变桨系统及风力发电机组的制作方法

本实用新型涉及风电设备技术领域，尤其涉及一种变桨系统及风力发电机组。

背景技术：

无论是风电场还是太阳能发电站，风机和太阳能电池组件设备的使用寿命都是20年。中国的新能源产业在2005年前后进入大发展时期，截止目前绝大多数的风场和太阳能电站已经运行了十余年。经过十余年的发展，风机中电控硬件设备已经不能满足软件升级的需求。除此之外，故障率高，维护成本(时间和人力)高，严重影响了机组的运行效果和发电效率。

变桨系统作为风力发电机组重要的组成部分，其安全正常运行对风力发电机组尤其重要。当变桨系统报故障后，有可能需要更换整个变桨系统，而现有技术中的变桨系统一体成型，给吊装和安装工作带来很大难题。

因此，亟需一种新的变桨系统及风力发电机组。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种变桨系统及风力发电机组，旨在解决简化变桨系统结构，便于变桨系统的吊装和安装。

本实用新型实施例一方面提供了一种变桨系统，用于风力发电机组，变桨系统包括：变桨柜，变桨柜内设置有功能器件；电容柜，与变桨柜独立分布，电容柜内设置有备用电源，备用电源电连接于功能器件，以使备用电源在应急状态下能够向功能器件提供电能；充电柜，与电容柜及变桨柜均独立设置，充电柜内设置有充电装置，充电装置电连接于备用电源，并用于为备用电源充电。

根据本实用新型的一个方面，所述变桨柜包括壁部和由所述壁部围合形成的容纳区域，容纳区域设置有隔板，隔板将容纳区域分隔为第一容纳区域和第二容纳区域；

功能器件包括：控制器、驱动器、端子和继电器，驱动器设置于第一容纳区域，控制器、端子和继电器设置于第二容纳区域。

根据本实用新型的一个方面，变桨柜还包括和驱动器对应设置的散热器，散热器由第一容纳区域伸出变桨柜外。

根据本实用新型的一个方面，变桨柜还包括贯穿壁部并与第一容纳区域连通的出风口以及与第二容纳区域连通的进风口，隔板上设置有换气装置。

根据本实用新型的一个方面，壁部包括和功能器件在第三方向上间隔设置的背板和前板，进风口设置于前板，出风口设置于和隔板相对设置的壁部。

根据本实用新型的一个方面，端子和继电器沿第一方向相继分布，控制器和继电器、端子沿第二方向间隔分布。

根据本实用新型的一个方面，还包括连接器件，功能器件、备用电源和充电装置两两之间通过连接器件相互连接；

连接器件包括相互配合的第一连接器件和第二连接器件，第一连接器件和第二连接器件的任一者设置于变桨柜，另一者设置于电容柜，以使变桨柜和电容柜能够通过第一连接器件和第二连接器件相互连接；

第一连接器件和第二连接器件的任一者设置于电容柜，另一者设置于充电柜，以使电容柜和充电柜通过第一连接器件和第二连接器件相互连接。

本实用新型另一方面还提供一种风力发电机组，包括：轮毂，包括安装孔；上述的变桨系统，安装于安装孔。

根据本实用新型的一个方面，还包括变桨支架，变桨支架包括第一支架组和第二支架组，变桨柜设置于第一支架组，电容柜和充电柜设置于第二支架组。

根据本实用新型的一个方面，第一支架组包括两个以上间隔设置的两个第一支架，变桨柜连接于两个以上的第一支架之间；

和/或，第二支架组包括两个以上间隔设置的两个第二支架，电容柜和充电柜连接于两个以上的第二支架之间。

在本实用新型实施例的变桨系统中，变桨系统包括分离设置的三个柜体，分别为变桨柜、电容柜和充电柜，变桨柜能够放置变桨系统的各功能器件，电容柜能够向变桨柜内的各功能器件供电，而充电柜能够给电容柜内的备用电源，三个分离的柜体在满足变桨系统各使用需求的同时，还能减小各柜体的尺寸和重量，简化变桨系统的结构，并便于分别吊装各柜体，有效减小吊装的难度，在变桨系统的安装过程中能够先后分别安装三个柜体，减小变桨系统的安装难度。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本实用新型实施例的一种变桨系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种变桨系统的主视图；

图3是本实用新型实施例的一种变桨系统的变桨柜的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的一种变桨系统的变桨柜的内部结构示意图；

图5是本实用新型实施例的一种变桨系统的变桨柜的主视图；

图6是本实用新型实施例的一种变桨系统的变桨柜的俯视图；

图7是本实用新型实施例的一种变桨系统的变桨柜的侧视图；

图8是图5中A-A处的剖视图；

图9是本实用新型实施例的一种变桨系统的电容柜的结构示意图；

图10是本实用新型实施例的一种变桨系统的电容柜的内部结构示意图；

图11是本实用新型实施例的一种变桨系统的充电柜的结构示意图；

图12是本实用新型实施例的一种变桨系统的充电柜的内部结构示意图。

附图标记说明：

100、变桨柜；

110、壁部；111、背板；112、前板；113、侧板；114、进风口；115、出风口；

120、容纳区域；121、第一容纳区域；122、第二容纳区域；

130、功能器件；131、控制器；132、驱动器；133、端子；134、继电器；135、保险器件；

140、隔板；

150、散热器；

200、电容柜；

210、备用电源；

300、充电柜；

310、充电装置；

400、连接器件；

410、第一连接器件；

420、第二连接器件；

500、轮毂；

510、安装孔；

600、变桨支架；

610、第一支架；

620、第二支架。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图12根据本实用新型实施例的变桨系统及风力发电机组进行详细描述。

请一并参阅图1至图12，图1为本实用新型实施例提供的一种变桨系统的结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的一种变桨系统的变桨柜的结构示意图，图9为本实用新型实施例提供的一种变桨系统的电容柜的结构示意图，图11为本实用新型实施例提供的一种充电柜的结构示意图。

变桨系统用于风力发电机组，该变桨系统包括：变桨柜100，变桨柜100内设置有功能器件130；电容柜200，与变桨柜100独立分布，电容柜200内设置有备用电源210，备用电源210电连接于功能器件130，以使备用电源210在应急状态下能够向功能器件130提供电能；充电柜300，与电容柜200及变桨柜100均独立设置，充电柜300内设置有充电装置310，充电装置310电连接于备用电源210，并用于为备用电源210充电。

其中，备用电源210的设置方式和设置个数均不作限定，只要备用电源210在紧急情况下能够向功能器件130提供电能即可。例如，备用电源210为充电电池或超级电容，备用电源210为一个或两个以上。

在本实用新型实施例的变桨系统中，变桨系统包括分离设置的三个柜体，分别为变桨柜100、电容柜200和充电柜300，变桨柜100能够放置变桨系统的各功能器件130，电容柜200能够向变桨柜100内的各功能器件130供电，而充电柜300能够给电容柜200内的备用电源210，三个分离的柜体在满足变桨系统各使用需求的同时，还能减小各柜体的尺寸和重量，简化变桨系统的结构，并便于分别吊装各柜体，有效减小吊装的难度，在变桨系统的安装过程中能够先后分别安装三个柜体，减小变桨系统的安装难度。

功能器件130的设置方式也不做限定，例如，如图4所示，图4是本实用新型实施例的一种变桨系统的变桨柜的内部结构示意图，功能器件130可以为控制器131、驱动器132、端子133和继电器134等。这些功能器件130在容纳区域120中的设置位置也不做限定。

优选的，变桨柜100的设置方式不做限定，在一些可选的实施例中，变桨柜100包括壁部110和由壁部110围合形成的容纳区域120，容纳区域120设置有隔板140，隔板140将容纳区域120分隔为第一容纳区域121和第二容纳区域122，驱动器132设置于第一容纳区域121，控制器131、端子133和继电器134设置于第二容纳区域122。

在这些可选的实施例中，驱动器132单独占据第一容纳区域121，由于驱动器132的发热量较高，且运行功率较高，将驱动器132与其他功能器件130分隔设置，能够有效减小各功能器件130运动过程中产生干扰，避免驱动器132影响其他功能器件130的运行。

进一步可选的，请一并参阅图5至图8，变桨柜100还包括和驱动器132对应设置的散热器150，散热器150由第一容纳区域121伸出变桨柜100外。

在这些可选的实施例中，散热器150设置于第一容纳区域121并由第一容纳区域121伸出变桨柜100外，便于散热器150利用外部空气进行散热，驱动器132对应于散热器150设置，使得散热器150能够向驱动器132提供更好的散热，保障驱动器132的正常运行。

驱动器132对应于散热器150设置的方式有多种，例如驱动器132和散热器150沿第三方向(图5中的Z方向)依次分布。此外，为了提高变桨柜100的散热效果，变桨柜100还包括贯穿壁部110并与第一容纳区域121连通的出风口115以及与第二容纳区域122连通的进风口114，隔板140上设置有换气装置(图中未示出)。

在这些可选的实施例中，当隔板140上的换气装置开启时，使得空气能够由与第二容纳区域122连通的进风口114进入，接着经过换气装置，最后由与第一容纳区域121连通的出风口115流出容纳区域120。冷空气能够同时流经第一容纳区域121和第二容纳区域122，既能够为驱动器132散热，还能够为第一容纳区域121内的功能器件130散热。

进风口114的设置位置在此不做限定，例如壁部110包括和控制器131等功能器件130沿第三方向间隔设置的背板111和前板112，进风口114设置于该前板112。

出风口115的设置位置也不做限定，例如壁部110包括连接于背板111和前板112周侧的侧板113，出风口115设置于和隔板140相对设置的侧板113。

散热器150的设置位置也不做限定，例如散热器150设置于背板111，散热器150和进风口114设置于变桨柜100的不同位置，防止散热器150周围的热空气通过进风口114进入变桨柜100内，进一步提高变桨柜100的散热效果。

进一步的，散热器150的设置方式有多种，例如背板111上对应驱动器132设置有通孔，散热器150设置于通孔，并通过通孔由第一容纳区域121伸出变桨柜100外，驱动器132位于第一容纳区域121并设置于散热器150上。进一步的，散热器150还包括风扇，风扇设置于变桨柜100外。

第二容纳区域122内的控制器131、继电器134和端子133的设置位置在此不做限定。优选的，端子133和继电器134沿第一方向(图3中的X方向)相继分布，控制器131和继电器134、端子133沿第二方向(图3中的Y方向)间隔分布。

在这些可选的实施例中，端子133和继电器134均需要和控制器131连接，端子133、继电器134沿第一方向延伸以后，和控制器131沿第二方向间隔设置，使得端子133和继电器134连接于控制器131的连接线沿第二方向延伸即可，既能够减小连接线的长度，还利于连接线的布置，避免连接线之间相互缠绕。

进一步的，当第二容纳区域122内还设置有保险器件135时，保险器件135沿第二方向延伸设置，并与控制器131、端子133和继电器134沿第一方向间隔设置。使得保险器件135、继电器134和端子133均布置于控制器131的周侧，减小连接线的长度。

在另一些可选的实施例中，参照图9至图12，变桨系统还包括连接器件400，功能器件130、备用电源210和充电装置310两两之间通过连接器件400相互连接；连接器件400包括相互配合的第一连接器件410和第二连接器件420，第一连接器件410和第二连接器件420的任一者设置于变桨柜100，另一者设置于电容柜200，以使变桨柜100和电容柜200通过第一连接器件410和第二连接器件420相互连接；第一连接器件410和第二连接器件420的任一者设置于电容柜200，另一者设置于充电柜300，以使电容柜200和充电柜300通过第一连接器件410和第二连接器件420相互连接。

在这些可选的实施例中，变桨柜100、电容柜200和充电柜300内的器件使用统一的标准连接器件400进行连接，当用户可以根据使用需求更换变桨柜100、电容柜200和充电柜300内的器件时，变桨柜100、电容柜200和充电柜300依然可以通过该标准连接器件400连接，实现变桨系统的模块化设置，便于用户根据使用需求匹配功率合适的器件，满足用户不同的使用需求。

其中，变桨柜100和电容柜200之间通过第一连接器件410和第二连接器件420相互连接方式有多种，例如：当变桨柜100和电容柜200之间距离较近，变桨柜100和电容柜200可以直接通过第一连接器件410和第二连接器件420直接连接；当变桨柜100和电容柜200之间距离较远，变桨柜100和电容柜200之间通过电连接线进行连接，电连接线的两端分别设置有第一连接器件410和第二连接器件420，变桨柜100和电容柜200通过各自和电连接线上的第一连接器件410和第二连接器件420进行连接等，只要变桨柜100和电容柜200之间能够通过第一连接器件410和第二连接器件420进行连接即可。

本实用新型第二实施例还提供一种风力发电机组，包括：轮毂500，包括安装孔510；上述任一第一实施例所述的变桨系统，安装于安装孔510。

由于本实用新型实施例的风力发电机组包括上述任一第一实施例的变桨系统，因此具有上述变桨系统所具有的有益效果，在此不再赘述。

变桨系统在轮毂500内的设置方式不做限定，优选的，风力发电机组还包括变桨支架600，变桨支架600包括第一支架组和第二支架组，变桨柜100设置于第一支架组，电容柜200和充电柜300设置于第二支架组。

在这些可选的实施例中，电容柜200和充电柜300同时设置于第二支架组，能够减短电容柜200和充电柜300之间的距离，从而减短其之间连接线缆的长度。变桨柜100设置于第一支架组，电容柜200设置于第二支架组，电容柜200内往往设置有超级电容，在给超级电容充电的过程中，可能会对变桨柜100内的功能器件130之间的信号传输产生影响，电容柜200和变桨柜100设置于不同的支架组，能够避免这种影响。

第一支架组和第二支架组的设置方式在此不做限定，参考图2，图2是本实用新型实施例的一种变桨系统的主视图，例如第一支架组包括两个以上间隔设置的两个第一支架610，变桨柜100连接于两个以上的第一支架610之间。其中，两个第一支架610大致呈八字形排布。

和/或，第二支架组包括两个以上间隔设置的两个第二支架620，电容柜200和充电柜300连接于两个以上的第二支架620之间。其中，两个第二支架620大致呈八字形排布。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。