CN216588936U - 变桨驱动装置和风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变桨驱动装置和风力发电系统，所述变桨驱动装置包括电机组件、变桨驱动器及连接器，所述变桨驱动器限位于所述电机组件；所述连接器包括母头和公头，所述母头电连接于所述电机组件，所述公头电连接于所述变桨驱动器，所述母头凸设有针阀导体，所述公头开设有插孔，所述电机组件与所述变桨驱动器通过所述针阀导体与所述插孔的插接导电而电气连接。本实用新型的变桨驱动装置通过设置为一体机结构，有效减少空间的占用，并方便装配与维修。

Description

变桨驱动装置和风力发电系统

技术领域

本实用新型涉及风电变桨控制技术领域，特别涉及一种变桨驱动装置和风力发电系统。

背景技术

变桨系统作为大型风电机组控制系统中的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。在风电变桨控制系统中，一般包括有可编程控制器、充电器、DC电源、变桨驱动器、超级电容和电机等功能模块，变桨驱动器接收期望桨距角和变桨速度等参数，控制驱动桨叶的电机伺服系统，实现对桨叶转动角度和速度的控制。

现有的结构中，变桨驱动器是整流和逆变为一体的控制器，其与驱动电机是独立安装布置的，或者仅仅安装在同一壳体内，这样会导致占用空间大，且两者之间只能通过电缆连接，现场的装配和维护友好性差，系统成本高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种变桨驱动装置，旨在将变桨驱动器与电机设置为一体机结构，减少空间占用，方便装配维护。

为实现上述目的，本实用新型提出的变桨驱动装置包括：

电机组件；

变桨驱动器，所述变桨驱动器限位于所述电机组件；及

连接器，所述连接器包括母头和公头，所述母头电连接于所述电机组件，所述公头电连接于所述变桨驱动器，所述母头凸设有针阀导体，所述公头开设有插孔，所述电机组件与所述变桨驱动器通过所述针阀导体与所述插孔的插接导电而电气连接。

在一实施例中，所述电机组件包括电机本体和设于所述电机本体一侧的基座，所述变桨驱动器限位于所述基座，所述母头与所述基座可拆卸连接，且两者的连接处形成有活动间隙。

在一实施例中，所述母头开设贯通的连接孔，所述基座开设有螺纹孔，所述母头与所述基座通过锁固件穿过所述连接孔与所述螺纹孔螺纹连接而连接。

在一实施例中，所述基座凸设有固定螺柱，所述固定螺柱开设有所述螺纹孔，所述固定螺柱穿设于所述连接孔内，所述固定螺柱与所述连接孔为间隙配合以形成所述活动间隙。

在一实施例中，所述活动间隙在所述连接孔的径向方向上的尺寸范围为0.15mm～0.2mm；

和/或，所述固定螺柱凸出于所述连接孔，所述锁固件的端面抵接所述固定螺柱的端面，并与所述连接孔的开口边沿形成有间隔间隙。

在一实施例中，所述母头与所述公头相向的两侧中的一者凸设有定位柱，另一者开设有定位孔，所述定位柱插设于所述定位孔内。

在一实施例中，所述公头开设所述定位孔，所述母头凸设有所述定位柱，所述定位孔朝向所述定位柱的开口边沿为倒角设置。

在一实施例中，所述变桨驱动器包括外壳和设于所述外壳内的驱动器本体，所述外壳与所述基座中的一者设有定位凸，另一者设有定位槽，所述变桨驱动器与所述电机组件通过所述定位凸于所述定位槽内滑动配合而限位。

在一实施例中，所述公头与所述驱动器本体为焊接固定。

本实用新型还提出一种风力发电系统，所述风力发电系统包括控制器、桨叶以及变桨驱动装置，所述桨叶连接于所述变桨驱动装置，所述变桨驱动装置与所述控制器电连接，所述变桨驱动装置为如上任一所述的变桨驱动装置。

本实用新型技术方案的变桨驱动装置包括限位为一体的电机组件和变桨驱动器，电机组件电连接于连接器的母头，变桨驱动器电连接于公头，两者通过母头的针阀导体与公头的插孔配合插接而实现电气连接，从而使得该变桨驱动装置为完整的一体机结构。如此，该装置结构紧凑，可以减少空间的占用，且两者为一体机，使得其在整个风力发电系统中的装配更加方便，并能够提高维护便利性，降低系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型变桨驱动装置一实施例的结构示意图；

图2为图1所示变桨驱动装置中基座与连接器的爆炸图；

图3为图2所示基座与连接器另一视角的爆炸图；

图4为图1所示变桨驱动装置中基座与母头的剖视图；

图5为图4中A处的放大图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	变桨驱动装置	30	连接器
10	电机组件	31	公头
				11	电机本体	311	插孔
12	基座	312	定位孔
				12a	容纳槽	32	母头
121	固定螺柱	321	针阀导体
				1211	螺纹孔	322	连接孔
122	定位槽	323	定位柱
				20	变桨驱动器	40	锁固件
21	外壳

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种变桨驱动装置100。

请结合参照图1至图3，在本实用新型的一实施例中，变桨驱动装置100包括电机组件10、变桨驱动器20及连接器30，所述变桨驱动器20限位于所述电机组件10；所述连接器30包括母头32和公头31，所述母头32电连接于所述电机组件10，所述公头31电连接于所述变桨驱动器20，所述母头32凸设有针阀导体321，所述公头31开设有插孔311，所述电机组件10与所述变桨驱动器20通过所述针阀导体321与所述插孔311的插接导电而电气连接。

本实施例中，变桨驱动装置100用于风力发电系统，用于控制桨叶的转动角度和转速，从而调控桨叶的迎风面积，提高发电效率。变桨驱动装置100中包括了变桨驱动器20和电机组件10，该变桨驱动器20为整流和逆变为一体的控制器，用于对电机组件10进行控制，从而使其调整合适的驱动转速和方向，故变桨驱动器20与电机组件10需要电连接，也即能够电导通。

此处，变桨驱动装置100为一体机结构，电机组件10与变桨驱动器20通过连接器30进行连接，相比于现有结构中的电缆连接，能够进一步节省各自分散所占用的空间，从而提高空间利用率，且无需预留布线的空间，使得整体的装配结构更加规整，也方便后续的装配和运输。此处，连接器30包括公头31和母头32，母头32包括有母头32本体和凸设在母头32本体上的针阀导体321，公头31包括公头31本体，在公头31本体上开设有插孔311，该针阀导体321内部开设有针孔，在插孔311内凸设有插针，通过针阀导体321插设于插孔311内，插针与针孔对插实现连接，并与此同时实现电连接。而母头32与电机组件10电连接，公头31与驱动器电连接，从而在连接器30对插后实现电机组件10与驱动器的电连接，且电机组件10与驱动器也通过设置相应的结构而进行相对位置的限定，以保证作为一体机结构的稳定性。

本实用新型技术方案的变桨驱动装置100包括限位为一体的电机组件10和变桨驱动器20，电机组件10电连接于连接器30的母头32，变桨驱动器20电连接于公头31，两者通过母头32的针阀导体321与公头31的插孔311配合插接而实现电气连接，从而使得该变桨驱动装置100为完整的一体机结构。如此，该装置结构紧凑，可以减少空间的占用，且两者为一体机，使得其在整个风力发电系统中的装配更加方便，并能够提高维护便利性，降低系统成本。

当然，于一实施例中，阀针导体的数量可设置多个，对应的公头31的插孔311也设置多个，从而保证公头31与母头32连接结构的稳定性，始终保证驱动器与电机组件10的电导通效果。此外，母头32与电机组件10可以为直接装配结构，而公头31与变桨驱动器20也为组装结构，从而进一步保证电极组件与变桨驱动器20直接的相对位置的稳定性。当然，于其他实施例中，公头31与变桨驱动器20也可以是软连接，母头32与电机组件10为软连接。

此外，在母头32上还设置有其他电连接孔322，在公头31上对应设置有电连接插针，通过电连接插针与电连接孔322的插设，实现其他信号的导通。

请结合图1和图2，在一实施例中，所述电机组件10包括电机本体11和设于所述电机本体11一侧的基座12，所述变桨驱动器20限位于所述基座12，所述母头32与所述基座12可拆卸连接，且两者的连接处形成有活动间隙。

本实施例中，电机组件10包括电机本体11，该电机本体11可包括机壳和设于机壳内的定子、转子等结构，这些仅供用于理解此处的电机本体11，能够实现作为驱动部件的功能即可，并不限于上述结构，在此不做赘述。基座12设于电机本体11朝向变桨驱动器20的一侧，用于连接母头32和限位变桨驱动器20，方便变桨驱动器20与基座12对接时，公头31与母头32对插实现连接，提高装配便利性。

此处，因电机本体11在工作过程中，会因为转动而产生一定的振动，故而将母头32与基座12的连接设置为可拆卸连接，例如，螺纹连接、卡扣连接或插接等，方便后续进行拆装维修，且两者的连接处形成有活动间隙，能够使得母头32在基座12上的装配有一定的活动空间，也即母头32处于可微动的状态，在电机组件10运转过程中，可以释放掉运行过程中振动载荷应力，避免因振动使得针阀导体321与插孔311为硬配合而变形受损，从而提升电导通的稳定性。该活动间隙不限于基座12和母头32对接方向上的，或是在母头32对接所在平面上的，也可以同时在对接方向上和母头32的表面方向上的。

可选的，电机本体11与基座12为压铸一体成型，一方面简化了加工工序，一道工序成型，另一方面也可以提升电机组件10本身的结构稳定性，从而保证其装配稳定性和使用寿命。

请结合图2和图4，在一实施例中，所述母头32开设贯通的连接孔322，所述基座12开设有螺纹孔1211，所述母头32与所述基座12通过锁固件40穿过所述连接孔322与所述螺纹孔1211螺纹连接而连接。

本实施例中，设置母头32与基座12为螺纹连接，该连接方式简单方便，且能够实现较稳定的连接结构，也方便多次拆装。具体的，在母头32本体上开设有贯通其两表面的连接孔322，在基座12上也设置有螺纹孔1211，再使用锁固件40穿过连接孔322与螺纹孔1211螺纹连接即可。此处，锁固件40可以是螺钉、螺栓等，具有能够直接拧入螺纹孔1211内的螺纹段实现连接固定，且还具有阻挡连接孔322开口边沿的锁帽部分，从而实现母头32与基座12的连接。

可选的，锁固件40在连接孔322内可以为间隙配合，从而能够使得母头32具有在锁固件40的径向上具有一定的活动间隙，从而实现母头32的微动，保证其与公头31之间的电连接稳定性。

请结合参照图4和图5，在一实施例中，所述基座12凸设有固定螺柱121，所述固定螺柱121开设有所述螺纹孔1211，所述固定螺柱121穿设于所述连接孔322内，所述固定螺柱121与所述连接孔322为间隙配合以形成所述活动间隙H1。

本实施例中，为了进一步提升连接稳定性，在基座12上凸设有固定螺柱121，该固定螺柱121开设螺纹孔1211与锁固件40相连接，将固定螺柱121插设于连接孔322内，锁固件40伸入连接孔322的长度变短了，与螺纹孔1211相配合的长度变长了，从而使得锁固件40的装配锁固更加稳定，提升母头32的安装稳定性。当然，为了实现母头32在一定范围的可活动，将固定螺柱121与连接孔322设置为间隙配合，以形成一定尺寸的活动间隙H1，从而保证母头32在垂直于对接方向上的表面上活动，可以抵消部分振动应力，提升针阀导体321的连接稳定性。

请继续参照图4和图5，在一实施例中，所述活动间隙H1在所述连接孔322的径向方向上的尺寸范围为0.15mm～0.2mm；

和/或，所述固定螺柱121凸出于所述连接孔322，所述锁固件40的端面抵接所述固定螺柱121的端面，并与所述连接孔322的开口边沿形成有间隔间隙H2。

本实施例中，活动间隙H1为连接孔322孔壁与固定螺柱121之间的空间，也即母头32可以相对于固定螺柱121实现在连接孔322的径向方向上的微动，故该活动间隙H1在连接孔322的径向方向上的尺寸不宜过大，否则会造成结构的不稳定，当然，活动间隙H1在连接孔322的径向方向上的尺寸不宜过小，否则起不到抵消电机组件10的振动，因此，将该尺寸设置为0.15mm～0.2mm，例如，0.15mm、0.17mm、0.18mm、0.2mm等，从而既能够保证母头32与公头31之间的电连接不受硬连接的影响，能够避免针阀导体321的变形，同时也能保证母头32与基座12之间的连接稳定性。

可选的，在设定有活动间隙H1时，且活动间隙H1在径向上的尺寸范围为0.15mm～0.2mm，为了进一步增加母头32的活动范围，将固定螺柱121凸出于连接孔322设置，此时，当锁固件40穿设于螺纹孔1211内进行锁固时，锁固件40的锁帽所在的内端面会抵接到固定螺柱121的凸出端面，如此，锁固件40与连接孔322的开口边沿则相距一定的距离，两者之间形成了间隔间隙H2，也即，母头32可以在连接孔322的轴线方向上也有一定的活动空间，从而使得母头32在三维立体空间上均有微动范围，能够最大程度地释放运行过程中由电机组件10带来的振动载荷应力，保证母头32和公头31的连接不受影响，提高变桨驱动装置100的使用性能和电连接稳定性。

当然，也可以不限定活动间隙H1在径向上的尺寸范围时，设定固定螺柱121凸出于连接孔322，从而使得母头32与锁固件40之间形成有间隔间隙H1。

此外，在一实施例中，将基座12设置呈一端开口的盒体，其形成有容纳槽12a，固定螺柱121凸出于容纳槽12a的槽底，在母头32与基座12连接时，母头32本体的部分结构容纳于容纳槽12a内，从而可进一步节省占用空间，也能提升母头32与基座12之间的连接稳定性。

请参照图3，在一实施例中，所述母头32与所述公头31相向的两侧中的一者凸设有定位柱323，另一者开设有定位孔312，所述定位柱323插设于所述定位孔312内。

本实施例中，在母头32和公头31通过对插实现电连接时，为了提升连接效率，在母头32本体朝向公头31本体的一侧设置定位柱323，在公头31朝向母头32的一侧开设有定位孔312，或者在母头32本体朝向公头31的一侧开设定位孔312，在公头31朝向母头32的一侧凸设有定位柱323，从而使得定位柱323与定位孔312相适配插接，实现母头32与公头31的初步定位，继而方便针阀导体321与插孔311的插接电导通。此处，定位孔312为圆孔，且尺寸可以设置相对较大，方便定位柱323的插设，定位柱323对应为圆柱体。定位柱323可与母头32本体为一体注塑成型，也可以是定位销安装于母头32本体上，在此不做限定。

请结合图2和图3，可选的，定位柱323与定位孔312均设置有两个，两定位柱323位于母头32本体的相对的两端，从而与两定位孔312配合，保证定位的准确性，防止公头31与母头32之间发声旋转偏移。

在一实施例中，所述公头31开设所述定位孔312，所述母头32凸设有定位柱323，所述定位孔312朝向所述定位柱323的开口边沿为倒角设置。

本实施例中，公头31开设定位孔312，母头32设定有定位柱323，通过定位柱323插设于定位孔312内实现预定位，而为了进一步提升定位效率，将定位孔312朝向定位柱323的开口边沿进行倒角，形成喇叭状的定位孔312，进而增大插接的开口尺寸，进一步提升安装便利性和效率。

当然，于其他实施例中，还可以在一体成型公头31本体时，直接将定位孔312的开口尺寸在由公头31朝向母头32的方向上逐渐增大设置，从而形成喇叭状的定位孔312。

请结合图1和图2，在一实施例中，所述变桨驱动器20包括外壳21和设于所述外壳21内的驱动器本体，所述外壳21与所述基座12中的一者设有定位凸(未图示)，另一者设有定位槽122，所述变桨驱动器20与所述电机组件10通过所述定位凸于所述定位槽122内滑动配合而限位。

本实施例中，变桨驱动器20包括外壳21和驱动器本体，该驱动器本体可以是线路板，其上设置有各种控制电路，从而实现变桨驱动器20的控制与驱动功能。外壳21为驱动器本体提供了一定的安装基础和保护作用，并能够起到与基座12的初步限位作用。此处，外壳21包括底壳和盖板，驱动器本体固定于底壳内，盖板盖合在底壳的开口处，盖板与底壳为可拆卸连接，从而方便变桨驱动器20的装配与后期维修。在外壳21上设置有定位凸，在基座12的表面设置有定位凹槽，将定位凸滑设于定位槽122内，使得外壳21相对于基座12初步定位，实现电机组件10与变桨驱动器20之间的预限位，然后再进行公头31与母头32对插连接，能够提升变桨驱动装置100的结构稳定性。

当然，另一实施例中，也可以在基座12上设置定位凸，在外壳21上开设定位槽122，从而实现两者的限位。

在一实施例中，所述公头31与所述驱动器本体为焊接固定。该结构可以实现电连接的同时，也能够保证公头31与驱动器本体的连接结构稳定性。具体地，在公头31背离母头32的表面凸设有焊接端子，通过焊接端子与驱动器本体进行焊接，能够保证焊接效果。

本实用新型还提出一种风力发电系统(未图示)，所述风力发电系统包括控制器、桨叶以及变桨驱动装置100，所述桨叶连接于所述变桨驱动装置100，所述变桨驱动装置100与所述控制器电连接，所述变桨驱动装置100为如上中任一实施例所述的变桨驱动装置100。由于本风力发电系统的变桨驱动装置100采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变桨驱动装置，其特征在于，所述变桨驱动装置包括：

电机组件；

变桨驱动器，所述变桨驱动器限位于所述电机组件；及

连接器，所述连接器包括母头和公头，所述母头电连接于所述电机组件，所述公头电连接于所述变桨驱动器，所述母头凸设有针阀导体，所述公头开设有插孔，所述电机组件与所述变桨驱动器通过所述针阀导体与所述插孔的插接导电而电气连接。

2.如权利要求1所述的变桨驱动装置，其特征在于，所述电机组件包括电机本体和设于所述电机本体一侧的基座，所述变桨驱动器限位于所述基座，所述母头与所述基座可拆卸连接，且两者的连接处形成一活动间隙。

3.如权利要求2所述的变桨驱动装置，其特征在于，所述母头开设贯通的连接孔，所述基座开设有螺纹孔，所述母头与所述基座通过锁固件穿过所述连接孔与所述螺纹孔螺纹连接而连接。

4.如权利要求3所述的变桨驱动装置，其特征在于，所述基座凸设有固定螺柱，所述固定螺柱开设有所述螺纹孔，所述固定螺柱穿设于所述连接孔内，所述固定螺柱与所述连接孔为间隙配合以形成所述活动间隙。

5.如权利要求4所述的变桨驱动装置，其特征在于，所述活动间隙在所述连接孔的径向方向上的尺寸范围为0.15mm～0.2mm；

和/或，所述固定螺柱凸出于所述连接孔，所述锁固件的端面抵接所述固定螺柱的端面，并与所述连接孔的开口边沿形成有间隔间隙。

6.如权利要求1至5中任一项所述的变桨驱动装置，其特征在于，所述母头与所述公头相向的两侧中的一者凸设有定位柱，另一者开设有定位孔，所述定位柱插设于所述定位孔内。

7.如权利要求6所述的变桨驱动装置，其特征在于，所述公头开设所述定位孔，所述母头凸设有所述定位柱，所述定位孔朝向所述定位柱的开口边沿为倒角设置。

8.如权利要求2至5中任一项所述的变桨驱动装置，其特征在于，所述变桨驱动器包括外壳和设于所述外壳内的驱动器本体，所述外壳与所述基座中的一者设有定位凸，另一者设有定位槽，所述变桨驱动器与所述电机组件通过所述定位凸于所述定位槽内滑动配合而限位。

9.如权利要求8所述的变桨驱动装置，其特征在于，所述公头与所述驱动器本体为焊接固定。

10.一种风力发电系统，其特征在于，所述风力发电系统包括控制器、桨叶以及变桨驱动装置，所述桨叶连接于所述变桨驱动装置，所述变桨驱动装置与所述控制器电连接，所述变桨驱动装置为如权利要求1至9中任一项所述的变桨驱动装置。

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