[发明专利]用于风力发电设备的叶片变桨驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力发电设备的叶片变桨驱动器，其带有至少一个具有电动机壳体的电动机，该电动机与变流器导电地并且与风轮叶片机械地耦连，该风轮叶片可借助电动机绕叶片轴线旋转，其中，借助变流器控制或调节电动机。

背景技术

一种这样的驱动器例如由DE 103 38 127 B4已知。

在风力发电设备中使用带有电动机和变流器的叶片变桨驱动器(叶片角度调节驱动器)作为叶片变桨系统(叶片角度调节驱动系统)来调节风轮叶片的叶片位置。在此，叶片变桨驱动器既可以基于直流电又可以基于交流电设计。基于直流电的叶片变桨驱动器尤其包括直流变流器和直流电动机，例如形式为串励电机、并励电机或复励电机。基于交流电的叶片变桨驱动器尤其包括一个带或不带矢量定向的调节装置的变频器和一个三相交流电机，例如形式为异步电机或同步电机。可选地，基于交流电的叶片变桨驱动器包括一个伺服变频器和一个同步电机或也包括经过整流的直流电机。所使用的变流器被装入轴向机柜(Achsschrank)中，叶片变桨驱动器的其它部件也安装在其中。变流器与配属电动机的连接通过轴向机柜中的电缆线路以及轴向机柜外的插头和导线进行。对于在变流器中实现的、用于调节电动机轴的位置和转速以及用于评估电动机温度的调整回路，各实测值由安装在电动机上的部件提供，它们例如包括绝对角度编码器(例如普通集成编码器)、正弦-余弦信号发生器(Sinus-Cosinus-Geber)、测速发电机、温度探头(Temperaturfühler)和/或其它组件。所述部件通过电缆线路和插头连接到轴向机柜，并且通过轴向机柜内的电缆线路连接到变流器。

为调节电动机所需的实测值受到干扰，因此由这些部件形成实测值的速率不能被利用和/或实测值本身可能变化。由此需要附加的耗费来抑制干扰和进行外部的避雷保护。机柜内电缆线路的线路安排导致产生可能影响实测值信号传输的干扰影响，因此连接到电动机的导线(包括功率电缆和实测值电缆)屏蔽地设计。

此外，需要在轴向机柜中为变流器设置足够大的安装空间，其中，机柜可供使用的安装空间非常有限。

变流器在轴向机柜中产生必须导出的附加损耗功率。此外，轴向机柜中其它部件的损耗功率导致电子部件的环境温度在不利的情况下可能非常高(例如到80℃)。

发明内容

由此出发，本发明所要解决的技术问题在于，减小本文开头所述类型的叶片变桨驱动器对于轴向机柜的空间需求并且减少电缆线路的耗费。优选还应该减小安装在电动机上的部件对信号导线的干扰影响。

该技术问题按本发明通过一种用于风力发电设备的叶片变桨驱动器解决，其带有至少一个具有电动机壳体的电动机，该电动机与变流器(例如变频器)导电地并且与风轮叶片机械地耦连，该风轮叶片可借助电动机绕叶片轴线旋转，其中，借助变流器控制或调节电动机，并且其中，电动机和变流器组成一个结构单元。

由于电动机和变流器构成一个优选是紧凑的结构单元，所以可以将轴向机柜设计得更小或者甚至取消该轴向机柜，从而在风轮轮毂中需要更少的安装空间。因为多条通常在轴向机柜和电动机之间延伸的电导线现在可以布设在所述结构单元之内或之上，所以可减少用于避雷保护措施和电缆屏蔽的耗费。此外，可将电动机和变流器之间的电缆线路保持得较短。安装在电动机上的部件对信号导线的干扰影响可以被显著减小，这提高了叶片变桨驱动器的功能安全性。通过减小安装空间需求和电缆线路耗费以及通过缩小甚至取消轴向机柜，可以明显减少运转耗费和制造成本。

按照本发明第一种可选方案，变流器布置并且尤其是固定在电动机壳体中。变流器所需的安装空间例如可由此提供，即增大电动机体积和/或沿轴向延长电动机。为此尤其是增大电动机壳体的容积和/或沿轴向延长电动机壳体。变流器可以在一个变流器壳体中或不用附加壳体地布置在电动机壳体中。

按照第二种可选方案，变流器布置并且尤其是固定在一个固定于电动机壳体上的变流器壳体中。变流器壳体优选构成所述结构单元的一部分。变流器壳体优选与电动机壳体直接连接或在中间连接有与电动机壳体固定相连的通风机壳体的情况下与电动机壳体连接。按照本发明的一种可能的设计方案，变流器壳体与电动机壳体的连接在中间不连接被动冷却体的情况下进行。但变流器壳体与电动机壳体的连接也可以在中间连接被动冷却体的情况下进行。