励磁を制御することで、ロータを停止位置において停止状態とする制御された制動が可能となる。
【００２３】
展開形態によると、有利なことに、励磁の拘束作用を減速の目的で使用することで、ロータの減速を非常に精密に制御することが可能となる。なぜなら、制動のための、または、ロータに対する他の減速を提示するための励磁は手動で設定することができるからである。例えば、３０％のような所定の値で励磁を選択することが可能である。対照的に、現時点では、電気機械ブレーキは、通常、閉じた状態または開いた状態の２つの動作状態を有するにすぎず、さらに部分的に不確かな作用を生じさせる。一方、制御回路を用いることで負荷に依存して比較的正確な方法で励磁を設定することができ、予め定めた最終位置に応じてロータをピンポイントで正確に位置決めすることが基本的に可能となる。
【００２４】
好ましくは、制動動作において少なくともロータの回転速度（Drehzahl）および減速度（Verzoegerung）が測定され、励磁効果の制御に用いられる。この目的で、例えば、インクリメンタル・エンコーダは、ロータの回転速度、および／または、減速度に関する測定値を、実際の値として提供することができる。励磁を拘束に利用することにより、基準回転速度および基準減速は、特にＰＩＤ制御器等の制御器に制御値として設定することができる。
【００２５】
特に好ましい展開形態によると、発電機のラッチモーメントを用いることにより、予め定められた最終位置に関連付けられた停止位置を設定することができる。一例として、有利なことに、ロータの角度位置を予め定めることによって、ロータの最終位置を予め定めることができる。角度位置は、例えば１２時の位置、または、０°と３６０°の間の別の角度位置、例えば、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°、８０°、９０°またはこれらのうちの複数の角度でもよい。ロータの角度位置を予め定めると、発電機ラッチ位置を当該角度位置に関連付けることができる。言い換えると、連続的な角度設定メモリを、発電機の離散的なラッチメモリから成る最終位置に関連付けることが有利であることが判明した。この関連付けはロータの最終位置を予め定めれば直ちに予め定めることができるため、風力発電装置を減速する際の制動動作において、正確な動作状態に動的に適合することができる。有利には、連続的な角度設定目盛りと発電機の離散的なラッチメモリとの間の関連付けは、静的なものではなく、制御回路を用いることで動的に適合させることができる。例えば、可能な限り予め定めた最終位置の近くに留まるため、予め定められた最終位置を、はじめはわずかに値が大き目の停止位置に関連付けると共に、後に、わずかに値が小さ目の停止位置に関連付けることができる。
【００２６】
離散的ラッチ目盛りは、例えばロータ上の角度分布として予め定められる。角度分布は、特に発電機リング、特に、ステータ、および／または、リング発電機の場合にはロータリング上の拘束溝、および／または、極の分布によって与えられる。
【００２７】
例えば、回転速度減速度、外部温度、または、風速は、励磁制動制御値として用いることができる。例えば、回転速度位置、外部温度、または、風速は、ブレーキ適用制御値の役割を果たすことができる。言い換えると、発電機、特に発電機ロータの励磁は、現在測定された、ロータの回転速度、および／または、減速度に応じて制御することができる。外部温度および風速も、付加的に用いることができる。特に、ロータのロータブレードの空力制動作用を制御するために、風速を用いることができる。機械式ブレーキも、ブレーキ適用制御値に応じて制御された方式で予め定めることができる。かかる目的で、回転速度、および／または、ロータの位置も用いることができる。外部温度および風速も、ブレーキ適用制御値の役割を果たすことができる。特に、展開形態によると、ブレーキ適用値に関する閾値を下回る状況で、機械式ブレーキが適用される。かかる展開形態に係る方法によると、第１の初期の制動動作において発電機の励磁による制動作用がもたらされ、第２の後の制動動作において発電機の励磁および機械式ブレーキによる制動作用をもたらされる。有利なことに、これによって、機械式ブレーキへの負荷が削減される。特に、機械式ブレーキは、より少ないコストで、より効果的にサイズ制御することがでる。機械式ブレーキは、より小さい負荷に向けてサイズ制御することができる。
【００２８】
特に、ロータを制動するための制御された励磁および機械式作動ブレーキに加えて、制御された方式で風を受けないようにロータブレードをピッチ制御することにより、ロータのロータブレードに対して制御された空力制動作用を用いることもできる。ロータを制動するための、空力制動作用と励磁制動作用の組み合わせ、および、機械式ブレーキは、特に制御回路に適していることが示されている。好ましくは、ロータが停止するまで風力発電装置を減速するために、かかる方法を展開形態において実施することができる。
【００２９】
特に好ましくは、制御装置は、較正可能、かつ／または、最適化を学習するオープンシステムの形式とすることが可能である。特に、これは、較正可能、かつ／または、ブレーキ適用の最適化を学習するオープンシステムの形式とすることが可能なブレーキ適用制御のための制御ユニットに関係する。特に、これは、較正可能、かつ／または、最適化を学習するオープンシステムの形式とすることが可能な励磁ブレーキに対する制御ユニットにも、付加的にまたは代替的に関係している。したがって、較正ブレーキに基づき、複数の作動ブレーキを用いることにより、風力発電装置の制御デバイスは最適化され、使用数を増やすことでシステムのメンテナンス時間を削減し、拘束を目的としてロータを停止位置に位置決めする際の信頼性が高まる。
【００３０】
拘束位置の分布に含まれる拘束位置がラッチモーメントによって生じる発電機ロータのラッチ位置に一致するように、固定位置の分布、特に拘束位置の分布は、拘束溝、および／または、発電機の極の分布に適合することが特に有利であることが示された。基本的に、励磁はいわゆるラッチモーメントを生じ、ラッチモーメントはロータの機械的構造によって支配される確定した位置にロータを停止させる。これは、特に、複数の拘束溝および複数の極対に関係している。さらに、ロータの機械的な構造も、ラッチモーメントの生成に寄与する。発電機のロータの極感度、すなわちラッチモーメントに支配される位置決めがロータのボルト操作、および／または、拘束動作を促すように、拘束溝と発電機の極の組み合わせ、および、拘束溝は構造上有利に選択される。
【００３１】
好ましくは、風力発電装置は、
機械式作動ブレーキ、および／または、
空力ブレードブレーキ、および／または、
電磁発電機ブレーキ、および／または、
特に摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合により適用される機械式固定装置を備え、１または２以上のブレーキは制動作用を制御する制御装置に接続されている。
【００３２】
機械式作動ブレーキは第１の適用駆動部を備え、これにより、制動手段、特にブレーキパッドを、走行手段、特に固定アーム、および／または、ブレーキディスクに適用することが可能となる。機械式作動ブレーキは、制動作用、特に制動作用の適用を制御する制御装置を有する第１のインタフェースを備えていることが有利である。
【００３３】
機械式固定デバイスは第２の適用駆動部を備え、これにより、制動手段、特に拘束ボルト、および／または、ブレーキパッドは、拘束手段、特に拘束溝、および／または、ブレーキディスクに固定できるようにすることが有利であることが判明した。機械式固定装置は、固定作用を制御する制御装置との第２のインタフェースを備えていることが有利である。
【００３４】
空力ブレードブレーキはピッチモータを備え、ピッチモータによりブレードのピッチ角を制御することができ、ピッチモータは制動作用、特にピッチ制御を制御する制御装置との第３のインタフェースを有することが有利であることが判明した。
【００３５】
電磁発電機ブレーキは発電機ロータの磁極片の励磁を制御する第４のインタフェース、および／または、ロータのラッチ感度を伝達する第５のインタフェースを備えていることが有利であることが判明した。
【００３６】
かかる方法において、第１、第２、第３、第４、および／または、第５のインタフェースは、制御ループ内で作動させるようにしてもよい。
【００３７】
風力発電装置において、機械式差動ブレーキおよび固定装置はディスクブレーキに組み込まれていることが好ましい。好ましくは複数の拘束溝を有するブレーキディスクの固定アーム、特にブレーキディスクは風力発電装置の回転部に取り付けられ、制動手段は風力発電装置の固定部に取り付けられていることが好ましい。ブレーキディスクは、例えばロータハブハウジングに取り付けることができる。したがって、風力発電装置の固定部は、機械室収容部に取り付けられていることが好ましい。
【００３８】
固定アーム、特にブレーキディスクは、例えば発電機ロータ、特にリング発電機のリングロータのような、発電機の回転部に取り付けられることが特に好ましい。したがって、風力発電装置の固定部は、ステータ固定部、特にステータ支持部に取り付けられていることが好ましい。
【００３９】
制動手段は、ブレーキパッド、および／または、拘束ボルトまたはそのような固定手段を有し、特に固定手段に対する適切な駆動部をさらに有するブレーキユニットであることが好ましい。
【００４０】
付加的または代替的に、機械式ブレーキは、機械室の機械式ドライブトレインに設けられた、特にドライブトレインにおいてロータハブと発電機との間に設けられたディスクブレーキの形式としてもよい。
【００４１】
ブレーキパッドはブレーキディスクに適用するために風力発電装置の固定部に取り付けられ、ブレーキディスクは拘束溝に係合可能な複数の拘束ボルトに関連付けられた複数の拘束溝を有することが特に好ましい。
【００４２】
特に、インクリメンタル・エンコーダ、および／または、風速測定装置を有するセンサシステムは、回転速度、位置、外部温度および風速を含む値の組から選択した制動制御値を測定する。また、センサシステムは、制動作用を制御する制御装置に接続されている。
【００４３】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面は、実施形態の実寸を必ずしも忠実に表すことを意図するものではなく、模式的な、かつ／または、多少変形された、説明のための図示にすぎない。図面から直接見出される教示の付加的な態様に関連して、関連技術に注意が向けられる。この点に関して、本発明の概念から逸脱することなく、実施形態の形式および詳細に関する多数の異なる改良および変更が可能であることに留意されたい。明細書、図面、および、特許請求の範囲に開示された本発明の特徴は、個別に、また、任意の組み合わせで、本発明のさらなる展開形態に不可欠となる。さらに、本発明の技術的範囲は、明細書、図面、および／または、特許請求の範囲に開示された特徴の少なくとも２つ以上のあらゆる組み合わせを包含する。本発明の一般的考えは、以下に記載され図示された好ましい実施形態の正確な形式または詳細、または、特許請求の範囲にクレームされた主題と比較して限定された主題に限定されるものではない。表示された測定領域において示された範囲に存在する値も、同じウェイトの値でないものとして開示することを意図したものであり、任意に使用し、主張することを意図したものである。本発明のさらなる利点、特徴、および、詳細は、以下の好ましい実施形態の記載と、図面を参照することで明らかとなる。
【００４４】
図１は、パイロン１と、ポッド（ないしナセル）２と、複数の（ここでは３つの）ロータブレード３．１、３．２、３．３を有するロータ３とを備えた風力発電装置１０００を示す。ロータブレード３．１、３．２、３．３はロータハブ９を内蔵するスピナ４を介してロータヘッド５において、図２により詳細に示すように図２の発電機７に駆動的に結合されている。この目的のため、ロータブレード３．１、３．２、３．３は、図２に示すブレードベアリング８を介してロータハブ９ないしハブアダプタに接続されている。ロータハブは、発電機７の固定部である発電機ステータ７．２に電流を生成する発電機７の発電機ロータ７を駆動する。図２は、ブレードベアリング８と、ロータハブ９と、発電機ロータ７．１および発電機ステータ７．２を有する発電機７と、を備えたポッド２内の機械室の詳細を示す。
【００４５】
ロータ３が回転しているとき、ロータハブハウジング１５は、ポッド２の機械室を収容する機械室収容部１２に対して回転する。本実施形態の場合、ロータハブ９およびブレードベアリング８は、ロータハブハウジング１５に入り込んでいる。発電機ロータ７．１はロータハブ９のような軸受ジャーナル１９に回転自在に取り付けられ、ロータ３の回転運動は発電機ロータ７．１を回転駆動する。
【００４６】
機械室２０のプラットフォーム２１は、風向きに応じて軸Ａを有するポッドを配向するために方位角ベアリング２３を作動させる複数の方位角モータ２２を保持している。風力発電装置は、プラットフォーム２１上で端末３１を介して局所的に制御することができる。風力発電装置の制御装置３０は、図２に図示するように、端末３１を介してアクセス可能である。すなわち、命令およびパラメータは、端末３１を介して実装することができる。これにより、例えば運用環境に起因するサービス状況のような運転上の理由から、風力発電装置１０００を減速させることができる。パイロンのベース内またはベース上にさらに設けられた第１の端末３１’は例えば制御装置３０に接続することができ、さらなる第２の端末３１”はコントロールセンタに設けると共に制御装置３０に接続することができる。
【００４７】
サービス状況下では、ロータハブハウジング１５において様々な措置を講じる必要がある。このことは、風力発電装置に対する措置についても当てはまる。ロータの動きを実質的に停止させ、風力発電装置が再始動するのを防ぐ目的で、ロータ３を停止させて停止状態で拘束する必要がある。一例として、図６（Ａ）は、ロータブレード３．１を１２時の位置としつつロータ３の第１の停止位置Ｐ１で停止した風力発電装置１０００Ａを示す。一方、図６（Ｂ）は、サービス担当者Ｐのサービス動作中に、ロータブレード３．１を２時の位置としつつロータ３の第２の停止位置で停止した風力発電装置１０００Ｂを示す。
【００４８】
サービス作業を準備するため、関係する作業状況により、機械的、および／または、空気力学的にロータ３を制動することによって、風力発電装置１０００、１０００Ａ、１０００Ｂは、ロータが静止するまで減速制動される。本明細書に記載された概念に係る制御を行わない場合、ロータ３は、制動動作により、多かれ少なかれ推定によって与えられる休止位置に停止させなければならない。この休止位置がロータを拘束可能な停止位置に一致しない場合、不適切な休止位置から拘束可能な停止位置までロータ３を回転させなければならない。そこで、上述の不適切な休止位置でロータ３が停止することを避けることが目的となる。なぜなら、不適切な休止位置から拘束可能な停止位置までロータ３を回転させるために余計な労力が必要となるからである。
【００４９】
さらに、いまだ少なからぬ残留トルクでロータ３が回転している間に、ロータ３を直接拘束可能な停止位置に直接手動で拘束する（力学的キャッチ（dynamishes Einfangen）ともいう。）ことにより、ロータ３の急激な停止というデメリットが生じるおそれもある。力学的キャッチは、ロータ３がまだ回転している間に、停止位置での拘束作用によってロータ３を停止させることによって行われる。この手順はロータ３を拘束する固定装置に少なからぬ負荷およびモーメントを及ぼし、固定装置を重大な損傷を与えるおそれがあるため、回避すべきであり、好ましくは技術的な観点から極力排除すべきである。
【００５０】
風力発電装置をロータの停止位置に減速するために、ピッチモータ６１によって設定されるロータブレード３．１、３．２、３．３の適切なピッチ角により、ロータ３の空力制動作用を用いることができる。これは、（４角ブロックで）象徴的に図示した空力ブレーキ６０によって実現される。
【００５１】
かかる空力ブレーキ６０に加えて、ロータの操作において、すなわち、ロータ３が回転しているときに、機械式作動ブレーキを用いることもできる。好ましくは、機械式作動ブレーキはロータ３によって駆動される回転部、例えば、（本実施形態には該当せず、図示しない）直接回転シャフトに係合することができる。（図示の）軸受ジャーナル１９を備えた風力発電装置のドライブトレインの場合、作動ブレーキ４０は基本的に発電機ロータに係合することができる。これは本実施形態に示され、以下では図３および図４を参照して説明される。（本実施形態には該当せず、図示しない）変形例において、例えばロータハブ９のようなドライブトレインの他の回転部に係合できるようにしてもよい。本実施形態では、作動ブレーキ４０から成る第１の制動手段は、発電機ステータ７．２に取り付けられ、発電機ロータ７．１上の第２の制動手段に作用する。したがって、作動ブレーキ４０は発電機ステータ７．２と発電機ロータ７．１の間で動作し、この点で発電機ステータ７．２と発電機ロータ７．１の間に配置されている。
【００５２】
変形例では、作動ブレーキは軸受ジャーナル１９上のベアリング、（本実施形態には該当せず、図示しない）特に発電機ロータ７．１と軸受ジャーナル１９の間のベアリングに係合することができる。
【００５３】
一例として図示したように、ポッド２の回転部とポッド２の固定部との間、例えばロータハブハウジング１５と機械室収容部１２との間に、さらなる機械式作動ブレーキ４０を追加的または代替的に設けることができる。
【００５４】
付加的または代替的に、一例として図２に示した機械式作動ブレーキ４０、４０’のうちの少なくとも１つに対して、風量発電装置１０００は、機械式固定装置を用いてロータ３を停止状態で拘束する機械式拘束手段または拘束ブレーキ（パーキングブレーキともいう。）をポッド２内に備えている。固定装置５０は、図３および図４において、機械式作動ブレーキ４０、４０’と組み合わせて、より具体的には、発電機ステータ７．２とは発電機ロータ７．１の間の機械式作動ブレーキ４０（変形例において、および／または、機械室収容部１２とロータハブハウジング１５の間の機械式作動ブレーキ４０’）と組み合わせて、拘束ブレーキの形式で例示されている。
【００５５】
以下では、図３および図４を参照して、特に発電機スタータ７．２と発電機ロータ７．１の間に機械式作動ブレーキ４０を備えた固定装置５０についてより詳細に説明する。機械式作動ブレーキ４０を備えた、または、備えていない拘束手段は、例えば、摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合によって基本的に異なる方法で実現される。拘束作用を説明するために、ありつぎ式形状結合の一例を図５に示す。
【００５６】
一般的に、さらに、摩擦結合を説明するために、風力発電装置１０００の固定部に取り付けられたブレーキパッドまたはブレーキシューは、風力発電装置１０００の回転部に取り付けられたブレーキディスクに係合することができる。同様に、風力発電装置の回転部上のブレーキディスクに係合する風力発電装置の固定部のブレーキパッドまたはブレーキシューは、機械式作動ブレーキのために用いることができる。特に、本実施形態においては、拘束手段と組み合わせて機械式作動ブレーキ４０を実現することができる。また、本実施形態では、機械式作動ブレーキ４０は、拘束作用の第１の部分として、さらに高い作動ブレーキ圧で用いられる。
【００５７】
拘束手段は単体で、すなわち上述の機械式作動ブレーキ４０なしで実現することもでき、以下では、図３および図４の固定装置５０を用いて説明する。変形例に係る固定装置５０’に対する作動ブレーキ４０’の他の構成は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に詳細を示す。
【００５８】
以下では、簡単のため、同一の参照符号は同一もしくは類似の特徴、または、同一もしくは類似の機能の特徴に対して用いられる。特に、固定装置５０は図３および図４に関連して説明され、この点で他の特徴に関して上述の説明に留意されたい。
【００５９】
図３は、ドライブトレインを構成するロータ３と発電機７とを備えたシステム１００の構成をより詳細に示す。ロータ３は、ロータハブ９を介して軸受ジャーナル１９に回転自在に取り付けられ、発電機７に対しても発電機ロータ７．１を介して接続されている。ここで、ロータ３の回転運動は、発電機ロータ７．１の回転運動に変換することができる。この場合、発電機ステータ７．２内で回転する発電機ロータ７．１は発電機の設計上の構成に応じて電流を生成する。発電機ロータ７．１は周辺部に適当に配置された極７Ｐを有し、一方、発電機ステータ７．２は適切なステータ巻線７Ｓを有する。
【００６０】
発電機ステータ７．２は、ステータスター（星型部材）１８に固定された複数のステータ支持アーム１７Ｓによって支持される。軸受ジャーナル１９およびステータスター１８は、機械室２０内の方位角ベアリング２３上の機械支持体２４によって支持される。
【００６１】
固定装置５０を説明すると、発電機ロータ７．１、複数の固定溝１６Ｎと摩擦面１６Ｓを有する固定アーム１６を支持構造１７Ｐの端部に備えている。ここではより詳細に特定しないものの、かかる固定アーム１６はロータハブハウジング１５の端部にも形成することができることに留意されたい。本実施形態では、固定アーム１６は固定手段１４と協働して上記の固定装置５０を表す（または、変形例では、機械室収容部１２とロータハブハウジング１５の間の固定装置５０’を表す）。固定装置５０（または固定装置５０’）は、図５を参照して一般的に説明される。
【００６２】
図４は、発電機ロータ７．１と発電機ステータ７．２の間で、拡大した斜視図として、固定アーム１６、固定溝１６Ｎ、および、摩擦面１６Ｓを備えた固定装置５０を表すために、機械式作動ブレーキ４０を拡大して示す。図５を参照すると、特に図４は、拘束機能を有する作動ブレーキの一部として、一般に参照符号５２で識別される拘束溝５２（図４では固定溝１６Ｎ）に係合する拘束ボルト５１の支持部を示している。
【００６３】
一般に、ありつぎ式形状結合の例として、風力発電装置の回転部を停止させるために、例えば拘束ボルト５１は風力発電装置１０００の回転部における拘束溝５２に係合することができる。拘束手段の第２の部分は、このように構成することが可能である。
【００６４】
図５に示した本実施形態では、機械式固定装置５０の一部をなす、拘束手段を備えた機械式作動ブレーキ４０は、ディスクブレーキに組み込まれている。ブレーキディスク４２の形式の固定アーム１６は、風力発電装置の回転部（本実施形態では、発電機ロータ７．１）上に形成される。制動手段（ここでは、ブレーキパッド４１および拘束ボルト５１）は、風力発電装置の固定部（ここでは、発電機ステータ７．２）に取り付けられる。変形例では、固定アームはロータハブハウジング１５上にも形成することができ、制動手段は機械室収容部１２上にも形成することができる。
【００６５】
ブレーキパッド４１は、ブレーキディスク４２に適用され、機械式作動ブレーキ４０の一部をなす。ロータ３が停止したとき、ブレーキパッド接触圧力を高くすると、ブレーキパッド４１はブレーキディスク４２と組み合わせて、ロータ３を固定することが可能な機械式固定装置５０の第１の部分として機能する。さらに、ブレーキディスク４２は、拘束溝５２として上述した複数の溝１６Ｎを備えている。拘束溝５２は、拘束溝５２に係合可能な拘束ボルト５１に関連付けられている。機械式固定装置５０の第２の部分としての拘束ボルト５１と拘束溝５２の組み合わせは、確実な拘束手段を構成する。かかる拘束手段によると、一旦、係合すれば、確実に、かつ、外部の状況（風速、ネットワークの可用性）から独立してロータ３が停止され、回転運動や再始動の危険性は回避される。
【００６６】
この点で、一般的に前述した問題が基本的に存在している。すなわち、特に、ありつぎ式形状結合によって実現された（前述の機械式固定装置５０の第２の部分を有する）パーキングブレーキまたはそのような拘束装置の場合、例えば、拘束位置として図６におけるロータ３の停止位置Ｐ１、Ｐ２のように、与えられた停止位置が存在するにすぎない。このため、ロータ３の残留回転速度は、通常、図６（Ｂ）に示したサービス担当者によって推定される。例えば、電気機械式または油圧式装置により、作動ブレーキ４０、４０’の必要とされる適用時間を考慮すると共に、機械式作動ブレーキ４０、４０’の遅延も考慮して、ブレーキディスク４２の拘束溝５２が丁度拘束ボルト５１の前で停止するように、ロータ３の位置決めが行われる。このような状況に限り、特に、拘束ボルト５０を拘束溝５２にボルト挿入により係合することによって、拘束手段（ここでは、固定装置５０の第２の部分）を拘束することができる。
【００６７】
風力発電装置１０００の実施例においてこの問題を克服するため、図２は制御装置３０を示している。制御装置３０は、１または２以上の操作用の端末３１、３１’、３１”を介して操作可能であり、機能的に相違するブレーキに制御自在に接続されている。
これらのブレーキには、以下のブレーキが含まれる。
単体または組み合わせて提供される、少なくとも１つの作動ブレーキ４０、４０’、
ロータブレード３．１、３．２、３．３のピッチアングルに作用する複数のピッチモータ６１によって操作可能な空力ブレーキ６０、
発電機７上に形成され、発電機７、特に発電機ロータ７．１の励磁により制御される電磁ブレーキ７０、
本実施形態ではポッド２のロータハブハウジング１５と機械室収容部２２の間の複数の拘束ボルト５１および拘束溝５２より実現される、機械式固定装置５０の一部としての拘束手段。
【００６８】
ブレーキ４０、４０’、５０および６０、７０は、制御装置３０に制御自在に接続されている。本実施形態では、１または複数のブレーキを作動させるため、すなわち、電気式、および／または、油圧式の機械式作動ブレーキのフィードバック制御を使った制御（regelnden Steuerung）を行うため、機械式固定装置５０による拘束作用を自動で実現するため、空力ブレーキ６０を作動させるため、および、電磁ブレーキ７０を作動させるため、ブレーキシステム２００は、インタフェース２４０、２５０、２６０、２７０を介して、ポッド２、発電機７およびロータ３から成るロータ・発電機の集合体と呼ばれるシステム１００、すなわち、制御装置３０のブレーキモジュール２１０に制御自在に接続された１または２以上のブレーキ４０，４０’、５０、６０、および／または、７０に接続されている。ブレーキモジュール２１０は破線で示した適切な制御線を介して動作させることができ、端末３１、３１’、３１”を介して操作することができる。キーボード、および／または、モニタが、入力端末として制御装置３０に接続される。これにより、ロータ３の所望の最終位置を入力することができる。
【００６９】
ブレーキモジュール２１０は、少なくとも風速センサＳｖ、回転速度センサＳｎおよび減速度センサＳａを備えたセンサシステム２３０から、制御パラメータとして測定値を受け付ける。ブレーキモジュール２１０は、較正モジュールによって較正することができる。
【００７０】
原理的に、ブレーキシステム２００によると、１または２以上の制御されたブレーキ４０、４０’、６０、および、７０、ならびに、（変形例では、付加的または代替的に固定装置５０’を備えた）機械式固定装置５０の一部である拘束手段を介して、風力発電装置１０００のポッド（または、その内部）にロータ３および発電機７を備えたシステム１００、すなわち、ロータ３および発電機７は、動作中に自動で制動して、正確な位置関係で最終位置において停止状態とし、停止位置、特に、所望の最終位置において停止状態で拘束することができる。
【００７１】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、それぞれ、ポッド領域において、比較的古い、または、比較的新しい構成の風力発電装置１０００Ａ、１０００Ｂを示す。本実施形態では、同一もしくは類似の部分、または、同一もしくは類似の機能を含む部分に対して同一の参照符号を使用する。機械式作動ブレーキ４０’を機械式拘束装置と組み合わせて機械式固定装置５０’として詳細に示すため、図６（Ａ）および図６（Ｂ）の細部Ｘを図５に示す。
【００７２】
風力発電装置１０００Ａ、１０００Ｂの固定部は、機械室収容部１２によって形成することができる。風力発電装置のうちの、ロータ３の一部として可動な、すなわち、回転する部分として、ロータ３のロータハブハウジング１５が挙げられる。
【００７３】
好ましい実施形態によると、図２、図３および図４において、風力発電装置１０００の固定部は、本実施形態では、発電機ステータ７．２、すなわち、より具体的には、発電機ステータ７．２の支持アームによって形成される。ロータ３によって駆動される風力発電装置の可動部、すなわち回転部は、本実施形態では、発電機７の発電機ロータ７．１である。
【００７４】
拘束ボルト５１は、拘束溝５２とともに、機械式固定装置５０の第２の部分として拘束装置を構成する。拘束ボルト５１は、モータ手段５３（例えば、電気モータ、油圧手段、空気手段、または、磁気アクチュエータ）と、円周方向に沿った適切な相対的な位置決めにより、すなわち、拘束溝５２と拘束ボルト５１の角度位置を一致させることにより、拘束溝５２に対して、半径方向Ｒに適用することができる。拘束ボルト５１は、モータ手段５３の作動により、拘束溝５２内に移動させることができる。拘束ボルト５１が拘束溝５２の角度位置に部分的にのみ設けられている場合、モータ手段５３は動径Ｒ（矢印）に沿って予め移動しておいてもよい。拘束溝５２は漏斗形状に拘束ボルト５１を受け止める開口側面５２．１、５２．２を有し、拘束ボルト５１は自動制御するように拘束溝５２内に移動することができる。これに応じて、拘束ボルト５１は実質的に円錐状に先細りする外面５１．１を有し、その傾斜は拘束溝５２の側面５２．１、５２．２と実質的に同程度または幾分急である。
【００７５】
機械式作動ブレーキは、ディスクブレーキの形式であり、ブレーキパッド４１とブレーキディスク４２の協働によってもたらされる機能を有する。象徴的にのみ示したブレーキパッド４１は、風力発電装置１０００の運転中、すなわち、ロータ３の回転中にも、または、ロータハブハウジング１５の回転中にも、摩擦結合により、ブレーキディスク４２に摩擦力を及ぼすことができる。
【００７６】
特に、空力ブレーキ６０と組み合わせることにより、これは、ロータ３を緊急事態においても急速に停止させる非常に効果的で可能性のある方法を支える。通常、空力ブレーキ６０は、風力発電装置を減速する通常の過程において、ロータを減速してフリーホイール（自由回転）運動とした後、機械式作動ブレーキ４０を用いてロータ３を停止させるには十分である。ロータ３がまだ回転しているとき、特に緊急事態においてロータ３が例えば負荷範囲でまだ回転しているときに機械式作動ブレーキ４０を作動させるということは、機械式作動ブレーキ４０がロータ３への負荷モーメント、すなわちロータ３の減速を相当な程度にまで増大させることを意味する。深刻な状況では、機械式作動ブレーキ４０は、ネットワーク負荷が存在しない状況においてもロータ３を停止させる信頼できる手段となる。
【００７７】
あらゆる場合に当てはまるわけではなく、特にネットワーク負荷が存在しない場合には当てはまらないが、拘束ボルト５１と拘束溝５２の角度位置が同一となるよう、ポッド２の固定部に対してロータ３を自動で位置決めするため、さらに電磁ブレーキ７０を用いることができることが見出された。励磁を制御することによって、ロータ３の停止位置への制御されたブレーキは比較的容易に可能となる。結果として、空力ブレーキ６０と機械式作動ブレーキ４０（保持ブレーキともいう。）を、ネットワーク電力の供給が存在する場合にはさらに電磁ブレーキ７０を、ブレーキとして使用することが可能となる。
【００７８】
自動化された手順でロータ３を制動する特に好ましい方法によると、方法の第１の基本部分Ｓ−Ｉで、空力ブレーキ６０により、特に好ましくは発電機ロータ７．１の励磁、すなわち、電磁ブレーキ７０を利用して、自動化されたブレーキが提供される。状況が緊急事態でない場合、すなわち、ロータがフリーホイールの状態、または、非常にゆっくりと回転している場合、機械式ブレーキ４０はロータの残留回転運動をロータの所定の閾値速度よりも低速にさらに減速することができる。次に、方法の第２の基本部分Ｓ−ＩＩで、特に、拘束溝５２が拘束ボルト５１に実質的に対向し、いずれにせよ略同一の角度位置で停止するよう、ポッドの固定部に対するロータ３の自動位置決めが行われる。発電機７のラッチモーメントを、ロータをラッチユニット内に停止させる位置決め動作において有利に使用できることが見出された。ロータ３を停止状態に制動する動作は、発電機ロータの励磁の制御／フィードバック制御、および／または、機械式作動ブレーキ４０の制御／フィードバック制御によって行うことができることが見出された。より具体的には、制動動作は、残留運動により、結果として停止状態で厳密な位置決めが行われるように行われる。これにより、方法の第３の基本的部分Ｓ−ＩＩＩにおいて拘束作用を提供することが可能となる。
【００７９】
方法の第３の基本部分Ｓ−ＩＩＩにおいて、図５に一般的に示すように、拘束ボルト５１を拘束溝５２へ自動で導入することにより、自動または手動の（本実施形態では自動の）ボルト挿入によるロータの係合が行われる。さらに、摩擦結合の状態で保持ブレーキとしてブレーキパッド４１のブレーキディスク４２に対する接触圧力を増大させることで、言い換えると、風力発電装置の回転部（本実施形態では発電機ロータ７．１、および／または、変形例ではロータハブハウジング１５）を拘束するのに加えて、機械式固定装置５０の第２の部分を拘束することによって、機械式作動ブレーキは機械式固定装置４０の第１の部分を構成することができる。
【００８０】
機械式固定装置５０による拘束手段と、機械的性質の保持ブレーキまたは作動ブレーキ４０の組み合わせは、ここに示したディスクブレーキに関して特に好ましいことが示された。このため、ディスクブレーキのブレーキディスク４２は、ブレーキパッド４１による摩擦結合で把持されるブレーキ面（例えば、上述の摩擦面１６Ｓ）を有するのみならず、さらに、１または複数の拘束ボルト５１が係合可能な複数の拘束溝５２（上述の溝１６Ｎ）を有している。なお、数への言及は１または複数、つまり、１、２、３等を意味する。
【００８１】
図７は、上記の風力発電装置１０００、１０００Ａ、１０００Ｂにおいてロータ３を自動かつ制御しつつ制動して固定するための好ましい動作手順を示すフローチャートである。拘束作用は基本的に可能であり、かつ、自動化された方法で実装される。風力発電装置の再始動を、短いサービス時間で確実に防ぐことができる。
【００８２】
この方法は、方法の第１の部分Ｓ−Ｉでロータ３を制動し、方法の第２の部分Ｓ−ＩＩでロータ３を停止位置に位置決めし、方法の第３の部分Ｓ−ＩＩＩでロータ３を停止位置Ｐ１、Ｐ２に拘束する基本的な構造に従っている。具体的には、本実施形態では、第１の部分Ｓ−Ｉにおいて、（ロータブレード３．１、３．２、３．３のピッチ角を用いて）空力ブレーキ６０により、好ましくは電磁ブレーキ７０を介したロータの励磁による制動と組み合わせて、自動化された制動が行われる。具体的には、本実施形態では、第２の部分Ｓ−ＩＩにおいて、特に発電機７のラッチモーメント、および、ロータ３の停止位置への制御された制動（電磁ブレーキ７０を介した励磁の制御、および、機械式作動ブレーキ４０、４０’の形式による保持ブレーキの制御）により、ポッドの固定部に対するロータの自動位置決め（例えば、拘束ボルトに対する拘束溝の位置決め）が行われる。具体的には、本実施形態では、第３の部分Ｓ−ＩＩＩにおいて、機械式固定装置５０により（例えば、拘束ボルトの拘束溝への導入、すなわち、ありつぎ式形状結合により）ロータ上での自動または手動のボルト挿入動作が行われ、または、拘束作用は保持ブレーキ（摩擦結合）により生み出される。これは、ロータの再始動を確実に防ぐためである。
【００８３】
最初のステップＳ１において、風力発電装置はサービス状態に置かれる。第２のステップＳ２において、キー、キーボード、または、ディスプレイその他のマンマシン・インタフェース（ＭＭＩ：Man-Machine Interface）を介して、風力発電装置をボルト止め／拘束するために、最終位置、すなわち、保持位置の選択が行われる。保持位置は、例えば、発電機ステータ７．２に対する発電機ロータ７．１の相対的な方向を考慮して、停止位置として指定することができる。したがって、あるロータブレード、例えば、ロータブレード３．１に対して、その最終位置としてゼロから３６０°の間の位置を（例えば、ロータブレード３．１が１２時の位置となるように）選択することができ、選択された位置は、発電機ステータ７．２に対する発電機ロータ７．１の相対的な方向によってラッチされる停止位置に関連付けられる。
【００８４】
第３のステップＳ３において、ピッチモータ６１を動作させて風を受けない方向にロータ３のロータブレード３．１、３．２、３．３を回転することにより、空力ブレーキ６０を作動させることができる。ロータ３はフリーホイール状態となり、乱流と渦生成現象の結果として、ロータの空力ブレーキ６０による減速が生じる。
【００８５】
第４のステップＳ４において、風力発電装置の回転速度と減速度を確認することができる。
【００８６】
第５のステップＳ５において、減速度を増加させるため、特に電磁ブレーキ７０により、ロータ３の磁極片に対して追加の励磁が適用される。励磁は、実際の回転速度ｎおよび実際の減速度ａに応じて自動で選択される。このようにして、制御された、いずれにせよ制御されたロータ３の制動を実現することができる。励磁のフィードバック制御（Regelung）は、機械式作動ブレーキ４０の制御よりも高速かつ正確であると言える。
【００８７】
ステップＳ２ないしＳ５は、実質的に、方法の第１の部分Ｓ−Ｉにおける自動化された制動動作に相当する。ステップＳ６ないしＳ８およびＳ１０は、実質的に、第２の部分Ｓ−ＩＩにおける自動化された位置決め動作に相当する。ステップＳ１およびＳ９は、実質的に、第３の部分Ｓ−ＩＩＩにおける自動化された拘束動作に相当する。
【００８８】
第６のステップＳ６において、回転速度ｎと機械式ブレーキ４０が適用される位置Ｓを自動的に求めるソフトウエアまたはそのようなコンピュータプログラム製品を利用することができる。これは、電磁ブレーキ７０、例えば発電機、特に発電機ロータ７．１の励磁による制動と同時に実施することができる。このようにして、特にありつぎ式形状結合によって適用される固定装置の場合、予め定めた最終位置に応じた接近先である停止位置が、風力発電装置と固定された関係で予め定められた拘束位置に一致する関係で関連付けられるよう、ロータ３は（フィードバック）制御された方法で停止させられる。簡単に述べると、拘束位置の分布に含まれる拘束位置がラッチモーメントに支配される発電機ロータのラッチ位置に一致するよう、拘束位置の分布は拘束溝、および／または、極の分布に一致する。したがって、最後の位置決め動作は発電機７のラッチモーメントによって実現することができる。図５の例において、制御プロセスの結果として、拘束ボルト５１は停止位置において拘束溝５２に対向して停止する。
【００８９】
特に、この目的のため、インクリメンタル・エンコーダ（一般に、センサシステム２３０のセンサＳｎ、Ｓａ）を介してブレーキシステム２００の必要な減速度値（Verzoegerungswerte）を求める第７のステップＳ７では、テスト制動動作の予備段階における値を確認し、以降の制動動作における補正または最適化を提供する。このようにして、例えば、ブレーキシステム２００の緊急の状態に関連し、風力発電装置１０００の外部温度または（センサＳｖによって測定される）風速に依存する、制御装置３０の較正モジュール２２０において、動作の継続中に、機械式ブレーキ４０、および／または、電磁ブレーキ７０の減速度値の較正または連続的な適応が可能となる。
【００９０】
第８のステップＳ８において、ロータ３は、具体的にはステップＳ２で定義された最終位置に関連付けられた停止位置で自動的に停止に至り、（例えば、ブレーキディスク４２に対して摩擦を及ぼしながらブレーキパッド４１を押し付けることによる）摩擦結合のみならず（例えば、少なくとも１つの拘束ボルト５１を拘束溝５２に対して、ありつぎ式形状結合を適用することによる）拘束作用によって、保持ブレーキを停止位置で作動させる。
【００９１】
第９のステップＳ９において、ボルト挿入による係合動作、または、その他の非回転部に対する回転部（本実施形態では、機械室収容部１２に対するロータハブハウジング１５）の拘束を、図５に例示するように固定装置の形式で、機械式固定装置４０によって手動または自動で行うことができる。（フィードバック）制御プロセスの結果として、拘束ボルト５１は停止位置で拘束溝５２に対向して停止に至るため、拘束動作によって問題が生じることはないことが判明した。
【００９２】
しかしながら、運転上の理由で、ステップＳ１０における（フィードバック）制御プロセスを中断しなければならず、ステップＳ９で想定した停止位置が拘束可能でない場合、ロータ３の位置決めと拘束のための方法の一部Ｓ−ＩＩおよびＳ−ＩＩＩを繰り返すことができ、または、回転数（速度）ｎを再び増大させて拘束可能な停止位置に達するために、ブレード３．１、３．２、３．３のうちの１つまたは２以上を、風を受けるようにピッチ制御することができる。この方法の利点はフィードバック制御ループの信頼度であり、サービス担当者Ｐを危険にさらすことなく自動的に繰り返すことができる。
【００９３】
特に、励磁を利用することにより、機械式ブレーキ４０、および／または、空力ブレーキ６０の減速も達成することができ、ロータ３の減速を非常に精密に制御することが可能となる。作動ブレーキとしての電気機械ブレーキ４０は基本的にクローズまたはオープンの２つの条件のみを有しており、一方、励磁は、例えば勾配を付けて連続的または段階的に適合させることができ、例えば、最大励磁の３０％または他の適切な値に設定することができる。したがって、フィードバック制御装置３０を備えた制御回路、センサシステム２３０、および、ブレーキシステム２００（機械式ブレーキ４０、および／または、電磁ブレーキ７０、および／または、空力ブレーキ６０）によると、何の問題もなく、ロータ３を停止状態で拘束可能な停止位置にピンポイントで位置決めすると共に、停止位置でロータ３を自動で拘束することが可能となる。
【符号の説明】
【００９４】
１    パイロン（Turm）
２    ポッド（ナセル、Gondel）
３    ロータ（Rotor）
３．１、３．２、３．３    ロータブレード（Rotorblaetter）
４    スピナ（Spinner）
５    ロータヘッド（Rotorkopf）
７    発電機（Generatoren）
７．１    発電機ロータ（Generator-Rotor）
７．２    発電機ステータ（Generator-Stator）
７Ｐ    極（Pole）
７Ｓ    ステータ巻線（Statorwicklung）
８    ブレードベアリング（Blattlager）
９    ロータハブ（Rotornabe）
１２    機械室収容部（Maschinenhausgehause）
１４    固定手段（Feststellmittel）
１５    ロータハブハウジング（Rotornabengehaeuse）
１６    固定アーム（Feststellsteg）
１６Ｎ、１６Ｓ    溝（Nuten）、摩擦面（Reibflaeche）
１７Ｓ、１７Ｐ    ステータ支持アーム（Statortragarm）、支持構造（Tragkonstruktion）
１８    ステータスター（Statorstern）
１９    軸受ジャーナル（Achszapfen）
２０    機械室（Maschinenhaus）
２１    プラットフォーム（Plattform）
２２    方位角モータ（Azimutmotoren）
２３    方位角ベアリング（Azimutlager）
２４    機械支持体（Maschinentrager）
３０    センサ（Sensor）
３０    制御装置（Regeleinrichtung/Steuerrichtung）
３１、３１’、３１”    端末（Terminal）
４０、４０’    作動ブレーキ（Betriebsbremse）、特に、ディスクブレーキ（Scheibenbremse）
４１    ブレーキパッド（Bremsbacke）
４２    ブレーキディスク（Bremsscheibe）
４５    空力ブレーキ（aerodynamische Bremse）
５０    固定装置（Feststellvorrichtung）、拘束手段（Arretierung）付き作動ブレーキ（Betriebsbremse） 
５１    拘束ボルト（Arretierbolzen）
５１．１    外面（Aussenoberflaeche）
５２    拘束溝（Arretiernut）
５２．１、５２．２    開口側面（Oeffnungsflanken）
５３    モータ手段（Motorik）
６０    空力ブレーキ（aerodynamische Bremse）
６１    ピッチモータ（Pitchmotor）
７０    電気ブレーキ（elektrische Bremse）
１００    ロータ（Rotor）３、発電機（Generator）７およびポッド（Gonde）l２を備えたシステム（System）
２００    ブレーキシステム（Bremssystem）
２１０    ブレーキモジュール（Bremsmodul）
２２０    較正モジュール（Kalibriermodul）
２３０    センサシステム（Sensorsystem）
２４０、２５０、２６０、２７０    インタフェース（Schnittstellen）
１０００、１０００Ａ、１０００Ｂ    風力発電装置（Windenergieanlage）
Ａ    軸（Achse）
ａ    減速度（減速の度合い、Verzoegerung）
ｎ    ロータ回転速度（回転数、Rotordrehzahl）
Ｐ    サービス担当者（Servicepersonal）
Ｐ１、Ｐ２    停止位置（Stillsgtandsposition）
Ｒ    半径方向（Radialrichtung）
ｒ    半径（Radius）
Ｓ    位置（Position）
Ｓｖ、Ｓａ、Ｓｎ    風速（Windgeschwindigkeit）ｖ、減速度（Verzoegerung）ａ、ロータ速度（Rotordrehzahl）ｎを主に測定するセンサ（Sensoren）
Ｓ−Ｉ、Ｓ−ＩＩ、Ｓ−ＩＩＩ    方法の一部（Verfahrensteile）
Ｕ    円周方向（Umfang）
Ｓ１−Ｓ１０    方法のステップ（Verfahrensschrite）１−１０
【図１】
2015526645.tif 000003
【図２】
2015526645.tif 000004
【図３】
2015526645.tif 000005
【図４】
2015526645.tif 000006
【図５】
2015526645.tif 000007
【図６（Ａ）】
2015526645.tif 000008
【図６（Ｂ）】
2015526645.tif 000009
【図７】
2015526645.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月17日(2015.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービス状況、または、運転上必要とされるシャットダウンのような状況に応じて、ロータ（３）を停止させて固定する、風力発電装置（１０００）の運転方法であって、
ロータ（３）を制動するステップと、
前記ロータ（３）を停止位置に位置決めするステップと、
前記ロータ（３）を前記停止位置（Ｐ１、Ｐ２）に固定するステップと、を含み、
最終位置は予め定められ（Ｓ２）、
前記最終位置に関連付けられた停止位置に制御するように、前記ロータ（３）を制動し（Ｓ−Ｉ）、
前記予め定めた最終位置に位置決めするため（Ｓ−ＩＩ）、前記停止位置に停止するまで自動化された手順で前記ロータを制動し、
前記停止位置に固定するため（Ｓ−ＩＩＩ）、機械式固定装置が自動的に適用される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記固定動作において、発電機ロータ（７．１）は発電機ステータ（７．２）に固定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記固定動作において、ロータハブハウジング（１５）は機械室収容部（１２）に固定される、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記固定動作において、ロータハブ（９）、および／または、発電機ロータ（７．１）用のベアリングは固定される、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記固定動作は、ありつぎ式形状結合（formschluessig）で拘束手段によって行われる、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記固定動作は、摩擦結合（reibschluessig）で機械式制動作用を有する手段によって行われる、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記制動動作（Ｓ−Ｉ）に関し、
機械式制動作用が制御して行われ（Ｓ６、Ｓ８）、かつ／または、
空力制動作用が制御して生み出され（Ｓ３）、かつ／または、
前記発電機における発電機ロータの励磁は制動作用（Ｓ５）の生成により制御され、
前記制動作用は、電流生成またはその他の負荷によって生じる減速を上回る、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも前記ロータの回転速度、および／または、減速度が、前記制動動作（Ｓ−Ｉ）（Ｓ４）においてインクリメンタル・エンコーダを介して測定され、前記制動動作（Ｓ−ＩＩ）の制御に用いられる、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ロータを固定し、または、拘束するラッチ手段として前記発電機のラッチモーメントを用いることにより前記停止位置が設定され（Ｓ６）、
前記ロータの角度位置を予め定めると共に前記角度位置を前記発電機のラッチ位置に関連付けることにより、前記ロータの最終位置は予め定められる、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
最終位置の連続的な角度設定目盛りは、前記発電機の離散的なラッチ目盛りを介して、停止位置の準離散的な角度目盛りに関連付けられる、
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
離散的ラッチ目盛りは、前記発電機上の角度区分上に予め定められ、発電機リングであるステータリング、および／または、ロータリング上の拘束溝の分布、および／または、極の分布によって予め定められている、
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記制動動作において、前記発電機ロータの磁極片は励磁制動制御値に依存して励磁制御より予め定められた励磁手段（Ｓ５）によって励磁され、前記励磁制動制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
空力制動作用（Ｓ３）のための前記制動動作において、前記ロータのロータブレードは風を受けないようピッチ制御され、空力制動制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記制動動作において、機械式ブレーキはブレーキ適用制御値に依存してブレーキ適用制御により予め定められたブレーキ適用（Ｓ６、Ｓ８）によって実現され、前記ブレーキ適用制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
ブレーキ適用制御により予め定められた前記ブレーキ適用は、較正ブレーキ効果に基づいて較正される（Ｓ７）、
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ブレーキ適用制御は、複数の制動動作に基づいてブレーキ適用の最適化を学習するオープンシステムの形式である、
請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記固定動作である前記拘束動作（Ｓ−ＩＩＩ）に対して、前記停止位置において、前記機械式固定装置は摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合により自動的に適用される、
請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
ありつぎ式形状結合を自動で適用する固定装置の場合、前記所定の最終位置に応じて接近される前記停止位置は前記風力発電装置に対して固定された所定の拘束位置に関連付けられる、
請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記拘束位置は、拘束穴、拘束溝等の拘束ボルト受け止め手段によって予め定められている、
請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
拘束位置の分布に含まれる拘束位置が発電機ロータのラッチモーメントにより制限されるラッチ位置に一致するように、固定位置の分布、および／または、拘束位置の分布は極の分布、および／または、拘束溝の分布に対応する、
請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法を実行する、
風力発電装置に対する制御装置。
【請求項２２】
コンピュータシステムまたはそのような制御装置にロードして実行することで、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法を実行するコンピュータ実装可能命令を保持する、
コンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法が実施されるよう、プログラム可能なコンピュータ装置またはそのような制御装置と協働する、電子的に読み取り可能なコンピュータ実装可能命令を保持する、
コンピュータシステムまたはそのような制御装置に接続するデジタル記憶媒体。
【請求項２４】
風により駆動可能なロータがロータハブを介して発電機に駆動可能に結合されたポッドを備えた風力発電装置であって、
制動、位置決めおよび拘束により、前記ロータを停止させると共に拘束することができ、
最終位置の入力を受け付け、
前記最終位置に関連付けられた停止位置に向けて前記ロータ（３）を制動する動作を制御し、
前記所定の最終位置への前記位置決め動作において、前記停止位置で停止状態となるよう、前記ロータを自動で制動し、
前記固定動作である前記停止位置での前記拘束動作のため、機械式固定装置の適用を検出し、機械式固定装置を自動で適用する、制御装置を備える、
ことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２５】
機械式作動ブレーキ（４０、４０’）、および／または、
空力ブレードブレーキ（６０）、および／または、
電磁発電機ブレーキ（７０）、および／または、
摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合により適用される機械式固定装置（５０）を備え、
１または２以上の前記ブレーキ（４０、４０’、５０、６０、７０）は、制動作用を制御する制御装置（３０）に接続されている、
請求項２４に記載の風力発電装置。
【請求項２６】
前記機械式作動ブレーキ（４０）および前記機械式固定装置（５０）はディスクブレーキに組み込まれ、
ブレーキディスクは前記風力発電装置の回転部であるロータハブハウジング（１５）、および／または、発電機ロータ（７．１）に取り付けられ、
制動手段である、ブレーキパッド、および／または、拘束ボルトは前記風力発電装置の固定部である、機械室収容部（１２）、および／または、発電機ステータ（７．２）に取り付けられている、
請求項２４または２５に記載の風力発電装置。
【請求項２７】
前記ブレーキディスクに適用するためにブレーキパッドが前記風力発電装置の固定部に設けられ、前記ブレーキディスクは拘束溝に係合可能な複数の拘束ボルトに関連付けられた複数の拘束溝を有する、
請求項２６に記載の風力発電装置。
【請求項２８】
センサシステム（２３０）が前記制動作用を制御する制御装置（３０）に接続され、前記センサシステム（２３０）はインクリメンタル・エンコーダ（Ｓａ、Ｓｂ）、および／または、風速測定装置（Ｓｖ）を有し、前記センサシステムは回転速度、位置、外部温度および風速を含む値の組から選択した制動制御値を測定する、
請求項２４ないし２７のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項２９】
前記制御装置（３０）には、前記最終位置を入力するための入力端末（３１、３１’、３１”）であるキーボード、および／または、モニタが接続されている、
請求項２４ないし２８のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項３０】
学習可能な較正装置が前記制御装置に接続され、または、組み込まれている、
請求項２４ないし２９のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第１の態様によると、サービス状況、または、運転上必要とされるシャットダウンのような状況に応じて、ロータを停止させて固定する、風力発電装置の運転方法であって、ロータを制動するステップと、前記ロータを停止位置に位置決めするステップと、前記ロータを前記停止位置に固定するステップと、を含み、最終位置は予め定められ、前記最終位置に関連付けられた停止位置に制御するように、前記ロータを制動し、前記予め定めた最終位置に位置決めするため、前記停止位置に停止するまで自動化された手順で前記ロータを制動し、前記停止位置に固定するため、機械式固定装置が自動的に適用される方法が提供される。
本発明の第２の態様によると、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法を実行する、風力発電装置に対する制御装置が提供される。
本発明の第３の態様によると、コンピュータシステムまたはそのような制御装置にロードして実行することで、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法を実行するコンピュータ実装可能命令を保持するコンピュータプログラム製品が提供される。
本発明の第４の態様によると、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法が実施されるよう、プログラム可能なコンピュータ装置またはそのような制御装置と協働する、電子的に読み取り可能なコンピュータ実装可能命令を保持する、コンピュータシステムまたはそのような制御装置に接続するデジタル記憶媒体が提供される。
本発明の第５の態様によると、風により駆動可能なロータがロータハブを介して発電機に駆動可能に結合されたポッドを備えた風力発電装置であって、制動、位置決めおよび拘束により、前記ロータを停止させると共に拘束することができ、最終位置の入力を受け付け、前記最終位置に関連付けられた停止位置に向けて前記ロータを制動する動作を制御し、前記所定の最終位置への前記位置決め動作において、前記停止位置で停止状態となるよう、前記ロータを自動で制動し、前記固定動作である前記停止位置での前記拘束動作のため、機械式固定装置の適用を検出し、機械式固定装置を自動で適用する、制御装置を備える風力発電装置が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
特に、励磁を利用することにより、機械式ブレーキ４０、および／または、空力ブレーキ６０の減速も達成することができ、ロータ３の減速を非常に精密に制御することが可能となる。作動ブレーキとしての電気機械ブレーキ４０は基本的にクローズまたはオープンの２つの条件のみを有しており、一方、励磁は、例えば勾配を付けて連続的または段階的に適合させることができ、例えば、最大励磁の３０％または他の適切な値に設定することができる。したがって、フィードバック制御装置３０を備えた制御回路、センサシステム２３０、および、ブレーキシステム２００（機械式ブレーキ４０、および／または、電磁ブレーキ７０、および／または、空力ブレー６０）によると、何の問題もなく、ロータ３を停止状態で拘束可能な停止位置にピンポイントで位置決めすると共に、停止位置でロータ３を自動で拘束することが可能となる。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、図示した形態に限定することを意図するものではなく、専ら理解を助けるためのものである。
また、本発明において、さらに以下の形態が可能である。
［形態１］
例えば、サービス状況、または、運転上必要とされるシャットダウンのような状況に応じて、ロータを停止させて固定する、風力発電装置の運転方法であって、
ロータを制動するステップと、
前記ロータを停止位置に位置決めするステップと、
前記ロータを前記停止位置に固定するステップと、を含み、
最終位置は予め定められ、
前記最終位置に関連付けられた停止位置に制御するように、前記ロータを制動し、
前記予め定めた最終位置に位置決めするため、前記停止位置に停止するまで自動化された手順で前記ロータを制動し、
前記停止位置に固定するため、機械式固定装置が特に自動的に適用される、
ことを特徴とする方法。
［形態２］
前記固定動作において、発電機ロータは発電機ステータに固定される、
形態１に記載の方法。
［形態３］
前記固定動作において、ロータハブハウジングは機械室収容部に固定される、
形態１または２に記載の方法。
［形態４］
前記固定動作において、ロータハブ、および／または、発電機ロータ用のベアリングは固定される、
形態１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
［形態５］
前記固定動作は、ありつぎ式形状結合（formschluessig）で拘束手段によって行われる、
形態１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
［形態６］        
前記固定動作は、摩擦結合（reibschluessig）で機械式制動作用を有する手段によって行われる、
形態１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
［形態７］
前記制動動作に関し、
機械式制動作用が制御して行われ、かつ／または、
空力制動作用が制御して生み出され、かつ／または、
前記発電機、特に発電機ロータの励磁は制動作用の生成により制御され、
前記制動作用は、電流生成またはその他の負荷によって生じる減速を上回る、
形態１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
［形態８］
少なくとも前記ロータの回転速度、および／または、減速度が、特に前記制動動作において特にインクリメンタル・エンコーダを介して測定され、前記制動動作の制御に用いられる、
形態１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
［形態９］
前記ロータを固定し特に拘束するラッチ手段として前記発電機のラッチモーメントを用いることにより前記停止位置が設定され、
前記ロータの角度位置を予め定めると共に前記角度位置を前記発電機のラッチ位置に関連付けることにより、前記ロータの最終位置は予め定められる、
形態１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
［形態１０］
最終位置の連続的な角度設定目盛りは、前記発電機の離散的なラッチ目盛りを介して、停止位置の準離散的な角度目盛りに関連付けられる、
形態１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
［形態１１］
離散的ラッチ目盛りは、前記発電機上の角度区分上に予め定められ、発電機リング、特にステータリング、および／または、ロータリング上の拘束溝の分布、および／または、極の分布によって予め定められている、
形態１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
［形態１２］
前記制動動作において、前記発電機ロータの磁極片は励磁制動制御値に依存して励磁制御より予め定められた励磁手段によって励磁され、特に前記励磁制動制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
形態１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
［形態１３］
空力制動作用のための前記制動動作において、前記ロータのロータブレードは風を受けないようピッチ制御され、特に空力制動制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
形態１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
［形態１４］
前記制動動作において、機械式ブレーキはブレーキ適用制御値に依存してブレーキ適用制御により予め定められたブレーキ適用によって実現され、特に前記ブレーキ適用制御値は回転速度、減速度、外部温度および風速を含む値の組から選択した１または２以上の値を含む、
形態１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
［形態１５］
ブレーキ適用制御により予め定められた前記ブレーキ適用は、特に較正ブレーキ効果に基づいて較正される、
形態１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
［形態１６］
前記ブレーキ適用制御は、特に複数の制動動作に基づいてブレーキ適用の最適化を学習するオープンシステムの形式である、
形態１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
［形態１７］
前記固定動作、特に前記拘束動作に対して、前記停止位置において、前記機械式固定装置は特に摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合により自動的に適用される、
形態１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
［形態１８］
特にありつぎ式形状結合を自動で適用する固定装置の場合、前記所定の最終位置に応じて接近される前記停止位置は前記風力発電装置に対して固定された所定の拘束位置に関連付けられる、
形態１ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
［形態１９］
前記拘束位置は、拘束穴、拘束溝等の拘束ボルト受け止め手段によって予め定められている、
形態１ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
［形態２０］
拘束位置の分布に含まれる拘束位置が発電機ロータのラッチモーメントにより制限されるラッチ位置に一致するように、固定位置の分布、および／または、拘束位置の分布は極の分布、および／または、拘束溝の分布に対応する、
形態１ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
［形態２１］
形態１ないし２０のいずれか１項に記載の方法を実行する、
風力発電装置に対する制御装置。
［形態２２］
コンピュータシステムまたはそのような制御装置にロードして実行することで、形態１ないし２０のいずれか１項に記載の方法を実行するコンピュータ実装可能命令を保持する、
コンピュータプログラム製品。
［形態２３］
形態１ないし２０のいずれか１項に記載の方法が実施されるよう、プログラム可能なコンピュータ装置またはそのような制御装置と協働する、電子的に読み取り可能なコンピュータ実装可能命令を保持する、
特にコンピュータシステムまたはそのような制御装置に接続するデジタル記憶媒体。
［形態２４］
風により駆動可能なロータがロータハブを介して発電機に駆動可能に結合されたポッドを備えた風力発電装置であって、
制動、位置決めおよび拘束により、前記ロータを停止させると共に拘束することができ、
最終位置の入力を受け付け、
前記最終位置に関連付けられた停止位置に向けて前記ロータを制動する動作を制御し、
前記所定の最終位置への前記位置決め動作において、前記停止位置で停止状態となるよう、前記ロータを自動で制動し、
前記固定動作、特に前記停止位置での前記拘束動作のため、機械式固定装置の適用を検出し、特に機械式固定装置を自動で適用する、制御装置を備える、
ことを特徴とする風力発電装置。
［形態２５］
機械式作動ブレーキ、および／または、
空力ブレードブレーキ、および／または、
電磁発電機ブレーキ、および／または、
特に摩擦結合、および／または、ありつぎ式形状結合により適用される機械式固定装置を備え、
１または２以上の前記ブレーキは、制動作用を制御する制御装置に接続されている、
形態２４に記載の風力発電装置。
［形態２６］
前記機械式作動ブレーキおよび前記機械式固定装置はディスクブレーキに組み込まれ、
ブレーキディスクは前記風力発電装置の回転部、特にロータハブハウジング、および／または、発電機ロータに取り付けられ、
制動手段、特に、ブレーキパッド、および／または、拘束ボルトは前記風力発電装置の固定部、特に、機械室収容部、および／または、発電機ステータに取り付けられている、
形態２４または２５に記載の風力発電装置。
［形態２７］
前記ブレーキディスクに適用するためにブレーキパッドが前記風力発電装置の固定部に設けられ、前記ブレーキディスクは拘束溝に係合可能な複数の拘束ボルトに関連付けられた複数の拘束溝を有する、
形態２６に記載の風力発電装置。
［形態２８］
センサシステムが前記制動作用を制御する制御装置に接続され、特に前記センサシステムはインクリメンタル・エンコーダ、および／または、風速測定装置を有し、特に前記センサシステムは回転速度、位置、外部温度および風速を含む値の組から選択した制動制御値を測定する、
形態２４ないし２７のいずれか１項に記載の風力発電装置。
［形態２９］
前記制御装置には、前記最終位置を入力するための入力端末、特にキーボード、および／または、モニタが接続されている、
形態２４ないし２８のいずれか１項に記載の風力発電装置。
［形態３０］
特に学習可能な較正装置が前記制御装置に接続され、または、組み込まれている、
形態２４ないし２９のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【国際調査報告】
2015526645.tif 000011
2015526645.tif 000012
2015526645.tif 000013
2015526645.tif 000014