DE102006023411A1

DE102006023411A1 - Rotor blade device for adjusting blade angle of rotor blade of wind turbine on rotor shaft, has two electro motor drive, in which primary has frequency converter and secondary has electro motor with standby energy storage

Info

Publication number: DE102006023411A1
Application number: DE102006023411A
Authority: DE
Inventors: Karl Lengl; Bernd Spatz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-22

Abstract

The rotor blade device has two electro motor drive, in which primary has a frequency converter (10) powered by a power grid and a brushless electro motor (6), supplied by the frequency converter with a standby energy storage (22), which provides a direct current voltage. Another electro motor drive, which has an electro motor stored by standby energy storage with direct current is provided, in which rotor blade (2) is adjusted in failure of primary electro motor drive. The device is mechanically operated by switching elements (8), which are available in a non-operated state.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotorblattverstelleinrichtung zum Verstellen des Anstellwinkels eines auf einer Rotorwelle drehbar angeordneten Rotorblatts einer Windkraftanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a rotor blade adjusting device for adjusting the angle of attack of a rotatably mounted on a rotor shaft Rotor blade of a wind turbine according to the preamble of the claim 1.

Eine solche Rotorblattverstelleinrichtung unter Einsatz eines bürstenlosen Drehstrommotors ist in der DE 103 35 575 A1 bereits beschrieben. Der Drehstrommotor wird durch einen Frequenzumrichter gespeist. Der Frequenzumrichter besitzt den typischen Aufbau aus einem Gleichrichter, der aus einer Wechselspannung eines Stromnetzes eine Gleichspannung erzeugt, einem Zwischenkreis mit einem Glättungskondensator und einem Wechselrichter, der einen frequenzvariablen Drehstrom zur Ansteuerung des Motors erzeugt. An den Zwischenkreis ist eine Gleichstromquelle – Akkumulatoren oder ein Kondensator – als Notstromversorgung angeschlossen, um auch bei einem Netzausfall das Rotorblatt noch verstellen zu können.Such a rotor blade adjusting device using a brushless three-phase motor is in the DE 103 35 575 A1 already described. The three-phase motor is powered by a frequency converter. The frequency converter has the typical structure of a rectifier, which generates a DC voltage from an AC voltage of a power grid, a DC link with a smoothing capacitor and an inverter, which generates a variable-frequency three-phase current for driving the motor. A DC source - accumulators or a capacitor - is connected to the DC link as an emergency power supply in order to be able to adjust the rotor blade even in the event of a power failure.

Die Rotorblätter dienen in einer so genannten Fahnenstellung als aerodynamische Bremse. Daher muss sichergestellt sein, dass auch bei einem Netzausfall oder bei einer Störung der Anlage die Rotorblätter zuverlässig in die Fahnenstellung gebracht werden können.The rotor blades serve in a so-called flag position as aerodynamic brake. Therefore, it must be ensured that even in the event of a power failure or in case of a fault the plant the rotor blades reliable can be brought into the flag position.

Das herkömmliche System weist den Nachteil auf, dass bei einer Störung des Frequenzumrichters, insbesondere des Wechselrichters oder seiner Ansteuerelektronik, der Drehstrommotor nicht mehr antreibbar ist. Eine solche Störung kann z.B. durch einen Blitzschlag auftreten. Trotz der Bereitstellung einer Notstromquelle ist ein zuverlässiger Notbetrieb und ein aerodynamisches Abbremsen in einer solchen Situation nicht mehr möglich. Als letzte Sicherheitsmaßnahme greift eine mechanische Feststellbremse ein. Der Bremsvorgang über die Feststellbremse bewirkt jedoch eine hohe mechanische Belastung des Rotors, der Rotorblätter, der Rotorwelle und des Getriebes der Windkraftanlage und ist zudem mit einem hohen Verschleiß der Feststellbremse verbunden.The conventional System has the disadvantage that in the event of a fault in the frequency converter, in particular of the inverter or its control electronics, the three-phase motor is no longer drivable. Such a disorder can e.g. caused by a lightning strike. Despite the provision of a Emergency power source is a reliable one Emergency operation and aerodynamic braking in such a situation not possible anymore. As a last security measure engages a mechanical parking brake. The braking process over the However, parking brake causes a high mechanical load of Rotor, the rotor blades, the rotor shaft and the transmission of the wind turbine and is also with a high wear of the Parking brake connected.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Rotorblattverstelleinrichtung anzugeben.It Therefore, the object of the present invention, a reliable rotor blade adjustment specify.

Diese Aufgabe wird durch eine Rotorblattverstelleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is by a rotor blade adjustment with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist eine Rotorblattverstelleinrichtung zum Verstellen des Anstellwinkels eines auf einer Rotorwelle drehbar angeordneten Rotorblatts einer Windkraftanlage mit einem ersten elektromotorischen Antrieb ausgestattet. Dieser umfasst einen aus einem Stromnetz versorgbaren Frequenzumrichter und einen aus dem Frequenzumrichter speisbaren bürstenlosen ersten Elektromotor. Weiter ist ein Bereitschaftsenergiespeicher, der eine Gleichspannung bereitstellt, vorhanden. Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist es, dass ein zweiter elektromotorischer Antrieb vorhanden ist, mit dem das Rotorblatt bei einem Ausfall des ersten elektromotorischen Antriebs verstellbar ist, und dass der zweite elektromotorische Antrieb einen aus dem Bereitschaftsenergiespeicher mit Gleichstrom speisbaren zweiten Elektromotor umfasst.According to the invention is a Rotor blade adjustment device for adjusting the angle of attack a rotor blade rotatably mounted on a rotor shaft Wind turbine equipped with a first electric motor drive. This includes a power supply from a power supply frequency converter and a brushless first electric motor which can be fed from the frequency converter. Next is a standby energy storage, which is a DC voltage Provides available. The peculiarity of the present invention is it that there is a second electromotive drive, with which the rotor blade in case of failure of the first electromotive Drive is adjustable, and that the second electromotive Drive one from the standby power storage with DC power supplyable second electric motor comprises.

Durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen unabhängig voneinander ansteuerbaren Antrieben für die Blattverstellung wird ein hohes Maß an Effizienz, Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit erzielt. Der bürstenlose Antriebsmotor wird dazu verwendet, im Normalbetrieb den Anstellwinkel des Rotorblatts ständig in Abhängigkeit von der Windstärke optimal einzustellen. Dieser Motor unterliegt dabei nahezu keinem Verschleiß. Für den Fall, dass der erste Antrieb aufgrund eines beliebigen Defektes seiner Komponenten, z.B. eines Defektes des Frequenzumrichters, ausfällt, lässt sich die Fahnenstellung des Rotorblatts mit dem Gleichstrommotor des zweiten Antriebs ansteuern. Der Gleichstrommotor wird dazu einfach – z.B. über ein Trennschütz, das bei fehlender Steuerspannung durchschaltet – mit den Polen des Bereitschafts energiespeichers verbunden. Bei Erreichen der Fahnenstellung kann ein Endschalter den Kontakt unterbrechen. Der zweite Antrieb lässt sich also über sehr einfache, ausfallsichere Mechanismen ansteuern. Dadurch, dass der Gleichstrommotor nur ein Notbetriebsfällen und ggf. bei Funktionstests zum Einsatz kommt, tritt nur wenig Verschleiß der Bürsten und des Kommutators auf. Der Gleichstrommotor wird in der erfindungsgemäßen Konfiguration außerdem nur mit kurzer Einschaltdauer betrieben, so dass ein im Vergleich zum Hauptantriebsmotor, d.h. dem bürstenlosen Motor, klein und leistungsarm dimensionierter Gleichstrommotor zum Einsatz kommen kann. Da Drehstrommotoren üblicherweise kostengünstiger als Gleichstrommotoren sind, ist die Kombination aus einem Drehstrommotor und einem klein dimensionierten Gleichstrommotor kostengünstiger als der Einsatz eines einzelnen, leistungsstarken Gleichstrommotors als Hauptantrieb. Die für einen ausschließlich mit einem Gleichstrommotor bestückten Antrieb regelmäßig anfallenden Wartungsarbeiten, z.B. das Wechseln der Kohlebürsten, entfallen nahezu vollständig, da der Gleichstrommotor gemäß der vorliegenden Erfindung nur ausnahmsweise zum Einsatz kommt.By the use of two different independently controllable Drives for The blade adjustment is a high level of efficiency, operational safety and reliability achieved. The brushless Drive motor is used in normal operation, the angle of attack the rotor blade constantly dependent on from the wind force optimally adjusted. This engine is subject to almost none Wear. For the Case that the first drive due to any defect its components, e.g. a defect of the frequency converter, fails, let yourself the feathering of the rotor blade with the DC motor of the rotor drive second drive. The DC motor becomes simple - e.g. about one Isolation contactor, which switches through in the absence of control voltage - with the poles of the standby energy storage connected. When the flag position is reached, a limit switch can be used interrupt the contact. The second drive can be so over control simple, fail-safe mechanisms. Because of that DC motor only one emergency operation and possibly in functional tests is used, occurs only a little wear of the brushes and the commutator. Of the DC motor is also only in the configuration according to the invention operated with a short duty cycle, so that compared to the main drive motor, i.e. the brushless Motor, small and low-power dimensioned DC motor for Use can come. As three-phase motors are usually cheaper are DC motors, is the combination of a three-phase motor and a small-sized DC motor cost less as the use of a single, powerful DC motor as the main drive. The for one exclusively equipped with a DC motor Drive regularly accumulating Maintenance work, e.g. changing the carbon brushes, accounts for almost completely because the DC motor according to the present invention Invention is used only exceptionally.

In Zusammenfassung ist die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Blattverstelleinrichtung mit zwei verschiedenen elektromotorischen Antrieben gegenüber Systemen mit nur einem Motor pro Rotorblatt deutlich erhöht. Durch die Redundanz der Antriebe können Störungen beherrscht werden, die in herkömmlichen Systemen zu kritischen Zuständen führen. Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße Blattverstelleinrichtung durch eine hervorragende Kosteneffizienz und Wartungseffizienz aus.In summary, the reliability of Blattverstelleinrichtung invention with two different electric motor drives compared to systems with only one motor per Rotor blade significantly increased. The redundancy of the drives means that faults can be mastered that lead to critical states in conventional systems. In addition, the blade adjusting device according to the present invention is excellent in cost efficiency and maintenance efficiency.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments of the present invention are specified in the subclaims.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind elektromechanisch betätigbare Schaltmittel vorhanden, die in einem unbetätigten Zustand eine erste elektrische Verbindung zwischen dem Frequenzumrichter und dem ersten Elektromotor unterbrechen und eine zweite elektrischen Verbindung zwischen dem Bereitschaftsenergiespeicher und dem zweiten Elektromotor herstellen und die in einem betätigten Zustand die erste elektrische Verbindung herstellen und die zweite elektrische Verbindung unterbrechen. Dies sichert ein zuverlässiges Umschalten vom ersten Elektromotor auf den zweiten Elektromotor im Notbetrieb, da die Schaltmittel bei Ausfall eines Betätigungssignals automatisch für eine Fahrt in die Fahnenstellung sorgen. Die Schaltmittel können kostengünstig als Magnetrelais ausgeführt werden. Das Betätigungssignal ist in diesem Fall der Ansteuerstrom des Magnetrelais.According to one preferred embodiment of the present invention are electromechanically actuated Switching means present, which in an unactuated state, a first electrical Connection between the frequency converter and the first electric motor interrupt and make a second electrical connection between the Establish standby energy storage and the second electric motor and in an actuated State make the first electrical connection and the second interrupt electrical connection. This ensures reliable switching from the first electric motor to the second electric motor in emergency mode, because the switching means automatically in case of failure of an actuating signal for one Drive to the flag position. The switching means can be cost-effective as Magnetic relay executed become. The actuation signal is in this case, the drive current of the magnetic relay.

Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine erste elektromechanisch betätigbare Kupplung vorgesehen, die ausschließlich in einem betätigten Zustand eine Kopplung einer Abtriebswelle des zweiten Elektromotors mit einem Verstelltrieb des Rotorblatts aufhebt. Im unbetätigten Zustand der Kupplung ist die besagte Kopplung gegeben. Im Normalbetrieb ist die Kupplung betätigt und auf diese Weise ein Mitdrehen des zweiten Elektromotors durch den ersten Elektromotor vermieden. Es tritt folglich kein Verschleiß am zweiten Elektromotor auf. Durch die bei Wegfall der Betätigung automatisch schließende Kupplung ist gleichzeitig im Notbetrieb eine zuverlässige mechanische Ankopplung des zweiten Elektromotors an das Rotorblatt gewährleistet.According to one Another, particularly preferred embodiment of the present invention a first electromechanically actuable clutch is provided, the exclusively in an actuated state a coupling of an output shaft of the second electric motor with an adjusting drive of the rotor blade cancels. In the unactuated state the coupling is given the said coupling. In normal operation is the clutch is actuated and in this way a co-rotation of the second electric motor avoided the first electric motor. There is therefore no wear on the second Electric motor on. By the automatically closing when the operation ceases is at the same time in emergency operation a reliable mechanical coupling ensures the second electric motor to the rotor blade.

Anstelle einer elektromechanisch betätigten Kupplung kann auch eine Freilaufkupplung, insbesondere eine Fliehkraftkupplung, zur Ankopplung des zweiten Elektromotors verwendet werden. Dies erlaubt es, nur in einer Richtung – vom zweiten Elektromotor zum Verstelltrieb des Rotorblatts – ein Antriebsmoment zu übertragen. Die Freilaufkupplung bzw. Fliehkraftkupplung beruht auf einem rein mechanischen Wirkungsprinzip. Es wird kein Steuersignal für die Kupplung generiert, so dass sich die elektrische Schaltung für die Steuerung des Notbetriebs vereinfacht. Im Normalbetrieb, bei Antrieb des Blattverstelltriebs durch den ersten Elektromotor, bleibt der zweite Elektromotor in Stillstand.Instead of an electromechanically actuated clutch can also be an overrunning clutch, in particular a centrifugal clutch, be used to couple the second electric motor. This allows it, only in one direction - from second electric motor for adjusting the rotor blade - a drive torque transferred to. The overrunning clutch or centrifugal clutch is based on a pure mechanical mode of action. There is no control signal for the clutch generated so that the electrical circuit for the controller of emergency operation simplified. In normal operation, when driving the blade adjustment drive through the first electric motor, the second electric motor remains in Standstill.

Als Gleichstrommotor besitzt der zweite Elektromotor üblicherweise einen Kommutator und Bürsten zur Kontaktierung des Kommutators. Vorzugsweise ist – insbesondere bei einer dauerhaften Kopplung der Rotoren beider Elektromo toren, z.B. bei Anordnung der beiden Rotoren auf einer gemeinsamen Abtriebswelle – eine elektromechanisch betätigbare Abhebeeinrichtung vorgesehen, die ausschließlich in einen betätigten Zustand einen mechanischer Kontakt zwischen den Bürsten und dem Kommutator aufhebt. Dies erlaubt es, dass der zweite Elektromotor im Normalbetrieb durch den ersten Elektromotor mitgedreht wird, ohne dass Verschleiß an den Bürsten auftritt. Auf eine Kupplung zwischen den Elektromotoren könnte in diesem Fall verzichtet werden. Im Notbetrieb ist der Kontakt zwischen den Bürsten und dem Kommutator des zweiten Elektromotors durch die ausbleibende Betätigung der Abhebeeinrichtung zuverlässig hergestellt, so dass eine Drehung des Rotorblatts durch Bestromung des zweiten Elektromotors erfolgen kann.When DC motor, the second electric motor usually has a commutator and brushes for contacting the commutator. Preferably, in particular with a permanent coupling of the rotors of both electromotors, e.g. with the arrangement of the two rotors on a common output shaft - an electromechanical actuated Lifting device provided exclusively in an actuated state a mechanical contact between the brush and the commutator cancels. This allows the second electric motor in normal operation by the first electric motor is rotated, without any wear on the to brush occurs. On a clutch between the electric motors could in this case be waived. In emergency mode, the contact is between the brushes and the commutator of the second electric motor by the absence of activity the lifting device reliable made, so that rotation of the rotor blade by energization can be done of the second electric motor.

Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung ist eine zweite elektromechanisch betätigbare Kupplung vorgesehen, die ausschließlich in einem betätigten Zustand eine Abtriebswelle des ersten Elektromotors mit einem Verstelltrieb des Rotorblatts koppelt. Dadurch wird der erste Elektromotor im Notbetriebsfall, bei Ausbleiben der Betätigung der zweiten Kupplung, zuverlässig vom Verstelltrieb des Rotorblatts abgekoppelt. Das im Notbetrieb vom zweiten Elektromotor aufzubringende Antriebsmoment ist verringert, da der erste Elektromotor nicht mitgedreht werden muss. Außerdem ist auch bei einem mechanischen Defekt des ersten Elektromotors, z.B. einem festgefressenen Lager oder einer klemmenden Motorbremse, die Verstellbarkeit des Rotorblatts gewährleistet.According to one Another, particularly preferred embodiment is a second electromechanically actuated Coupling provided exclusively in an actuated state an output shaft of the first electric motor with an adjusting drive of the rotor blade couples. This will be the first electric motor in the Emergency operation, in the absence of actuation of the second clutch, reliable decoupled from the adjusting drive of the rotor blade. This in emergency operation The drive torque to be applied by the second electric motor is reduced, because the first electric motor does not have to be rotated. Besides that is even with a mechanical defect of the first electric motor, e.g. a seized bearing or a jamming engine brake, the Adjustability of the rotor blade ensured.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein Blattzahnkranz des Rotorblatts an einer ersten Umfangsposition mit einem vom ersten Elektromotor antreibbaren ersten Zahnrad und an einer zweiten Umfangsposition mit einem vom zweiten Elektromotor antreibbaren zweiten Zahnrad in Eingriff steht. Dadurch lässt sich der Bauraum in der Rotornabe optimal ausnutzen. Die Motoren lassen sich einzeln montieren und demontieren. Es können ein standardgemäßer Drehstrommotor und Gleichstrommotor zum Einsatz kommen. Der Einsatz von standardgemäßen Anbaukpmponenten – z.B. einem Positionsgeber und einer Motorbremse – ist an den Motoren problemlos möglich.A Another embodiment provides that a blade toothed ring of the rotor blade at a first circumferential position with a drivable by the first electric motor first gear and at a second circumferential position with one of second electric motor drivable second gear is engaged. Thereby let yourself optimally exploit the installation space in the rotor hub. Let the engines assemble and disassemble individually. It can be a standard three-phase motor and DC motor are used. The use of standard attachment components - e.g. one Position sensor and a motor brake - is easy on the engines possible.

Vorzugsweise sind in der vorgenannten Konfiguration dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor jeweils ein eigenes Übersetzungsgetriebe zugeordnet. Dadurch lassen sich für die beiden Motore unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse einrichten. Vorteilhaft ist insbesondere eine Konfiguration bei der der Gleichstrommotor relativ leistungsarm dimensioniert ist, aber mit einer hohen Drehzahluntersetzung betrieben wird.Preferably, in the aforementioned configuration, the first electric motor and the second electric motor each have their own translation gear assigned drives. As a result, different transmission ratios can be set up for the two motors. Particularly advantageous is a configuration in which the DC motor is dimensioned relatively low power, but is operated at a high speed reduction.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass ein Koppelungsgetriebe vorhanden ist, welches eine erste Antriebswelle aufweist, die durch den ersten Elektromotor antreibbar ist, welches eine zweite Antriebswelle aufweist, die durch den zweiten Elektromotor antreibbar ist, und welches eine Abtriebswelle aufweist, durch die ein Verstelltrieb des Rotorblatts betätigbar ist. Auch bei dieser Ausgestaltung lassen sich die Motoren einzeln montieren und demontieren. Es können ein standardgemäßer Drehstrommotor und Gleichstrommotor zum Einsatz kommen. Der Einsatz von standardgemäßen Anbaukomponenten – z.B. einem Positionsgeber und einer Motorbremse – ist an den Motoren problemlos möglich. Zusätzlich lässt sich durch das Koppelungsgetriebe eine unterschiedliche Übersetzung für den ersten und den zweiten Elektromotor verwirklichen. Dadurch kann der zweite Elektromotor leistungsärmer dimensioniert werden. Ein Übersetzungsgetriebe mit hohem Übersetzungsverhältnis wird nur einmal benötigt und ist vorzugsweise an der Abtriebswelle des Koppelungsgetriebes angeordnet.A Another particularly preferred embodiment provides that a coupling gear is present, which has a first drive shaft passing through the first electric motor can be driven, which is a second drive shaft which is drivable by the second electric motor, and which an output shaft through which an adjusting drive of the rotor blade actuated is. Also in this embodiment, the motors can be mounted individually and disassemble. It can a standard three-phase motor and DC motor are used. The use of standard attachment components - e.g. one Position sensor and a motor brake - is easy on the engines possible. additionally let yourself through the coupling gear a different translation for the realize first and second electric motor. This can the second electric motor dimensioned lower power. A transmission gear with a high gear ratio needed only once and is preferably on the output shaft of the coupling gear arranged.

Ein Kegelradgetriebe stellt eine kostengünstige Bauform des Koppelungsgetriebes dar. Es erlaubt zusätzlich eine winkelige Anordnung der Abtriebswellen des ersten und zweiten Elektromotors und somit eine effiziente Ausnutzung des in der Rotornabe verfügbaren Bauraums.One Bevel gear provides a cost-effective design of the coupling gear It also allows an angular arrangement of the output shafts of the first and second Electric motor and thus efficient use of the rotor hub available Installation space.

Wenn ein Rotor des ersten Elektromotors und ein Rotor des zweiten Elektromotors auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, erzielt man eine sehr kompakte Anordnung der beiden Elektromotoren, ggf. in einem gemeinsamen Gehäuse.If a rotor of the first electric motor and a rotor of the second electric motor are arranged on a common shaft, one achieves a very compact arrangement of the two electric motors, possibly in a common Casing.

Vorzugsweise stellt der Bereitschaftsenergiespeicher eine Stützspannung für einen Zwischenkreis des Frequenzumrichters bereit. Auf diese Weise kann bei einem Ausfall des Stromnetzes das Rotorblatt weiterhin mittels des bürstenlosen Motors des ersten Antriebs verstellt werden. Der Einsatz des zweiten Antriebs ist auf Defektsituationen des ersten Antriebs beschränkt. Der Bereitschaftsenergiespeicher dient in diesem kostengünstigen Aufbau zur Notversorgung beider Antriebe.Preferably the standby energy storage provides a backup voltage for a DC link of the frequency converter ready. This way you can in case of failure of the power grid, the rotor blade continues by means of of the brushless Motors of the first drive to be adjusted. The use of the second Drive is limited to defect situations of the first drive. Of the Ready energy storage is used in this cost-effective Structure for emergency supply of both drives.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht eine kompakte vormontierbare Antriebseinheit vor, die den ersten Elektromotor, das Kegelradgetriebe und ein Übersetzungsgetriebe in einer Längsanordnung bezüglich einer Durchgangswelle des Kegelradgetriebes umfasst, sowie den bezüglich des Kegelradgetriebes seitlich angeordneten zweiten Elektromotor. Dies erlaubt es, die mechanischen Antriebskomponenten der Rotorblattverstellanordnung als einfach handhabbare, kompakte Baueinheit zur Verfügung zu stellen. Durch die seitliche Anordnung des zweiten Elektromotors am Kegelradgetriebe, ggf. unter Zwischenschaltung der oben genannten ersten Kupplung, übersteigt die Länge dieser Antriebseinheit die Länge von üblichen Motoranordnungen nicht.A Another advantageous embodiment provides a compact pre-assembled Drive unit in front of the first electric motor, the bevel gear and a transmission gear in a longitudinal arrangement in terms of a through shaft of the bevel gear includes, as well as with respect to the Bevel gear laterally arranged second electric motor. This allows the mechanical drive components of the rotor blade adjustment as easy to handle, compact unit available too put. Due to the lateral arrangement of the second electric motor at the bevel gear, if necessary with interposition of the above mentioned first clutch, exceeds the length this drive unit the length from usual Motor arrangements not.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung und deren Vorteile unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.following The present invention and its advantages will be better understood by reference explained in more detail on the embodiments illustrated in the figures.

1 ist schematisches Schaltdiagramm einer Rotorblattverstelleinrichtung, bei der gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ein Drehstrommotor fest an eine Drehwelle der Rotorblatts angekoppelt ist, während ein Gleichstrommotor über eine Kupplung ankoppelbar ist, 1 is a schematic circuit diagram of a Rotorblattverstelleinrichtung, according to a first embodiment, a three-phase motor is fixedly coupled to a rotary shaft of the rotor blade, while a DC motor can be coupled via a coupling,

2 ist schematisches Schaltdiagramm einer Rotorblattverstelleinrichtung, bei der gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ein Drehstrommotor und ein Gleichstrommotor eine gemeinsamen Abtriebswelle besitzen 2 is a schematic circuit diagram of a rotor blade, wherein according to a second embodiment, a three-phase motor and a DC motor have a common output shaft

3 ist ein weiteres Schaltdiagramm einer Rotorblattverstelleinrichtung, bei der gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ein Drehstrommotor und ein Gleichstrommotor über ein Koppelungsgetriebe an den Blattverstelltrieb angebunden sind, 3 is another circuit diagram of a Rotorblattverstelleinrichtung, in accordance with a third embodiment, a three-phase motor and a DC motor are connected via a coupling gear to the blade pitch,

4 ist ein weiteres Schaltdiagramm einer Rotorblattverstelleinrichtung, bei der gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ein Drehstrommotor und ein Gleichstrommotor jeweils über ein eigenes Übersetzungsgetriebe an den Blattzahnkranz des Rotorblatts angebunden sind, und 4 is another circuit diagram of a Rotorblattverstelleinrichtung, in accordance with a fourth embodiment, a three-phase motor and a DC motor are each connected via its own transmission gear to the blade ring gear of the rotor blade, and

5 zeigt in schematischer Darstellung eine Antriebseinheit, bestehend aus den mechanischen Antriebskomponenten der Rotorblattverstellanordnung gemäß der dritten Ausführungsform. 5 shows a schematic representation of a drive unit consisting of the mechanical drive components of the Rotorblattverstellanordnung according to the third embodiment.

In 1 ist eine Rotorblattverstelleinrichtung 1 dargestellt, mit der ein Rotorblatt 2, das an der Nabe einer Rotorwelle einer Windkraftanlage (nicht dargestellt) angeordnet ist, in seinem Anstellwinkel gedreht werden kann. Der Vorgang der Verstellung des Anstellwinkels ist auch als Pitchregelung bekannt.In 1 is a rotor blade adjustment 1 shown with a rotor blade 2 , which is arranged on the hub of a rotor shaft of a wind turbine (not shown), can be rotated in its angle of attack. The process of adjusting the angle of attack is also known as pitch control.

Die Rotorblattverstelleinrichtung besitzt ein Wechselstromantriebssystem als Hauptantrieb. Das Wechselstromantriebssystem umfasst einen Frequenzumrichter 10, sowie einen vom Frequenzumrichter 10 gespeisten bürstenlosen Drehstrommotor 6. Der Frequenzumrichter 10 ist von bekannter Bauart, wie sie z.B. in der industriellen Antriebstechnik zur Anwendung kommt: Ein Gleichrichter erzeugt eine Gleichspannung ausgehend von einer Versorgung aus einem Wechselstromnetz 12. Die Gleichspannung wird einem mit einem Glättungskondensator ausgestatteten Zwischenkreis zugeführt. Aus dem Zwischenkreis wird ein Wechselrichter versorgt, der den Drehstrommotor 6 mit einer Wechselspannung variabler Frequenz speist.The rotor blade adjustment device has an AC drive system as the main drive. The AC drive system includes a frequency converter 10 , as well as one from the frequency converter 10 fed brushless three-phase motor 6 , The frequency converter 10 is of known construction The type used, for example, in industrial drive technology: A rectifier generates a DC voltage from a supply from an AC network 12 , The DC voltage is fed to a DC link equipped with a smoothing capacitor. From the DC link, an inverter is supplied, the three-phase motor 6 fed with an alternating voltage of variable frequency.

Die elektrische Verbindung vom Frequenzumrichter 10 zum Drehstrommotor 6 verläuft über ein Trennschütz 8. Eine elektronische Steuerung 20 steuert und überwacht den Frequenzumrichter 10. Sie steuert außerdem das Trennschütz 8 an. Aus einem Bereitschaftsenergiespeicher 22 wird der Zwischenkreis des Frequenzumrichters 10 mit einer Stützspannung versorgt, wenn das Wechselstromnetz 12 ausfällt. Der Bereitschaftsenergiespeicher 22 ist mit Akkumulatoren oder Kondensatoren hoher Kapazität bestückt und stellt eine Gleichspannung bereit. Eine Ladeelektronik (nicht dargestellt) stellt einen ausreichenden Energieinhalt des Bereitschaftsenergiespeichers 22 sicher.The electrical connection from the frequency converter 10 to the three-phase motor 6 runs over a contactor 8th , An electronic control 20 controls and monitors the frequency converter 10 , It also controls the contactor 8th at. From a standby energy storage 22 becomes the DC link of the frequency converter 10 supplied with a backup voltage when the AC mains 12 fails. The standby energy storage 22 is equipped with high capacity accumulators or capacitors and provides a DC voltage. A charging electronics (not shown) provides sufficient energy content of the standby energy storage 22 for sure.

Das Rotorblatt 2 steht über einen Zahnradtrieb mit einer Antriebswelle 4 in fester Verbindung. Die Antriebswelle 4 treibt das Übersetzungsgetriebe 51 an. Das Übersetzungsgetriebe 51 zeichnet sich durch einen hohen Übersetzungsfaktor ins Langsame aus. Die Abtriebswelle des Übersetzungsgetriebes 51 ist mit einem Zahnrad (nicht dargestellt) versehen. Das Zahnrad greift in den Blattzahnkranz 3 des Rotorblatts 2 ein, der im Bereich eines Drehlagers des Rotorblattes 2 gebildet ist. Die Antriebswelle 4 ist gleichzeitig die Abtriebswelle des Drehstrommotors 6. Ein zweiter Elektromotor 16 ist über eine Kupplung 24 auf die Antriebswelle 4 aufschaltbar. Der zweite Elektromotor 16 ist als Gleichstrommotor ausgebildet und Bestandteil eines Notantriebs für die Verstellung des Rotorblatts im Störungsfall. Über das Trennschütz 8 und einen Endschalter 18 kann der Gleichstrommotor 16 mit Strom aus dem Bereitschaftsenergiespeicher 22 versorgt werden. Der Endschalter 18 erfasst dabei eine Fahnenstellung des Rotorblatts und trennt bei Erreichen der Fahnenstellung.The rotor blade 2 is about a gear drive with a drive shaft 4 in firm connection. The drive shaft 4 drives the transmission gear 51 at. The transmission gearbox 51 is characterized by a high translation factor in the slow. The output shaft of the transmission gear 51 is provided with a gear (not shown). The gear engages in the leaf gear ring 3 of the rotor blade 2 a, in the range of a rotary bearing of the rotor blade 2 is formed. The drive shaft 4 is at the same time the output shaft of the three-phase motor 6 , A second electric motor 16 is about a clutch 24 on the drive shaft 4 connectable. The second electric motor 16 is designed as a DC motor and part of an emergency drive for the adjustment of the rotor blade in case of failure. About the contactor 8th and a limit switch 18 can the DC motor 16 with power from the standby energy storage 22 be supplied. The limit switch 18 detects a flag position of the rotor blade and separates when reaching the flag position.

Im Normalbetrieb wird der Anstellwinkel des Rotorblatts 2 durch Betätigung des Drehstrommotors 6 verstellt. Der Drehstrommotor 6 wird dazu nach Vorgabe der elektronischen Steuerung 20 durch den Frequenzumrichter 10 angesteuert. Üblicherweise wird der Anstellwinkel des Rotorblatts 2 über einen Sensor 28 erfasst und der elektronischen Steuerung 20 zugeführt. Die elektronische Steuerung 20 berechnet in Abhängigkeit von z.B. der Windgeschwindigkeit einen Sollwert für den Anstellwinkel und generiert ein Stellsignal zur Ansteuerung des Frequenzumrichters 10. Die elektronische Steuerung 20 überwacht außerdem die ordnungsgemäße Funktion des Frequenzumrichters 10. Sie stellt des Werteren ein Ansteuersignal für das Trennschütz 8 und die Kupplung 24 zur Verfügung. Durch das Ansteuersignal 26 wird im Normalbetrieb die elektrische Verbindung vom Frequenzumrichter 10 zum Drehstrommotor 6 gehalten, die Verbindung von dem Bereitschaftsenergiespeicher 22 zum Gleichstrommotor 16 getrennt und die Kupplung 24 im offenen Zustand gehalten, wie in 1 dargestellt. Ein Mitdrehen des Gleichstrommotors 16 durch Antriebsbewegungen des Drehstrommotors 6 wird durch die Kupplung 24 im offenen Zustand verhindert. Somit kann im Normalbetrieb am Gleichstrommotor kein Verschleiß auftreten.In normal operation, the angle of attack of the rotor blade 2 by actuating the three-phase motor 6 adjusted. The three-phase motor 6 This is done according to the specification of the electronic control 20 through the frequency converter 10 driven. Usually, the angle of attack of the rotor blade 2 via a sensor 28 captured and the electronic control 20 fed. The electronic control 20 calculates a setpoint for the angle of attack as a function of, for example, the wind speed and generates a control signal to control the frequency inverter 10 , The electronic control 20 also monitors the proper operation of the drive 10 , It sets the value of a control signal for the isolating contactor 8th and the clutch 24 to disposal. By the drive signal 26 In normal operation, the electrical connection is made by the frequency converter 10 to the three-phase motor 6 held, the connection from the standby energy storage 22 to the DC motor 16 disconnected and the clutch 24 kept open, as in 1 shown. A turning of the DC motor 16 by drive movements of the three-phase motor 6 is through the clutch 24 prevented in the open state. Thus, no wear can occur during normal operation on the DC motor.

In einem Überbrückungsbetrieb, wenn eine Störung des Wechselstromnetzes 12 vorliegt, versorgt der Bereitschaftsenergiespeicher 22 den Zwischenkreis des Frequenzumrichters 10 mit einer Gleichspannung. Dadurch ist auch bei einem Ausfall der Stromversorgung aus dem Wechselstromnetz 12 ein kurzzeitiger Betrieb des Drehstrommotors 6 möglich. Dies reicht aus, um z.B. das Rotorblatt in die Fahnenstellung zu bewegen. Der Gleichstrommotor 16 kommt in diesem Fall nicht zum Einsatz. Der Zustand des Ansteuersignals 26, des Trennschützes 8 und der Kupplung 24 entspricht jeweils dem Zustand im Normalbetrieb.In a lock-up operation, when a fault of the AC mains 12 is present, supplies the standby energy storage 22 the DC link of the frequency converter 10 with a DC voltage. This is also in case of failure of the power supply from the AC mains 12 a short-term operation of the three-phase motor 6 possible. This is sufficient, for example, to move the rotor blade in the flag position. The DC motor 16 is not used in this case. The state of the drive signal 26 , the isolating contactor 8th and the clutch 24 corresponds in each case to the state in normal operation.

Im Falle einer Störung des Hauptantriebssystems aus Drehstrommotor 6 und Frequenzumrichter 10 steht das Notantriebssystem mit dem aus dem Bereitschaftsenergiespeicher 22 versorgten Gleichstrommotor 16 als Rückfallebene zur Verfügung. Eine solche Störung kann z.B. ein Defekt des Drehstrommotors 6, ein Defekt des Frequenzumrichters 10, insbesondere dessen Wechselrichters, oder ein Defekt der elektronischen Steuerung 20 sein. In diesem Fall wird durch eine Zustandsänderung des Ansteuersignals 26 ein Notbetrieb eingeleitet. Im Notbetrieb trennt das Trennschütz 8 die Verbindung zwischen dem Frequenzumrichter 10 und dem Drehstrommotor 6. Die Verbindung des Gleichstrommotors 16 mit dem Bereitschaftsenergiespeicher 22 wird hergestellt, und die Kupplung 24 stellt eine mechanische Verbindung zwischen der Antriebswelle 4 und der Abtriebswelle des Gleichstrommotors 16 her. Der Gleichstrommotor 16 ist in Folge so mit dem Bereitschaftsenergiespeicher 22 verschaltet, dass er das Rotorblatt 2 in die Fahnenstellung dreht. Bei Erreichen der Fahnenstellung beendet der Endschalter 18 die Versorgung des Gleichstrommotors 16 aus dem Bereitschaftsenergiespeicher 22. Auf diese Weise wird die Windkraftanlage bei einem Defekt des Hauptantriebssystems zuverlässig stillgesetzt.In case of failure of the main drive system of three-phase motor 6 and frequency converter 10 is the emergency drive system with the from the standby energy storage 22 supplied DC motor 16 as a fallback level available. Such a fault can eg a defect of the three-phase motor 6 , a defect of the frequency converter 10 , in particular its inverter, or a defect of the electronic control 20 be. In this case, by a state change of the drive signal 26 an emergency operation initiated. In emergency operation, the isolating contactor disconnects 8th the connection between the frequency converter 10 and the three-phase motor 6 , The connection of the DC motor 16 with the standby energy storage 22 is made, and the clutch 24 provides a mechanical connection between the drive shaft 4 and the output shaft of the DC motor 16 ago. The DC motor 16 is in consequence with the standby energy storage 22 interconnects that he has the rotor blade 2 turns into the flag position. When the flag position is reached, the limit switch ends 18 the supply of the DC motor 16 from the standby energy storage 22 , In this way, the wind turbine is shut down reliably in case of failure of the main drive system.

Zur Erkennung eines Defektes überwacht die elektronische Steuerung 20 die Funktion des Frequenzumrichters 10. Dazu bietet es sich z.B. an, die Endstufen des Wechselrichters auf einen Kurzschluss zu überwachen. Durch fortlaufende Messung des Blattanstellwinkels mittels des Sensors 28 kann außerdem erfasst werden, ob der Drehstrommotor 6 in ordnungsgemäßer Weise auf die Ansteuerung der elektronischen Steuerung 20 bzw. des Frequenzumrichters 10 reagiert. Dadurch lässt sich ein Defekt des Frequenzumrichters 10 oder des Drehstrommotors 6 zuverlässig erkennen.To detect a defect monitors the electronic control 20 the function of the frequency converter 10 , For this purpose, it is advisable to, for example, the output stages of the inverter to a short to monitor this. By continuous measurement of the blade pitch angle by means of the sensor 28 can also be detected, whether the three-phase motor 6 in a proper way to the control of the electronic control 20 or the frequency converter 10 responding. This can be a defect of the frequency converter 10 or the three-phase motor 6 recognize reliably.

Das Ansteuersignal 26 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel so beschaffen, dass es im Normalbetrieb einem Haltestrom für einen Betätigungsmagnet des Trennschützes 8 und der Kupplung 24 entspricht. Bei Ausbleiben des Haltestroms schaltet das Trennschütz 8 unter der Einwirkung einer Rückstellfeder von der in 1 dargestellten Normalbetriebsstellung in die für den Notbetriebsfall beschriebene Schaltstellung. Ebenso gibt bei einem Ausbleiben des Haltestroms die Kupplung 24 der Vorspannung einer Feder nach und stellt die mechanische Verbindung zwischen der Welle 4 und dem Gleichstrommotor 16 her. Daher wird auch bei einem Defekt der elektronischen Steuerung 20 oder bei einem Ausfall deren Versorgungsspannung der Notbetrieb, d.h. das Stillsetzen der Windkraftanlage, automatisch und zuverlässig eingeleitet.The drive signal 26 is according to this embodiment designed such that it is a holding current for an actuating magnet of the isolating contactor in normal operation 8th and the clutch 24 equivalent. If the holding current fails, the isolating contactor switches 8th under the action of a return spring of the in 1 shown normal operating position in the switching position described for emergency operation. Similarly, in case of failure of the holding current, the clutch 24 The bias of a spring and provides the mechanical connection between the shaft 4 and the DC motor 16 ago. Therefore, even with a defect of electronic control 20 or in case of failure of their supply voltage emergency operation, ie the shutdown of the wind turbine, initiated automatically and reliably.

Der Frequenzumrichter 10 kann auch über eine eigene Überwachungsschaltung zur Überwachung seines Betriebszustands verfügen. In diesem Fall ist es denkbar, das Ansteuersignal 26 durch die Überwachungsschaltung des Frequenzumrichters generieren zu lassen. Insbesondere wenn der Frequenzumrichter mit einer Regelschaltung zur Ansteuerung des Drehstrommotors 6 versehen ist, insbesondere einschließlich eines am Motor 6 angeordneten Drehwinkelgebers, kann auch ein Defekt des Motors 6 sicher durch die Überwachungsschaltung des Frequenzumrichters 10 erkannt werden.The frequency converter 10 may also have its own monitoring circuit to monitor its operating condition. In this case, it is conceivable, the drive signal 26 generated by the monitoring circuit of the frequency converter. In particular, when the frequency converter with a control circuit for controlling the three-phase motor 6 is provided, in particular including one on the engine 6 arranged Drehwinkelgebers, may also be a defect in the engine 6 safely through the monitoring circuit of the frequency converter 10 be recognized.

Anstatt einer aktiv durch ein Ansteuersignal 26 betätigten Kupplung 24 kann auch eine passive Kupplung, z.B. eine Fliehkraftkupplung, zum Einsatz kommen. Die Fliehkraftkupplung stellt eine mechanische Verbindung zwischen der Abtriebswelle des Gleichstrommotors 16 und der Antriebswelle 4 erst bei einer vorgegebenen Drehzahl des Gleichstrommotors 16 her. Sie verhindert somit effizient ein Mitdrehen des Gleichstrommotors 16 durch Antriebsbewe gungen des Drehstrommotors 6. Bei dieser Variante wird kein Ansteuersignal für die Kupplung generiert.Instead of one active by a drive signal 26 actuated clutch 24 can also be a passive coupling, such as a centrifugal clutch, are used. The centrifugal clutch provides a mechanical connection between the output shaft of the DC motor 16 and the drive shaft 4 only at a given speed of the DC motor 16 ago. It thus effectively prevents co-rotation of the DC motor 16 by Antriebsbewe conditions of the three-phase motor 6 , In this variant, no drive signal for the clutch is generated.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 näher erläutert. Die Rotorblattverstelleinrichtung 30 stimmt in großen Teilen mit der Rotorblattverstelleinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform überein. Für gleiche Komponenten wurden gleiche Bezugszeichen vergeben. Hinsichtlich der entsprechenden Komponenten wird auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet. Die für das erste Ausführungsbeispiel beschriebene Funktion und die Vorteile treffen sinngemäß auch auf das zweite Ausführungsbeispiel zu.A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS 2 explained in more detail. The rotor blade adjustment device 30 agrees in large parts with the Rotorblattverstelleinrichtung 1 according to the first embodiment. Identical reference signs have been assigned for identical components. With regard to the corresponding components, a repetition of the description is dispensed with. The function described for the first embodiment and the advantages apply mutatis mutandis to the second embodiment.

Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist bei der Rotorblattverstelleinrichtung 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein aus einem Frequenzumrichter 10 und einem Drehstrommotor 6 konfigurierter Hauptantrieb vorhanden. Weiterhin sind eine elektronische Steuerung 20 und ein Bereitschaftsenergiespeicher 22 vorhanden, sowie ein Gleichstrommotor 16 als Bestandteil eines Notantriebs. Die durch das Trennschütz 8 vorgenommene Verschaltung des Frequenzumrichters 10 mit dem Drehstrommotor 6 und des Bereitschaftsenergiespeichers 22 mit dem Gleichstrommotor in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal 26 entspricht der für das erste Ausführungsbeispiel bereits beschriebenen Verschaltung.As in the first embodiment, in the rotor blade adjustment 30 according to the second embodiment, a from a frequency converter 10 and a three-phase motor 6 configured main drive available. Furthermore, an electronic control 20 and a standby energy storage 22 available, as well as a DC motor 16 as part of an emergency drive. The through the contactor 8th made interconnection of the frequency converter 10 with the three-phase motor 6 and standby energy storage 22 with the DC motor in response to the drive signal 26 corresponds to the already described for the first embodiment interconnection.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind der Rotor des Drehstrommotors 6 und der Rotor 34 des Gleichstrommotors 16 gemeinsam direkt auf der Antriebswelle 4 des Blattverstelltriebs angeordnet. Die Rotoren der beiden Motore 6 und 16 sind also starr miteinander gekoppelt. Der Gleichstrommotor 16 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist ein Gehäuse 32, einen Kommutator 36 und Bürsten 38 auf, die mit Anschlusskontakten 40 des Gleichstrommotors 16 auf die übliche Art und Weise elektrisch verbunden sind. Der Gleichstrommotor 16 ist weiter mit einer Abhebeeinrichtung versehen, durch die die Bürsten 38 vom Kommutator 36 abgehoben werden können. Die Abhebeeinrichtung ist an jeder der Bürsten 38 durch jeweils einen elektromagnetischen Aktuator 42 und eine Feder 44 realisiert, die auf einen Träger der jeweiligen Bürste 38 einwirken. Die Feder 44 ist vorgespannt und bewirkt bei fehlender Betätigung des Aktuators 42, dass die entsprechende Bürste 38 in Kontakt mit dem Kommutator 36 kommt. Der Aktuator 42 wirkt bei seiner Betätigung der Vorspannung der Feder entgegen und hebt die Bürste 38 vom Kommutator 36 ab.In contrast to the first embodiment, the rotor of the three-phase motor 6 and the rotor 34 of the DC motor 16 together directly on the drive shaft 4 arranged the blade adjusting drive. The rotors of the two motors 6 and 16 are therefore rigidly coupled with each other. The DC motor 16 According to the second embodiment, a housing 32 , a commutator 36 and brushes 38 on that with connection contacts 40 of the DC motor 16 are electrically connected in the usual way. The DC motor 16 is further provided with a lifting device through which the brushes 38 from the commutator 36 can be lifted. The lift-off device is on each of the brushes 38 by an electromagnetic actuator 42 and a spring 44 realized on a support of the respective brush 38 act. The feather 44 is biased and causes in the absence of actuation of the actuator 42 that the appropriate brush 38 in contact with the commutator 36 comes. The actuator 42 acts against the bias of the spring in its operation and raises the brush 38 from the commutator 36 from.

Im Normalbetrieb und im Überbrückungsbetrieb der Rotorblattverstelleinrichtung 30 entspricht das Ansteuersignal 26 – vergleichbar dem ersten Ausführungsbeispiel – einem Haltestrom. Dieser bewirkt, dass sich das Trennschütz 8 in der in 2 gezeigten Schaltstellung befindet. Außerdem bewirkt der Haltestrom eine Betätigung der Aktuatoren 42. Dadurch sind die Bürsten 38 vom Kommutator 36 abgehoben, d.h. es besteht kein elektrischer oder mechanischer Kontakt. In diesen Betriebsarten treibt der Drehstrommotor 6 die Antriebswelle 4 an. Obwohl der Rotor 34 des Gleichstrommotors 16 von den Drehbewegungen der Antriebswelle 4 mitgenommen wird, tritt am Gleichstrommotor 16 kein nennenswerter Verschleiß auf, da weder elektrischer noch mechanischer Kontakt zwischen den Bürsten 38 und dem Kommutator 36 besteht.In normal operation and in the bridging operation of the rotor blade adjustment 30 corresponds to the drive signal 26 - Comparable to the first embodiment - a holding current. This causes the isolation contactor 8th in the in 2 shown switching position is located. In addition, the holding current causes actuation of the actuators 42 , This causes the brushes 38 from the commutator 36 lifted, ie there is no electrical or mechanical contact. In these modes drives the three-phase motor 6 the drive shaft 4 at. Although the rotor 34 of the DC motor 16 from the rotational movements of the drive shaft 4 is taken along, occurs on the DC motor 16 no significant wear on, since neither electrical nor me mechanical contact between the brushes 38 and the commutator 36 consists.

Im Notbetrieb steht kein Haltestrom als Ansteuersignal 26 zur Verfügung. Infolgedessen trennt das Trennschütz 8 die Verbindung zwischen dem Frequenzumrichter 10 und dem Drehstrommotor 6, während die Verbindung des Gleichstrommotors 16 an den Bereitschaftsenergiespeicher 22 hergestellt wird. Die Aktuatoren 42 sind unbetätigt. Dadurch bringen die Federn 44 die Bürsten 38 in Kontakt mit dem Kommutator 36. Durch diese Vorgänge ist ein elektrischer Stromkreis zwischen dem Bereitschaftsenergiespeicher 22 und dem Gleichstrommotor 16 – genauer dessen Ankerwicklung – hergestellt. Der Gleichstrommotor 16 dreht das Rotorblatt 2 solange, bis bei Erreichen der Fahnenstellung der Endschalter 18 den Stromkreis trennt. Auf diese Weise wird, ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, ein zuverlässiges Stillsetzen der Windkraftanlage bei einem Defekt des Hauptantriebs der Blattwinkelverstelleinrichtung erzielt.In emergency mode there is no holding current as control signal 26 to disposal. As a result, disconnects the contactor 8th the connection between the frequency converter 10 and the three-phase motor 6 while connecting the DC motor 16 to the standby energy storage 22 will be produced. The actuators 42 are unconfirmed. This will bring the springs 44 the brushes 38 in contact with the commutator 36 , Through these operations is an electrical circuit between the standby energy storage 22 and the DC motor 16 - more precisely, its armature winding - produced. The DC motor 16 turns the rotor blade 2 until, when the flag position is reached, the limit switch 18 disconnects the circuit. In this way, as in the first embodiment, a reliable shutdown of the wind turbine is achieved in a defect of the main drive of the Blattwinkelverstelleinrichtung.

Die in den vorangehenden Ausführungsbeispielen beschriebene Ansteuerung des Gleichstrommotors 16 durch das Trennschütz 8 und durch den Endschalter 18 dient lediglich als Beispiel, um eine mögliche Ansteuerschaltung des Notantriebs zu illustrieren. Stattdessen oder ergänzend kann eine eigene, umfangreichere Ansteuerelektronik für den Gleichstrommotor 16 vorhanden sein. Der im zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene elektromagnetische Aktuator 42 kann durch einen anderes geeignet erscheinendes elektromechanisches Stellglied, z.B. einen Piezoaktuator, ersetzt werden.The control of the DC motor described in the preceding embodiments 16 through the contactor 8th and through the limit switch 18 serves only as an example to illustrate a possible drive circuit of the emergency drive. Instead or in addition, a separate, more extensive control electronics for the DC motor 16 to be available. The electromagnetic actuator described in the second embodiment 42 can be replaced by another suitable appearing electromechanical actuator, such as a piezoelectric actuator.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 näher erläutert. Die darin dargestellte Rotorblattverstelleinrichtung stimmt in Aufbau und Funktion größtenteils mit der Rotorblattverstelleinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform überein. Lediglich der mechanische Antriebsstrang, also die Ankopplung des Drehstrommotors 6 und des Gleichstrommotors 16, unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel. Für gleiche Komponenten wurden gleiche Bezugszeichen vergeben. Hinsichtlich der entsprechenden Komponenten wird auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet.A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS 3 explained in more detail. The rotor blade adjusting device illustrated therein is largely identical in construction and function with the rotor blade adjusting device 1 according to the first embodiment. Only the mechanical drive train, so the coupling of the three-phase motor 6 and the DC motor 16 differs from the first embodiment. Identical reference signs have been assigned for identical components. With regard to the corresponding components, a repetition of the description is dispensed with.

Der Drehstrommotor 6 und der Gleichstrommotor 16 sind über jeweils eine elektromechanisch betätigbare Kupplung 24 und 55 an ein Koppelungsgetriebe 50 angebunden. Das Koppelungsgetriebe 50 besitzt zwei Antriebswellen, die von den Motoren 6 und 16 über die Kupplungen 55 bzw. 24 mit einem Antriebsmoment beaufschlagbar sind, und eine Abtriebswelle. Die Abtriebswelle des Koppelungsgetriebes 50 treibt das Übersetzungsgetriebe 51 an. Die Abtriebswelle des Übersetzungsgetriebes 51 ist mit einem Zahnrad versehen, dass in den Blattzahnkranz 3 des Rotorblatts 2 eingreift.The three-phase motor 6 and the DC motor 16 are each about an electromechanically actuated clutch 24 and 55 to a coupling gearbox 50 tethered. The coupling gearbox 50 has two drive shafts, those of the engines 6 and 16 over the couplings 55 respectively. 24 can be acted upon by a drive torque, and an output shaft. The output shaft of the coupling gear 50 drives the transmission gear 51 at. The output shaft of the transmission gear 51 is provided with a gear that in the leaf sprocket 3 of the rotor blade 2 intervenes.

Die Kupplung 55 ist im unbetätigten Zustand geöffnet, während die Kupplung 24 im unbetätigten Zustand geschlossen ist. Die 3 zeigt abweichend von der Normdarstellung den betätigten Zustand der Kupplungen 55 und 24. Dieser Zustand ist der Normalbetriebszustand der Blattverstelleinrichtung.The coupling 55 is opened in the de-energized state while the clutch 24 is closed in the unactuated state. The 3 shows deviating from the standard representation of the actuated state of the clutches 55 and 24 , This state is the normal operating state of the blade adjusting device.

Die Kupplungen 24 und 55 werden beide über das Ansteuersignal 26 betätigt. Sobald der Notbetriebszustand eintritt, bleibt – wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen beschrieben – die Betätigung durch das Ansteuersignal 26 aus. Dementsprechend entkoppelt die Kupplung 55 den Drehstrommotor 6 vom Koppelungsgetriebe 50 während die Kupplung 24 eine Ankopplung des Gleichstrommotors 16 an die entsprechende Antriebswelle des Koppelungsgetriebes 50 herstellt. Die durch das Schaltschütz 8 hergestellte elektrische Verbindung zwischen dem Bereitschaftsenergiespeicher 22 und dem Gleichstrommotor 16 sorgt für eine sichere Fahrt des Rotorblatts 2 in die Fahnenstellung.The couplings 24 and 55 Both are via the drive signal 26 actuated. As soon as the emergency operating state occurs, the actuation by the drive signal remains - as described in the preceding exemplary embodiments 26 out. Accordingly, the clutch decoupled 55 the three-phase motor 6 from the coupling gearbox 50 while the clutch 24 a coupling of the DC motor 16 to the corresponding drive shaft of the coupling gear 50 manufactures. The through the contactor 8th established electrical connection between the standby energy storage 22 and the DC motor 16 ensures a safe ride of the rotor blade 2 in the flag position.

Aufgrund der standardgemäßen Einbaukonfiguration der Elektromotoren 6 und 16 an jeweils einer eigene Antriebsachse können Standardmotore mit Standardanbauteilen, z.B. Gebern, einer Motorbremse, etc. verwendet werden. Die Motore 6 und 16 sind zudem einzeln montierbar und demontierbar. Da der Drehstrommotor 6 durch die Kupplung 55 vom Koppelungsgetriebe 50 trennbar ist, lässt sich das Rotorblatt 2 auch bei einem mechanischen Blockieren des Drehstrommotors 6 noch verstellen. Im Koppelungsgetriebe 50 kann für den Gleichstrommotor 16 eine zusätzliche Untersetzung realisiert werden, so dass dieser drehmomentärmer bzw. leistungsärmer ausgelegt werden kann.Due to the standard installation configuration of the electric motors 6 and 16 standard motors with standard attachments, eg encoders, a motor brake, etc., can be used on each of their own drive axles. The motors 6 and 16 are also individually mountable and disassembled. As the three-phase motor 6 through the clutch 55 from the coupling gearbox 50 separable, the rotor blade can be 2 even with a mechanical blocking of the three-phase motor 6 still pretend. In the coupling gearbox 50 can for the DC motor 16 an additional reduction can be realized, so that it can be designed with lower torque or lower power.

In 5 ist eine spezielle Bauform der mechanischen Antriebskomponenten des dritten Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Das Koppelungsgetriebe 50 ist als Kegelradgetriebe ausgeführt. Es besitzt eine durchgehende Hauptwelle, auf der das Kegelrad 60 angeordnet ist. Im rechten Winkel zu der durchgehenden Hauptwelle ist eine Nebenwelle angeordnet. Diese trägt das Kegelrad 59. An einer Stirnseite des Kegelradgetriebes, an der die Hauptwelle austritt, ist ein Übersetzungsgetriebe 51 angeflanscht. Das Übersetzungsgetriebe 51 untersetzt die Drehzahl der Hauptwelle mit einem hohen Untersetzungsfaktor und ist abtriebsseitig über ein Zahnrad 58 an den Blattzahnkranz 3 des Rotorblatts 2 gekoppelt. An der gegenüberliegenden Stirnseite des Kegelradgetriebes ist die elektromechanisch betätigbare Kupplung 55 angeflanscht. An die Kupplung 55 ist der Drehstrommotor 6 angeflanscht. Durch die Kupplung 55 lässt sich die mechanische Verbindung zwischen der Abtriebswelle des Drehstrommotors 6 und der Hauptwelle des Kegelradgetriebes in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal 26 steuern, wie bereits beschrieben.In 5 is a special design of the mechanical drive components of the third embodiment shown in more detail. The coupling gearbox 50 is designed as a bevel gear. It has a continuous main shaft on which the bevel gear 60 is arranged. At right angles to the main shaft through a secondary shaft is arranged. This carries the bevel gear 59 , On a front side of the bevel gear, on which the main shaft emerges, is a transmission gear 51 flanged. The transmission gearbox 51 reduces the speed of the main shaft with a high reduction factor and is on the output side via a gear 58 to the Blattzahnkranz 3 of the rotor blade 2 coupled. At the opposite end of the bevel gear is the electromechanically actuated coupling 55 flanged. To the clutch 55 is the three-phase motor 6 flanged. Through the clutch 55 can the mechanical connection between rule the output shaft of the three-phase motor 6 and the main shaft of the bevel gear in response to the drive signal 26 control as already described.

An einer Seitenfläche des Kegelradgetriebes, an der die Nebenwelle herausgeführt ist, ist die Kupplung 24 angebracht. Der Gleichstrommotor 16 ist im Anschluss an die Kupplung 24 befestigt. Die Kupplung 24 steuert die mechanische Verbindung des Gleichstrommotors 16 mit der Nebenwelle des Kegelradgetriebes. Das Radienverhältnis zwischen dem Kegelrad 59 auf der Nebenwelle und dem Kegelrad 60 auf der Hauptwelle des Kegelradgetriebes bestimmt ein zusätzliches Untersetzungsverhältnis für den Gleichstrommotor 16. Wie zuvor sind sowohl die Kupplung 55 als auch die Kupplung 24 im betätigten Zustand dargestellt. Dies entspricht dem Normalbetriebszustand.On a side surface of the bevel gear, on which the secondary shaft is led out, is the clutch 24 appropriate. The DC motor 16 is following the clutch 24 attached. The coupling 24 controls the mechanical connection of the DC motor 16 with the secondary shaft of the bevel gear. The radii ratio between the bevel gear 59 on the secondary shaft and the bevel gear 60 on the main shaft of the bevel gear determines an additional reduction ratio for the DC motor 16 , As before, both the clutch 55 as well as the clutch 24 shown in the actuated state. This corresponds to the normal operating state.

Die beschriebene Anordnung der mechanischen Antriebskomponenten der Rotorblattverstelleinrichtung – also des Koppelungsgetriebes 50, der beiden Motoren 6 und 16 und der Kupplungen 55 und 24 – stellt eine kompakte Antriebseinheit dar, die als vorgefertigte Baueinheit in einer Windkraftanlage montiert werden kann. Durch die seitliche Anordnung des Gleichstrommotors 16 am Kegelradgetriebe ist diese Antriebseinheit nur geringfügig länger als herkömmliche Antriebseinheiten, die aus einem Elektromotor und dem Übersetzungsgetriebe bestehen.The described arrangement of the mechanical drive components of the rotor blade adjustment - so the coupling gear 50 , the two engines 6 and 16 and the couplings 55 and 24 Represents a compact drive unit, which can be mounted as a prefabricated unit in a wind turbine. Due to the lateral arrangement of the DC motor 16 At the bevel gear, this drive unit is only slightly longer than conventional drive units, which consist of an electric motor and the transmission gear.

Wenn ein Blockieren des Drehstrommotors 6 mit hinreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann, kann ggf. auf die Kupplung 55 verzichtet werden. Der Kostenersparnis für die Kupplung steht jedoch ein erhöhter Leistungsbedarf des Gleichstrommotors 16 entgegen, da der Gleichstrommotor 16 im Notbetrieb den Drehstrommotor 6 mitdrehen muss. Anstelle der Kupplung 24 kann der Gleichstrommotor 16 mit der anhand des zweiten Ausführungsbeispiels beschriebenen Abhebeeinrichtung für die Bürsten 38 ausgestattet sein.If blocking the three-phase motor 6 can be ruled out with sufficient certainty, if necessary, on the clutch 55 be waived. The cost savings for the clutch, however, is an increased power requirement of the DC motor 16 contrary, because the DC motor 16 in emergency operation, the three-phase motor 6 must turn. Instead of the clutch 24 can the DC motor 16 with the lifting device for the brushes described with reference to the second embodiment 38 be equipped.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 4 näher erläutert. Die darin dargestellte Rotorblattverstelleinrichtung stimmt in Aufbau und Funktion größtenteils mit der Rotorblattverstelleinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform überein. Lediglich der mechanische Antriebsstrang, also die Ankopplung des Drehstrommotors 6 und des Gleichstrommotors 16, unterscheidet sich geringfügig von dem dritten Ausführungsbeispiel. Für gleiche Komponenten wurden gleiche Bezugszeichen vergeben. Hinsichtlich der entsprechenden Komponenten wird auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet.A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS 4 explained in more detail. The rotor blade adjusting device illustrated therein is largely identical in construction and function to the rotor blade adjusting device according to the third embodiment. Only the mechanical drive train, so the coupling of the three-phase motor 6 and the DC motor 16 is slightly different from the third embodiment. Identical reference signs have been assigned for identical components. With regard to the corresponding components, a repetition of the description is dispensed with.

Im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel sind gemäß dem vierten Ausfühnangsbeispiel zwei separate Übersetzungsgetriebe 52 und 53 vorhanden. Das Übersetzungsgetriebe 52 ist über die Kupplung 55 mit dem Drehstrommotor 6 verbunden. Das Übersetzungsgetriebe 53 ist über die Kupplung 24 mit dem Gleichstrommotor 16 verbunden. Die Übersetzungsgetriebe 52 und 53 sind an verschiedenen Umfangspositionen des Blattzahnkranzes 3 montiert und greifen dort jeweils über ein Zahnrad in den Blattzahnkranz 3 ein.In contrast to the third embodiment, according to the fourth Ausfühnangsbeispiel two separate transmission gear 52 and 53 available. The transmission gearbox 52 is about the clutch 55 with the three-phase motor 6 connected. The transmission gearbox 53 is about the clutch 24 with the DC motor 16 connected. The transmission gears 52 and 53 are at different circumferential positions of the Blattzahnkranzes 3 mounted and grab there via a gear in the Blattzahnkranz 3 one.

Die Kupplungen 55 und 24 sind im betätigten Zustand dargestellt. Dies entspricht dem Normalbetrieb, bei dem der Drehstrommotor 6 über die geschlossene Kupplung 55 und das Übersetzungsgetriebe 52 das Rotorblatt 2 verstellt. Der Gleichstrommotor 16 ist durch die offene Kupplung 24 vom Rotorblatt 2 entkoppelt. Im Notbetrieb bleibt die Betätigung der Kupplungen 24 und 55 aus. Der Drehstrommotor 6 ist daher von dem Übersetzungsgetriebe 52 und somit dem Blattzahnkranz 3 abgekoppelt. Der Gleichstrommotor 16 hingegen treibt über die nun geschlossene Kopplung 24 und das Übersetzungsgetriebe 53 den Blattzahnkranz 3 an und verstellt das Rotorblatt 2 in die Fahnenstellung.The couplings 55 and 24 are shown in the actuated state. This corresponds to the normal operation, in which the three-phase motor 6 over the closed clutch 55 and the transmission gear 52 the rotor blade 2 adjusted. The DC motor 16 is through the open coupling 24 from the rotor blade 2 decoupled. In emergency operation, the actuation of the clutches remains 24 and 55 out. The three-phase motor 6 is therefore from the transmission gear 52 and thus the leaf gear rim 3 decoupled. The DC motor 16 however, drives over the now closed coupling 24 and the transmission gear 53 the leaf sprocket 3 and adjusts the rotor blade 2 in the flag position.

Da die Elektromotoren 6 und 16 jeweils mit einem eigenen Übersetzungsgetriebe 52 bzw. 53 versehen sind, kann das Untersetzungsverhältnis für beide Elektromotoren 6 und 16 unabhängig voneinander festgelegt werden. Zweckmäßigerweise wird man den Untersetzungsfaktor für den Gleichstrommotor 6 höher als den Untersetzungsfaktor des Drehstrommotors 6 wählen, um einen möglichst leistungsarmen, bzw. drehmomentarmen Gleichstrommotor 16 einsetzen zu können. Dadurch erzielt man eine Kostenersparnis und eine Verringerung des Bedarfs an Bauraum in der Rotornabe. Wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel können Standardmotore und die üblichen Standardanbauteile verwendet werden. Die Elektromotoren 6 und 16 lassen sich unabhängig voneinander montieren, demontieren und warten.Because the electric motors 6 and 16 each with its own transmission gear 52 respectively. 53 are provided, the reduction ratio for both electric motors 6 and 16 be set independently. Conveniently, one becomes the reduction factor for the DC motor 6 higher than the reduction factor of the three-phase motor 6 choose a low-power, or low-torque DC motor 16 to be able to use. This results in a cost savings and a reduction in the need for space in the rotor hub. As in the previous embodiment standard motors and the usual standard attachments can be used. The electric motors 6 and 16 can be assembled, disassembled and maintained independently of each other.

11: Rotorblattverstelleinrichtungrotor blade
22: Rotorblattrotor blade
33: BlattzahnkranzLeaf ring gear
44: Antriebswelledrive shaft
66: DrehstrommotorThree-phase motor
88th: Trennschützisolation contactor
1010: Frequenzumrichterfrequency converter
1212: WechselstromnetzAC power
1616: GleichstrommotorDC motor
1818: Endschalterlimit switch
2020: Elektronische Steuerungelectronic control
2222: BereitschaftsenergiespeicherStandby energy storage
2424: Kupplungclutch
2626: Ansteuersignalcontrol signal
2828: AnstellwinkelsensorAnstellwinkelsensor
3030: Rotorblattverstelleinrichtungrotor blade
3232: Gehäusecasing
3434: Rotorrotor
3636: Kommutatorcommutator
3838: Bürstento brush
4040: Anschlusskontakteterminals
4242: Elektromagnetischer Aktuatorelectromagnetic actuator
4444: Federfeather
5050: Koppelungsgetriebecoupling gear
5151: Übersetzungsgetriebeup gear
5252: Übersetzungsgetriebeup gear
5353: Übersetzungsgetriebeup gear
5555: Kupplungclutch
5858: Zahnradgear
5959: Kegelradbevel gear
6060: Kegelradbevel gear
6262: Antriebseinheitdrive unit

Claims

Rotor blade adjusting device for adjusting the angle of attack of a rotor blade rotatably mounted on a rotor shaft ( 2 ) of a wind power plant, comprising a first electric motor drive, comprising a frequency converter that can be supplied from a power grid ( 10 ) and one from the frequency converter ( 10 ) can be fed brushless first electric motor ( 6 ), and with a standby energy storage ( 22 ), which provides a DC voltage, characterized in that a second electromotive drive is provided, with which the rotor blade ( 2 ) is adjustable in case of failure of the first electric motor drive, and that the second electric motor drive from the standby energy storage ( 22 ) can be fed with direct current second electric motor ( 16 ).

Rotor blade adjusting device according to claim 1, characterized in that electromechanically actuable switching means ( 8th ) are present, which in an unactuated state, a first electrical connection between the frequency converter ( 10 ) and the first electric motor ( 6 ) and a second electrical connection between the standby energy storage ( 22 ) and the second electric motor ( 16 ) and in an actuated state make the first electrical connection and interrupt the second electrical connection.

Rotor blade adjusting device according to claim 1 or 2, characterized in that a first electromechanically actuated clutch ( 24 ) is provided which only in an actuated state, a coupling of an output shaft of the second electric motor ( 16 ) with an adjusting drive ( 3 ) of the rotor blade ( 2 ) picks up.

Rotor blade adjusting device according to claim 1 or 2, characterized in that the output shaft of the second electric motor ( 16 ) via an overrunning clutch, in particular via a centrifugal clutch, to an adjusting drive ( 3 ) of the rotor blade ( 2 ) is coupled.

Rotor blade adjusting device according to claim 1 or 2, characterized in that the second electric motor ( 16 ) a commutator ( 36 ) and brushes ( 38 ) for contacting the commutator ( 36 ), and in that an electromechanically actuatable lifting device ( 42 . 44 ) is provided which only in an actuated state, a mechanical contact between the brushes ( 38 ) and the commutator ( 36 ) picks up.

Rotor blade adjusting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a second electromechanically actuated clutch ( 55 ) is provided which only in an actuated state, an output shaft of the first electric motor ( 6 ) with an adjusting drive ( 3 ) of the rotor blade ( 2 ) couples.

Rotor blade adjusting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a blade sprocket ( 3 ) of the rotor blade ( 2 ) at a first circumferential position with one of the first electric motor ( 6 ) drivable first gear and at a second circumferential position with one of the second electric motor ( 16 ) drivable second gear is engaged.

Rotor blade adjusting device according to claim 7, characterized in that the first electric motor ( 6 ) and the second electric motor ( 16 ) each have their own transmission gear ( 52 . 53 ) assigned.

Rotor blade adjusting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a coupling gear ( 50 ) is provided, which has a first drive shaft, which by the first electric motor ( 6 ) is driven, which has a second drive shaft, which by the second electric motor ( 16 ) is drivable, and which has an output shaft through which an adjusting drive ( 3 ) of the rotor blade ( 2 ) is operable.

Rotor blade adjusting device according to claim 9, characterized in that the coupling gear ( 50 ) as a bevel gear ( 59 . 60 ) is executed.

Rotor blade adjusting device according to one of claims 1, 2 or 5, characterized in that a rotor of the first electric motor ( 6 ) and a rotor of the second electric motor ( 16 ) on a common wave ( 4 in 2 ) are arranged.

Rotor blade adjusting device according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the standby energy storage ( 22 ) a support voltage for a DC link of the frequency converter ( 10 ).

Rotor blade adjusting device according to claim 10, characterized in that a compact, pre-assembled drive unit ( 62 ) is formed, which the first electric motor ( 6 ), the bevel gear ( 59 . 60 ) and a transmission gear ( 51 ) in a longitudinal arrangement with respect to a through shaft of the bevel gear ( 59 . 60 ), and with respect to the bevel gear ( 59 . 60 ) laterally arranged second electric motor ( 16 ).