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风 力发电设备

阅读：464发布：2020-06-12

专利汇可以提供风力发电设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种风力发电设备，包括一个机架 (20)、一个可绕转子轴线(12)旋转地安装在机架(20)上并包括一个转子轮毂 (2)及多个转子叶片 (3、4、5)的转子(1)，该转子叶片分别沿横向于或基本上横向于转子轴线(12)延伸的叶片轴线(13、14、15)的方向延伸，各自的转子叶片(3、4、5)可绕所述叶片轴线旋转地支承在转子轮毂(2)上，并且每一个转子叶片(3、4、5)配设有至少一个开关柜(9、10、11)，在该开关柜中设置一个电路 (23、24、25)，用于操纵至少一个叶片角调整驱动器 (26、27、28)，借助该叶片角调整驱动器可使各自的转子叶片(3、4、5)绕其叶片轴线(13、14、15)旋转，其中，开关柜(9、10、11)组合成一个紧凑的、处于转子轮毂(2)内沿径向中央的开关柜装置(22)。，下面是风力发电设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种风力发电设备，包括一个机架(20)、一个可绕转子轴线(12)旋转地安装在机架(20)上并包括一个转子轮毂(2)及多个转子叶片(3、4、5)的转子(1)，所述多个转子叶片分别沿横向于或基本上横向于转子轴线(12)延伸的叶片轴线(13、14、15)的方向延伸，各转子叶片(3、4、5)可绕各自叶片轴线旋转地支承在转子轮毂(2)上，并且每一个转子叶片(3、4、5)配设有至少一个开关柜(9、10、11)，在该开关柜中设置一个电路(23、24、25)，用于操纵至少一个叶片角调整驱动器(26、27、28)，借助该叶片角调整驱动器可使各转子叶片(3、4、5)绕其叶片轴线(13、14、15)旋转，其特征为，所述开关柜(9、10、11)组合成一个紧凑的、处于转子轮毂(2)内沿径向中央的开关柜装置(22)。
2.按照权利要求1所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜(9、10、11)互相接触。
3.按照权利要求2所述的风力发电设备，其特征为，所述电路(23、24、25)借助至少一个穿过接触区延伸的电连接器件(30、31、32)互相电连接。
4.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜(9、10、
11)导电地互相连接。
5.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜(9、10、
11)用金属制成。
6.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜(9、10、
11)用不锈的精炼钢、粉化钢或其它适用的材料制成。
7.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜组合成一个封闭地环绕转子轴线(12)的装置。
8.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜装置(22)由一个箱子构成，其内腔(4)通过隔板(36、37、38)分成多个构成开关柜(9、10、11)的区域。
9.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所有的开关柜(9、
10、11)有同一种形状。
10.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜(9、10、
11)在一个横向于所述转子轴线(12)的平面内呈多角形。
11.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜(9、10、
11)在一个横向于所述转子轴线(12)的平面内呈梯形。
12.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜(9、10、
11)的数量为三。
13.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述电路(23、24、
25)分别包括一个电控制器，用于控制属于各自的叶片角调整驱动器(26、27、28)。
14.按照前列诸权利要求之一所述的风力发电设备，其特征为，所述开关柜装置(22)相对于所述转子轴线(12)设在所述转子轮毂(2)的中央。

说明书全文

风 力发电设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种风力发电设备，包括一个机架、一个可绕转子轴线旋转地安装在机架上并包括一个转子轮毂及多个转子叶片的转子，该转子叶片分别沿横向于或基本上横向于转子轴线延伸的叶片轴线的方向延伸，各自的转子叶片可绕所述叶片轴线旋转地支承在转子轮毂上，并且每一个转子叶片配设有至少一个开关柜，在该开关柜中设置一个电路，用于操纵至少一个叶片角调整驱动器，借助该叶片角调整驱动器可使各自的转子叶片绕其叶片轴线旋转。

背景技术

[0002] 由DE 102007016023A1已知一种带有转子的风力发电设备，在该转子的转子轮毂上固定多个可绕其轴线旋转的转子叶片。在转子轮毂内设一个包括蓄电池的开关柜，它可以通过开关与电动机连接，用于调整转子叶片之一的迎角(Anstellwinkel)。

[0003] 这种开关柜(节距开关柜)在当今固定在风力发电设备叶片支座的区域内，这可从图4看出，图中示出了转子1，包括一个转子轮毂2和多个固定在转子轮毂2上的转子叶片3、4和5，该转子叶片分别配设有一个叶片支座6、7或8，各自的转子叶片借助它可旋转地支承在轮毂2上。此外，为每个转子叶片3、4和5配设一个布置在各自叶片支座的区域内的开关柜9、10或11。转子1绕其旋转的转子轴线12按图4延伸到叶片平面内。叶片轴线13、14和15横向于转子轴线12延伸，各自的转子叶片可绕该叶片轴线相对于轮毂2旋转。

[0004] 在这里的缺点是，开关柜的设计必须与转子轮毂相匹配。但由于风力发电设备的轮毂实际上区别很大，从而使这种匹配需要高昂的费用。

发明内容

[0005] 以此为出发点，本发明所要解决的技术问题在于，对于前言所述类型的风力发电设备，能尽可能与转子轮毂的形状无关地进行开关柜的设计。

[0006] 该技术为题按本发明通过一种风力发电设备解决。按本发明的风力发电设备有一个机架、一个可绕转子轴线旋转地安装在机架上并包括一个转子轮毂及多个转子叶片的转子，该转子叶片分别沿横向于或基本上横向于转子轴线延伸的叶片轴线的方向延伸，各自的转子叶片可绕所述叶片轴线旋转地支承在转子轮毂上，并且每一个转子叶片配设有至少一个开关柜，在该开关柜中设置一个电路，用于操纵至少一个叶片角调整驱动器，借助该叶片角调整驱动器可使各自的转子叶片绕其叶片轴线旋转，其中，开关柜组合成一个紧凑的、处于转子轮毂内沿径向中央的开关柜装置。

[0007] 在按本发明的风力发电设备中，开关柜处于转子轮毂内沿径向的中央或大体上沿径向的中央，所以开关柜与叶片支座有间距地布置。只要能将开关柜装进转子轮毂内，转子轮毂的形状和大小可以改变，而不需要使开关柜的设计与之相匹配。因此可以为不同的转子轮毂实现统一的开关柜设计，随之而来的结果是成本明显降低。因为在传统的风力发电设备中轮毂中心通常是空置的，所以按本发明开关柜布局的这种变换实际上不造成任何困难。术语“径向”指的是垂直或基本上垂直于转子轴线延伸的方向。

[0008] 开关柜尤其固定在转子轮毂内和/或上。优选地，开关柜固定在转子轮毂的中央。

[0009] 优选地，开关柜互相接触，所以可以制成一种结构特别紧凑的开关柜装置。尤其是开关柜在接触区导电地互相连接。例如开关柜由一种导电的材料制成。优选地，开关柜用金属制成，尤其用不锈的精炼钢、粉化钢或其它适合在风力发电设备中使用的材料制成。

[0010] 按本发明的一种设计，所述电路借助至少一个优选穿过接触区延伸的电连接器件互相电连接。所述电连接器件可以包括一根或多根电导线和/或一个或多个电插塞连接器。此外，在接触区中可以在开关柜壁内设一些孔，尤其是形式上为电导线的电连接器件穿过它们延伸。

[0011] 优选地，所述电路分别包括一个电控制器，用于控制属于各自的叶片角调整驱动器。每一个叶片角调整驱动器优选地设计为电动的，并且尤其包括一个或多个电动机。

[0012] 优选地，开关柜构成一个封闭地环绕转子轴线的装置。由此可以非常节省位置地布置开关柜。尤其是开关柜互相连接和/或彼此固定。

[0013] 开关柜可以分别构成一个独立的结构单元，这种结构单元尤其可以单独生产。可选地，开关柜装置由一个包围开关柜的箱子构成，其内腔尤其通过隔板再分成多个构成开关柜的区域。因此，设在箱子内腔中的隔板用作开关柜的壁并同时将它们彼此分隔。在这一意义上说，箱子构成一个总开关柜。按一种改进设计，隔板，尤其是与箱壁一起，形成一种蜂窝结构，其蜂窝尤其构成开关柜。

[0014] 本发明实现了一种统一的开关柜设计，确切地说是尽可能与转子叶片的数量和轮毂设计无关，从而可以降低生产成本。优选地，所有开关柜有同一种形状，例如多角形。尤其是开关柜在一个横向于转子轴线的平面内分别呈梯形。这种形状非常适合于实现封闭环绕转子轴线的布局。

[0015] 可以为每个转子叶片设多个开关柜。但优选地为每个转子叶片配设正好一个开关柜。开关柜的数量优选为三。但可选地，开关柜的数量也可以为二或大于三。

[0016] 因为由开关柜构成的装置固定在转子轮毂内沿径向的中央，所以开关柜的设计可以独立于轮毂的设计进行。此外，由于所述的中心位置，开关柜受到的离心力较小。由于开关柜紧凑的布局，所以也可以使用较小的材料厚度。由此可以节省材料，减轻重量和降低成本。开关柜的中央布局还可以改善维修人员对叶片支座、驱动器及开关柜的可接近性。因为开关柜优选直接相互接触，所以可以基本上取消外部的电缆连接。尤其是可以减少轮毂内电缆导引装置的数量。
附图说明

[0017] 下面参照附图借助优选的实施形式说明本发明。其中：

[0018] 图1示意表示按本发明第一种实施形式的风力发电设备；

[0019] 图2表示图1所示转子沿箭头A方向的俯视图；

[0020] 图3表示按本发明第二种实施形式的转子的俯视图；以及

[0021] 图4表示传统转子的俯视图。

具体实施方式

[0022] 由图1可见按本发明第一种实施形式的风力发电设备16的示意图，其中，风力发电设备16包括一个竖立在基座17上的塔架18，在其远离基座17的那一端安装了一个机箱19。该机箱19有一个机架20，转子1可绕转子轴线12旋转地安装在机架20上，该转子1包括一个转子轮毂2和多个与之连接的转子叶片3、4和5。转子1与发电机21机械地接合，发电机21装在机箱19内并且固定在机架20上。

[0023] 在转子1内固定一个开关柜装置22，它由多个开关柜9、10和11组成。开关柜9、10和11分别包括一个电控制器23、24或25，并且控制器23、24和25分别与一个叶片角调整驱动器26、27或28电连接。借助叶片角调整驱动器26、27和28，使转子叶片3、4和5可以绕其各自的叶片轴线13、14或15相对于转子轮毂2转动，其中，为每个转子叶片配设其中一个叶片角调整驱动器。转子叶片3、4和5借助叶片支座6、7和
8可绕其各自的叶片轴线13、14或15旋转地安装在转子轮毂2上。转子1通过风力29绕转子轴线12旋转。

[0024] 由图2可见转子1的俯视图，图中清楚地表示，开关柜9、10和11设计为相同类型并且在一个横向于转子轴线12延伸的平面内分别呈梯形。开关柜9、10和11用金属制成并且互相导电地接触，因为开关柜相互接触。此外，电控制器23、24和25通过电导线30、31和32互相连接，电导线优选地被导引穿过开关柜互相接触的区域。因为开关柜9、10和11形成独立的、组成开关柜装置22的构件，所以电导线30、31和32优选地包括插塞连接器，它们例如设在开关柜的壁上。补充地或可选地，电导线也可以穿过设在开关柜9、10和11的壁内的孔延伸。所述的插塞连接器和/或孔在图中仅简明示出并且用附图标记33、34和35表示。

[0025] 由图2可以看出，开关柜装置22处于转子轮毂2内沿径向的中央并且被一个环形空腔围绕，所以开关柜与叶片支座6、7和8之间有间距。此外还可以看出，开关柜装置22形成一种封闭环绕转子轴线12的布局。

[0026] 图3表示按本发明第二种实施形式的转子1的俯视图，其中与第一种实施形式类似或一致的特征用与在第一种实施形式中相同的附图标记表示。与第一种实施形式的区别是，开关柜装置22具有一种蜂窝结构，其蜂窝构成所述开关柜9、10和11。开关柜9、10和11的壁36、37和38形成内壁，该内壁设置在箱子的一个由环形外壁39界定的内腔40中，该箱子构成开关柜装置22并且设在转子轮毂2内沿径向的中央。但可选地，开关柜9、10和11也可以构成彼此固定的单独的单元。对第二种实施形式的进一步说明可参见对第一种实施形式的说明。按第二种实施形式的转子可以取代图1所示风力发电设备中按第一种实施形式的转子。

[0027] 附图标记清单

[0028] 1转子

[0029] 2转子轮毂

[0030] 3、4、5转子叶片

[0031] 6、7、8叶片支座

[0032] 9、10、11开关柜

[0033] 12转子轴线

[0034] 13、14、15叶片轴线

[0035] 16风力发电设备

[0036] 17基座

[0037] 18塔架

[0038] 19机箱

[0039] 20机架

[0040] 21发电机

[0041] 22开关柜装置

[0042] 23、24、25控制器

[0043] 26、27、28叶片角调整驱动器

[0044] 29风力

[0045] 30、31、32电导线

[0046] 33、34、35插塞连接器/孔

[0047] 36、37、38内壁

[0048] 39外壁

[0049] 40内腔

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风扇机	2020-05-13	152
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风车	2020-05-11	441

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