風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)能捕獲的關(guān)鍵部件，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)功率控制和轉(zhuǎn)速控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)緊急停機(jī)、故障停機(jī)、安全的停機(jī)的最后保障。變槳系統(tǒng)肩負(fù)著捕獲風(fēng)能、實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率控制、轉(zhuǎn)速控制、安全停機(jī)的重要任務(wù)。變槳系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。
[0003]目前變槳系統(tǒng)其實(shí)并不復(fù)雜，但是，往往因?yàn)檫^(guò)多的線(xiàn)纜增加了變槳系統(tǒng)的故障環(huán)節(jié)，給風(fēng)電機(jī)組在維護(hù)上帶來(lái)諸多不便，尤其是變槳系統(tǒng)的動(dòng)力回路與控制回路并沒(méi)有真正意義上的電氣分離，從而需要許多額外的保護(hù)裝置保護(hù)控制系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置，可實(shí)現(xiàn)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)中的動(dòng)力供電回路及控制供電回路之間實(shí)現(xiàn)電氣分離，不相互干擾，同時(shí)節(jié)省回路中電纜線(xiàn)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置，包括:動(dòng)力回路供電模塊和控制回路供電模塊;所述動(dòng)力回路供電模塊分別與風(fēng)電機(jī)組的滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)以及變槳系統(tǒng)的變槳電機(jī)連接，所述控制回路供電模塊與所述滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)以及所述風(fēng)電機(jī)組的變槳控制系統(tǒng)連接，所述變槳控制系統(tǒng)還與所述變槳電機(jī)連接;所述動(dòng)力回路供電模塊采用感應(yīng)耦合方式將所述滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)的電能傳輸至所述變槳電機(jī)，和/或，所述控制回路供電模塊采用近場(chǎng)諧振方式將所述滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)的電能傳輸至所述變槳控制系統(tǒng)。
[0006]如上所述的供電裝置，所述動(dòng)力回路供電模塊包括:能量發(fā)射回路和能量接收回路;所述能量發(fā)射回路與所述滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)連接，所述能量接收回路與所述變槳電機(jī)連接;所述能量發(fā)射回路和所述能量接收回路之間采用感應(yīng)耦合方式傳輸電能。
[0007]如上所述的供電裝置，所述能量發(fā)射回路包括:依次連接的整流單元、濾波單元、逆變單元、補(bǔ)償單元和能量發(fā)射單元;所述整流單元與所述滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)連接;所述能量發(fā)射單元中設(shè)置有用于感應(yīng)耦合的原邊繞組。
[0008]如上所述的供電裝置，所述能量接收回路包括:依次連接的能量接收單元、補(bǔ)償單元和整流單元;所述整流單元與所述變槳電機(jī)連接;所述能量接收單元中設(shè)置有與所述原邊繞組配合作用的副邊繞組。
[0009]如上所述的供電裝置，所述控制回路供電模塊包括:依次連接的整流單元、濾波單元、逆變單元、原邊線(xiàn)圈和副邊線(xiàn)圈；所述整流單元與所述滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)連接;所述副邊線(xiàn)圈與所述變槳控制系統(tǒng)連接;所述原邊線(xiàn)圈和所述副邊線(xiàn)圈之間采用近場(chǎng)諧振方式傳輸電能。
[0010]如上所述的供電裝置，所述控制回路供電模塊還包括:連接在所述原邊線(xiàn)圈與所述副邊線(xiàn)圈之間的諧振單元。
[0011]如上所述的供電裝置，所述控制回路供電模塊還包括與所述諧振單元連接的另一個(gè)所述副邊線(xiàn)圈，另一個(gè)所述副邊線(xiàn)圈與所述變槳系統(tǒng)中的溫濕度控制系統(tǒng)相連接。
[0012]如上所述的供電裝置，所述供電裝置還包括:與所述諧振單元連接的又一個(gè)所述副邊線(xiàn)圈及維護(hù)與測(cè)試用電接口，所述維護(hù)與測(cè)試用電接口與又一個(gè)所述副邊線(xiàn)圈連接。
[0013]如上所述的供電裝置，所述供電裝置還包括:無(wú)線(xiàn)通信模塊;所述無(wú)線(xiàn)通信模塊分別與所述變槳控制系統(tǒng)、所述溫濕度控制系統(tǒng)和所述變槳電機(jī)連接，用于提供所述變槳控制系統(tǒng)、所述溫濕度控制系統(tǒng)與所述變槳電機(jī)之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。
[0014]如上所述的供電裝置，所述供電裝置還包括:微波自供電模塊，所述微波自供電模塊包括:依次連接的直流電源、微波功率發(fā)生器和整流天線(xiàn);所述整流天線(xiàn)與所述變槳電機(jī)的自備儲(chǔ)能裝置相連，用于向所述變槳電機(jī)提供備電。
[0015]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置，包括:動(dòng)力回路供電模塊和控制回路供電模塊，通過(guò)設(shè)計(jì)動(dòng)力回路供電模塊采用感應(yīng)耦合方式將滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)的電能傳輸至變槳電機(jī)，和/或，控制回路供電模塊采用近場(chǎng)諧振方式將滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)的電能傳輸至變槳控制系統(tǒng)，從而避免了復(fù)雜線(xiàn)纜糾纏連接引入的動(dòng)力回路和控制回路之間的信號(hào)干擾，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)回路在空間上電氣隔離，同時(shí)由于采用了感應(yīng)耦合以及近場(chǎng)諧振的無(wú)線(xiàn)傳輸方式傳輸電能，節(jié)省了部分線(xiàn)纜。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型提供的動(dòng)力回路供電模塊的結(jié)構(gòu)框圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型提供的控制回路供電模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型提供的微波自供電模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置再一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1_動(dòng)力回路供電模塊、11-能量發(fā)射回路、12-能量接收回路、111-整流單元、112-濾波單元、113-逆變單元、114-補(bǔ)償單元、115-能量發(fā)射單元、121-能量接收單元、122-補(bǔ)償單元、123-整流單元、2-控制回路供電模塊、21-整流單元、22-濾波單元、23-逆變單元、24-原邊線(xiàn)圈、25-諧振單元、26-副邊線(xiàn)圈、3-滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)、4-變槳電機(jī)、5-變槳控制系統(tǒng)、6-溫濕度控制系統(tǒng)、7-維護(hù)與測(cè)試用電接口、8-無(wú)線(xiàn)通信模塊、9-微波自供電模塊、91-直流電源、92-微波功率發(fā)生器、93-整流天線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本方案的實(shí)用新型構(gòu)思是，通過(guò)對(duì)連接在滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)與變槳電機(jī)之間的動(dòng)力回路采用感應(yīng)耦合方式，和/或，對(duì)連接在滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)與變槳控制系統(tǒng)之間的控制回路采用近場(chǎng)諧振方式將上述兩個(gè)供電回路進(jìn)行電氣隔離，同時(shí)利用感應(yīng)耦合以及近場(chǎng)諧振方式傳輸電能，減小了線(xiàn)纜連接的復(fù)雜程度。
[0025]實(shí)施例一
[0026]圖1為本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，其結(jié)構(gòu)包括:動(dòng)力回路供電模塊I和控制回路供電模塊2。其中，動(dòng)力回路供電模塊I分別與風(fēng)電機(jī)組的滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3以及變槳系統(tǒng)的變槳電機(jī)4連接，控制回路供電模塊2與滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3以及風(fēng)電機(jī)組的變槳控制系統(tǒng)5連接，變槳控制系統(tǒng)5還與變槳電機(jī)4連接;動(dòng)力回路供電模塊I采用感應(yīng)耦合方式將滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3的電能傳輸至變槳電機(jī)4，和/或，控制回路供電模塊2采用近場(chǎng)諧振方式將滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3的電能傳輸至變槳控制系統(tǒng)5。
[0027]在當(dāng)前變槳系統(tǒng)的架構(gòu)下，變槳系統(tǒng)的體積和復(fù)雜程度迅速增大，特別是線(xiàn)纜的復(fù)雜度極具增大，線(xiàn)路之間的信號(hào)干擾嚴(yán)重。變槳系統(tǒng)需要更高的電能質(zhì)量，而目前解決的辦法是在變槳系統(tǒng)滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)處、增加體積較大的濾波器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，這無(wú)疑增加了變槳系統(tǒng)的體積與復(fù)雜性。與此同時(shí)，變槳系統(tǒng)的動(dòng)力回路與控制回路并沒(méi)有真正意義上的電氣分離。
[0028]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如圖1所示的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置，以一種無(wú)電纜、無(wú)線(xiàn)纜、模塊化的方式提出一款新型變槳系統(tǒng)的供電裝置。該供電裝置同樣從變槳系統(tǒng)滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3處獲取到電能，但與現(xiàn)有技術(shù)不同，本實(shí)施例中，在連接滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3以及變槳電機(jī)4之間的動(dòng)力回路供電模塊I中采用了感應(yīng)耦合方式將滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3的電能傳輸至變槳電機(jī)4，和/或，在連接滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3以及變槳控制系統(tǒng)5之間的控制回路供電模塊2中采用近場(chǎng)諧振方式將滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3的電能傳輸至變槳控制系統(tǒng)5。以此保證，在從滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3中攝取電能至變槳系統(tǒng)的變槳電機(jī)4以及變槳控制系統(tǒng)5時(shí)，至少有一個(gè)供電回路是不采用滑環(huán)的方式傳輸電能，從而節(jié)省了這部分的連接線(xiàn)纜。與此同時(shí)，由于動(dòng)力回路和控制回路中至少一個(gè)供電回路采用了感應(yīng)耦合或是近場(chǎng)諧振的無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)姆绞?，那么必然不?huì)產(chǎn)生像現(xiàn)有技術(shù)中由于彼此電纜纏繞復(fù)雜而導(dǎo)致的電氣信號(hào)干擾，增強(qiáng)了各自供電回路上的電能質(zhì)量。
[0029]本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置，無(wú)需滑環(huán)參與電能傳輸，既可以減少電纜連接的復(fù)雜度，又可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力回路和控制回路之間的電氣干擾，提高供電電能質(zhì)量。
[0030]實(shí)施例二
[0031]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，圖2為本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)中的供電裝置另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。具體地，本實(shí)施例將對(duì)動(dòng)力回路供電模塊I進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]如圖2所示，上述動(dòng)力回路供電模塊I包括:能量發(fā)射回路11和能量接收回路12;其中，能量發(fā)射回路11與滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3連接，用于從滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3上攝取電能，并傳輸至能量接收回路12;能量接收回路12與變槳電機(jī)4連接，用于將從能量發(fā)射回路11接收的電能供給變槳電機(jī)4。具體地，在能量發(fā)射回路11和能量接收回路12之間可設(shè)置采用感應(yīng)耦合方式傳輸電能所需的繞組，以及一些對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行合理提高和優(yōu)化的單元電路。
[0033]例如，圖3所示，為本實(shí)施例示出的能量發(fā)射回路11以及能量接收回路12的具體結(jié)構(gòu)框圖。其中:
[0034]能量發(fā)射回路11包括:依次連接的整流單元111、濾波單元112、逆變單元113、補(bǔ)償單元114和能量發(fā)射單元115。整流單元111與滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3連接，用于將滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3的交流電能進(jìn)行整流處理，得到直流電能，該整流單元111可由整流二極管、支撐電容并聯(lián)組成，同時(shí)還可以增設(shè)充電電路和放電電路對(duì)支撐電容進(jìn)行充放電;濾波單元112由濾波器構(gòu)成，用于對(duì)整流單元111輸出的直流電能進(jìn)行濾波處理，得到更為純凈的直流電能;逆變單元113中可包括逆變器，用于對(duì)濾波單元112處理后的直流電能進(jìn)行逆變處理，生成交流電能；補(bǔ)償單元114可由直流電源以及諧振電路、電容構(gòu)成，用于對(duì)逆變單元113輸出的交流電進(jìn)行頻率、幅值的補(bǔ)償處理，以更適應(yīng)于能量發(fā)射單元115與能量接收單元121進(jìn)行感應(yīng)耦合產(chǎn)生耦合磁場(chǎng)的最高功率傳輸?shù)男枨?能量發(fā)射單元115中設(shè)置有用于感應(yīng)耦合的原邊繞組。能量發(fā)射回路11從滑環(huán)進(jìn)線(xiàn)3攝取電能并依次進(jìn)行整流、濾波、逆變和補(bǔ)償處理后輸送至能量發(fā)射單元115，從而利用能量發(fā)射單元115中的原邊繞組與能量接收單元121中的副邊繞組進(jìn)行磁場(chǎng)親合來(lái)傳輸電能。
[0035]能量接收回路12包括:依次連接的能量接收單元121、補(bǔ)償單元122和整流單元123。能量接收單元121中設(shè)置有與上述原邊繞組配合作用的副邊繞組，該副邊繞組通過(guò)與能量發(fā)射單元115中的原邊繞組進(jìn)行磁場(chǎng)耦合來(lái)接收電能;補(bǔ)償單元122與補(bǔ)償單元114的功能結(jié)構(gòu)相似，用于對(duì)能量接收單元121在接收