[发明专利]在机舱中具有电力电子器件的风轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有承载机舱的塔结构的风轮机。所述机舱容纳能量变换系统，该能量变换系统至少包括发电机，该发电机适于将从风中吸取的机械能转化成电能，该电能被供应到电网。在根据本发明的风轮机中，机舱中的可用空间以非常有效的方式得以利用。

背景技术

通过风轮机，当将从风中吸收的机械能通过发电机转化成电能时，电能通常至少部分地通过电力电子器件被供应到电网。所需要的电力电子器件通常布置在机舱中，例如，布置在允许接近电力电子构件的机架中，例如以允许维护或修理构件或者为了允许更换构件的部件。机架通常位于机舱中，使得电力电子构件可沿大体水平的方向从机架移除。尤其是为了在需要对构件进行修理或维护的情况下允许以安全的方式接近电力电子构件而选择这种定位方式。通常在风轮机的电力电子构件处或其附近存在例如约为1000V以上的高压。因此非常重要的是，将电力电子构件以下述方式布置在机舱中，即，使得它们可被接近而不会对维修人员带来电击风险，并且在处于直立位置时允许维修人员对构件进行修理。

因此，电力电子器件占据机舱中可用空间的大部分。此外，如果一个或更多个电力电子构件必须进行修理、移除或更换，则通常必需沿大体水平的方向移动该一个或更多个构件，这是因为如上所述这些构件布置在机架中。这使得难以使用普通的升降设备(诸如起重机)来移动这些构件，并且带来构件意外掉落而使得维修人员的身体部分被掉落的构件挤压的风险。这是非常不期望的。

发明内容

因此，本发明的实施方式的目的是提供一种风轮机，其中，与现有技术的风轮机相比，机舱内部中的可用空间得以更大程度地利用。

本发明的实施方式的另一目的是提供一种风轮机，其中，电力电子构件的更换可利用普通升降设备进行。

本发明的实施方式的再一目的是提供一种风轮机，其中，与现有技术的风轮机相比对维修人员造成伤害的风险降低。

本发明的实施方式的又一目的是提供一种风轮机，其中，与现有技术的风轮机相比，能够减少由于修理和维护而导致的风轮机的非操作时间。

本发明提供了一种风轮机，该风轮机包括机舱，所述机舱至少容纳发电机和电力电子器件，所述电力电子器件电气互连在所述发电机和电网之间，其中，在所述机舱中在位于所述机舱的底平面与所述机舱的下限制面之间的区域中可移除地布置有至少一个电力电子构件。

本发明涉及一种风轮机，即涉及这样一种设备，该设备适于将风能转换成电能。本发明的风轮机是一种联接到电网的风轮机，并且其优选地为大型的现代风轮机。这样的风轮机设置有承载机舱的塔结构。所述机舱承载多个可旋转地布置并用于从风中吸取能量的转子叶片，并且所述机舱可旋转地布置在塔结构上以使得所述机舱沿风的方向引导转子叶片。所述机舱通常容纳多个在由风轮机发电时使用的构件，例如传动系，该传动系可包括传动装置、发电机、各种电气构件以及电力电子器件。在机舱中用于容纳这些构件的空间受限，具体是因为希望限制机舱的总体尺寸以限制机舱的总重并且以便于运输机舱。

在本文中，术语“电力电子器件”应被解释为是指用于变换电能形式的电子部件，包括但不限于转换器、逆变器、各种电子滤波器、相关的保护和控制装置等。术语“电力电子构件”应被解释为是指包括一个或更多个电力电子部件的整体单元。应注意，所述构件对于例如移除、更换、测试、错误检测或故障检测等可以作为一个单元操纵。

根据本发明，在风轮机的机舱中可移除地布置有至少一个电力电子构件。在本文中，术语“可移除”应当解释为是指可以从机舱移除电力电子构件而不损坏机舱、电力电子构件或机舱或电力电子构件的一部分。这允许例如在电力电子构件完全或部分失效或故障的情况下用另一个基本上相同的电力电子构件更换整个电力电子构件。因此，在失效或故障的情况下，将不在现场进行修理操作。相反地，故障的电力电子构件由另一个电力电子构件简单地替换，该另一个电力电子构件作为一个单元提前经过测试，由此确保构件本身正确地操作。由此不必在机舱中将电力电子构件布置成可以被接近以允许人员现场对其进行修理操作。而是仅需要将它们定位成可以被移除/更换。此外，风轮机的非操作时间最少，这是因为一旦更换了失效或故障的电力电子构件风轮机就可完全操作，而不存在进行修理操作的一些时间间隔。

失效或故障的电力电子构件可随后被运到修理点或车间，可在修理点或车间被修理以使其在以后的某一时刻定位在风轮机中。