[发明专利]电力驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力驱动装置，其具有以下部件：一个布置在电动机壳体中的电动机；一个布置在电动机壳体端侧上并且包括通风机的通风装置，借助该通风装置可以产生将电动机的损耗热导出的冷却空气流；电子构件，借助这些电子构件可以控制或调节电动机；以及至少一个容纳电子构件的、支承安装在电动机壳体上的箱状电动机控配电板。本发明还涉及一种用于驱动装置的冷却装置以及一种带有驱动装置的电力叶片角调节驱动器。

背景技术

现代的风力发电设备包括可旋转地支承在转子上的转子叶片，其中，通过相对于每个转子叶片单独地改变叶片角可以改变风的迎角。配属的叶片角调节驱动器(变桨驱动器)通常靠近或直接布置在待调节的转子叶片的轴承上或布置在转子本身内，并且包括一个带有用于各转子叶片的机械调节元件的电动机。

电动机配属有电子构件，通过这些电子构件进行电动机的控制和/或调节，尤其是电动机轴角度适当的控制和/或调节。这些电子构件安装在一个此处称为电动机控配电板或箱状电动机控配电板的箱状壳体或开关箱中，其中，电动机控配电板通常直接安装在电动机壳体上，要么安装在电动机壳体的外壳表面上(轴向布置)要么固定在电动机壳体的端侧上(径向布置)。

电动机控配电板轴向布置的优点在于，其在机械设计上相对简单、确保了空气更加均匀并且迅速地流动、在总长度上没有损失并且在电动机上的固定更加简单。电动机和电动机控配电板在运行时需要冷却装置来导出运行中积累的热。为此通常将通风装置用于电动机，该通风装置要么布置在电动机壳体的端侧上要么横向于该电动机壳体布置。

本发明优选涉及通风机的端侧布置以及电动机控配电板在电动机上的轴向布置，因为这种设计确保了最佳并且有效地导引冷却空气流。冷却空气流可沿整个电动机表面导引，而不需要耗费的转向导流元件。布置在电动机控配电板中的电子构件由冷却元件或单独的通风机冷却，这些冷却元件或通风机直接或间接地与电动机通风设备相结合。

DE 19618996A1示出了一种电机，其带有布置在端侧的通风机和支承安装在机器壳体上的、其中安装有电子构件的夹紧箱(Klemmkasten)。该夹紧箱朝通风机的方向具有一个开口。通风机的空气支流借助一个布置在通风机壳体之上的分流通道有针对性地经由敞开的一侧导引至夹紧箱，以便由此导出箱中构件的损耗热。夹紧箱与机器壳体固定相连。

DE 19703655C2示出一种电力驱动器，其带有电动机和在电动机周向上沿轴向布置的功率电子器件。在电动机的端侧上设置有通风机，其中，空气流的支流被导引到位于电动机壳体和外部壳体层之间的环形空腔中。

EP 1511156A2示出了一种用于电动机的优化的冷却空气输送装置，其带有一个安装在发动机外壁上用于功率电子器件的箱体和一个安装在发动机端侧上的通风机。箱体指向电动机方向的支承面在一部分表面上具有用于功率电子器件的散热片，并且在箱体底部朝电动机壳体的方向具有开口。在电动机壳体和箱体底部之间设有环形通风通道，其中设置有用于分流通向功率电子器件的通风机的冷却空气的装置，这些装置将冷却空气流导引到功率电子器件的区域中。

US 5763969A示出了一种电动机，其带有安装在其上的功率电子器件和布置在电动机端侧上的通风装置。功率电子器件布置在一个箱体中，该箱体朝向电动机壳体的底部是敞开的，并且在该处配设有散热片，这些散热片确保了电动机壳体和功率电子器件之间的热分离。电动机通风机的空气流分支在散热片之间流动。

对于在风力发电设备的变桨驱动器中的应用，这些由现有技术已知的冷却装置对电动机是不利的，因为由于风力发电设备转子轮毂中狭窄的空间关系，这些冷却装置无法确保最佳地导出电动机和安装在电动机上的电动机控配电板以及布置在该处的电子构件的热量。通过通风机的空气支流对电子构件散热片的直接冷却使得电动机运行中的振动几乎被直接传递给了布置在电动机控配电板中的部分敏感的电子构件。这种效应尤其出现在风力发电设备角度控制的电力驱动器进行制动的过程中，如在变桨系统中的那样。在此，电动机的驱动轴借助制动装置被制动和/或被固定并且接下来又被松开。这些过程分别在电动机和电动机控配电板中产生强烈的振动，这尤其会导致布置在电动机控配电板中的电子构件出现故障。