电连接装置、变桨电机及变桨风机的制作方法

1.本实用新型属于风力发电技术领域，尤其涉及一种电连接装置、变桨电机及变桨风机。


背景技术：

2.风电机组用变桨电机与外部线缆的电连接方式现多采用插接件连接，插接件主要由插头和插座组成，插头中每个插针的位置和插座中每个插孔的位置一一对应，使得插接件可以快速、便捷且准确地对两个设备进行电连接，可以大大提高电连接的效率，避免错误连接。
3.现实场景中，随着插接件临近使用寿命，插针和插孔由于多次插拔以及受空气氧化的影响，其表面镀层已不可避免的发生老化，插接后可能出现变桨电机与外部线缆虚接的情况，严重时甚至会导致风电机组非计划停机，造成严重的经济损失。
4.因此，亟需一种针对变桨电机的电连接装置，用以提高变桨电机与外部线缆的连接可靠性，降低风电机组发生故障的概率。


技术实现要素：

5.基于上述问题，本技术实施例提供了一种电连接装置、变桨电机及变桨风机，本实用新型实施例的电连接装置，通过接线盒使得变桨电机与外部线缆固定连接，避免了插接件老化后可能导致的虚接现象，提高了变桨电机与外部线缆连接的可靠性，降低了风电机组发生故障的概率。
6.本技术是通过如下技术方案实现的：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种电连接装置，应用于变桨电机，包括：
8.接线盒，包括接线盒盖、接线盒座和接线排，接线盒盖和接线盒座固定连接形成腔体，接线排设置于腔体内，接线排的第一端与外部线缆紧固连接，接线排的第二端与变桨电机的引出线紧固连接；以及至少一个防水接头，防水接头设置于接线盒座的侧壁，防水接头的第一端内置于腔体内，防水接头的第二端伸出接线盒座的外部，外部线缆贯穿防水接头。
9.本技术实施例提供的一种电连接装置，包括接线盒和至少一个防水接头，内置于接线盒腔体内的接线排的第一端与变桨电机的引出线固定连接，第二端与外部线缆电连接；防水接头的第一端内置于腔体内，第二端伸出腔体，并使外部线缆贯穿防水接头。接线盒、防水接头以及外部线缆形成的封闭空间使得电连接装置具备较高的防护等级，能够应对恶劣的外部环境，同时由腔体内部的接线排替代插接件对变桨电机的引出线和外部线缆进行连接，不仅提高了设备间的连接可靠性，还避免了插接件长时间使用后可能出现的接触不良，从而导致的设备虚接的情况发生，降低了风电机组发生故障的概率。
10.在第一方面的一种可能的实现方式中，接线盒座与变桨电机固定连接，接线盒座的底部与变桨电机的引出线端面相对；接线盒座底部设有多个通孔，接线盒座底部的通孔分别与引出线端面的出线孔和安装孔一一对应。
11.在第一方面的一种可能的实现方式中，电连接装置包括密封胶垫，密封胶垫设置于接线盒座的底部与引出线端面之间；密封胶垫上设有多个通孔，密封胶垫的通孔分别与出线孔和安装孔一一对应。
12.在第一方面的一种可能的实现方式中，接线盒座设置加强筋，接线排与加强筋固定连接。
13.在第一方面的一种可能的实现方式中，接线盒包括密封胶圈，密封胶圈设置于接线盒盖与接线盒座之间。
14.在第一方面的一种可能的实现方式中，密封胶圈与接线盒盖或接线盒座粘接固定。
15.在第一方面的一种可能的实现方式中，接线盒盖和接线盒座的材质均为高强度铝合金。
16.在第一方面的一种可能的实现方式中，接线盒的表面覆盖有三防漆，三防漆包括底漆和面漆。
17.第二方面，本技术实施例提供了一种变桨电机，包括如第一方面任一项所述的电连接装置。
18.第三方面，本技术实施例提供了一种变桨风机，包括如第二方面任一项所述的变桨电机。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是现有变桨电机的外形示意图；
22.图2是本技术一实施例提供的一种设有电连接装置的变桨电机的外形示意图；
23.图3是本技术一实施例提供的另一种设有电连接装置的变桨电机的外形示意图；
24.图4是本技术一实施例提供的电连接装置的外形示意图；
25.图5是本技术一实施例提供的接线盒座的外形仰视示意图；
26.图6是本技术一实施例提供的接线排第一端的接线示意图；
27.图7是本技术一实施例提供的接线排第二端的接线示意图；
28.图8是本技术一实施例提供的加强筋位置的示意图；
29.图9是本技术一实施例提供的接线盒座的剖面示意图；
30.图10是本技术一实施例提供的电连接装置的结构爆炸示意图；
31.图中：1电机主体；2插接件端口；3电连接装置；31接线盒；311接线盒盖；312接线盒座；3121安装通孔；3122引出线通孔；3123加强筋；313接线排；314密封胶圈；315密封胶垫；32防水接头；4外部线缆。
具体实施方式
32.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。
33.在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
34.众所周知，风电机组通常在较为偏远、环境恶劣的区域运行，风电机组发生故障时，维修人员往往不能第一时间到达事故现场，不可避免的会造成一定的经济损失，因此，保障作为风电机组重要部件的变桨电机的可靠运行是极为重要的。
35.久而久之，可能会导致连接不紧密牢固，接头虚接烧毁，造成不必要的经济损失和时间损失。
36.现有变桨电机大多采用插接件与外部线缆连接。虽然，插接件连接具有连接便捷、准确的优势，但，当插接件配套的插针和插孔长时间使用，受气候和使用寿命的影响，表面镀层发生氧化，且电机高频振动也会造成插针的磨损，久而久之，可能会导致连接不紧密牢固，接头虚接烧毁，造成不必要的经济损失和时间损失。
37.基于上述问题，并根据风电机组的运行需求，本技术实施例提供了一种电连接装置，用以替换掉原变桨电机上的插接件，从而保障变桨电机的可靠运行。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明确，以下结合附图及实施例，对本技术进行详细说明。应当理解的是，以下所描述的具体实施例仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。
38.为了便于理解变桨电机以及本技术提供的电连接装置，本技术示出了图1至图3，并依据图1至图3做详细说明。
39.图1是现有变桨电机的外形示意图。参照图1，现有变桨电机主要包括电机主体1和两个插接件端口2，两个插接件端口2分别与外部线缆连接。
40.在一些实施例中，外部线缆可以包括电源线缆和控制线缆，电源线缆用于向变桨电机提供电能，控制线缆同变桨电机传输信号，用于控制变桨电机运行和/或接收变桨电机的运行参数。
41.在一些实施例中，本技术公开的电连接装置设置于变桨电机上，至少可替代一个插接件端口，参照图2和图3所示。图2示出了电机主体1、一个插接件端口2和电连接装置3，电连接装置3固定连接在电机主体1上，替代了一个老化的插接端口2。图3示出了电机主体1和电连接装置3，替代了两个老化的插接端口2。
42.需要说明的是，现实场景中，可根据变桨电机所能占用的空间大小，以及实际的运行需求适应性的在变桨电机上设置一个或多个电连接装置。与此同时，本领域技术人员应当理解，图2和图3仅用于描述电机主体1、插接件端口2以及电连接装置3的相对位置关系，并不对电连接装置3的具体设置位置、尺寸大小以及设置的数量构成限定。
43.以上为对变桨电机同电连接装置的相对位置关系进行的描述，以下，以在变桨电
机上设置一个电连接装置为例，对电连接装置3的结构进行详细说明。
44.在一些实施例中，图4示出了本技术一实施例提供的电连接装置的外形示意图。参照图4，电连接装置3可以包括接线盒31和防水接头32，接线盒31包括接线盒盖311和接线盒座312。
45.示例性的，接线盒盖311和接线盒座312固定连接形成腔体，该腔体为密封腔体，可以隔绝外部环境中的粉尘和水分的侵入。
46.可选的，接线盒盖311和接线盒座312可以通过紧固件固定连接，可以通过卡扣装置进行固定连接，还可以通过粘接或其他方式进行固定连接，本技术不做进一步限定。
47.可选的，接线盒盖311和接线盒座312的材质可以均为高强度铝合金。
48.进一步的，接线盒盖311和接线盒座312可以由机加工制成。
49.作为优选的，接线盒盖311和接线盒座312可以由模具压铸或模具浇筑一体成型等工艺制成。
50.在一些实施例中，接线盒座312与电机主体1固定连接，其中，接线盒座312的底部与电机主体1的引出线端面相对。
51.可选的，接线盒座312的底部设有多个通孔，参照图5所示，接线盒座312的底部设有至少一个安装通孔3121，以及至少一个引出线通孔3122。安装通孔3121用于将接线盒座312与电机主体1固定连接，引出线通孔3122则便于电机主体1的引出线进入接线盒31的腔体。
52.进一步的，安装通孔3121和引出线通孔3122分别与电机主体1的引出线端面的安装孔和出线孔一一对应。
53.在一些实施例中，在接线盒31上设有至少一个防水接头32，其中，防水接头32的第一端内置于接线盒31的腔体内，防水接头32的第二端伸出接线盒31的外部，外部线缆可以贯穿防水接头32，进入至腔体内。
54.进一步的，防水接头32可以设置于接线盒座312的侧壁，防水接头32的第一端内置于接线盒座312的腔体内，防水接头32的第二端伸出接线盒座312的外部。
55.示例性的，基于风电机组的使用场景，选取的防水接头32的防护等级应不低于ip56。
56.在一些实施例中，接线盒31还包括接线排313，接线排313设置于接线盒31的腔体内，接线排313的第一端与外部线缆紧固连接，接线排313的第二端与变桨电机的引出线紧固连接。
57.示例性的，图6示出了本技术一实施例提供的接线排第一端的接线示意图。参照图6，外部电缆4被防水接头32的第二端固定，外部电缆4贯穿防水接头32进入腔体，被分为了第一外部电缆41、第二外部电缆42、第三外部电缆43和第四外部电缆44，第一外部电缆41至第四外部电缆44分别固定在接线排313的第一端上。
58.示例性的，图7示出了本技术一实施例提供的接线排第二端的接线示意图。参照图7，变桨电机自身的引出线分别为第一引出线12、第二引出线12、第三引出线13和第四引出线14，第一引出线11至第四引出线14分别固定在接线排313的第二端上。
59.本技术提供的接线排313分别与外部线缆和变桨电机引出线紧固连接，用以实现外部线缆4和电机主体1的引出线的连接。
60.在一些实施例中，接线排313绝缘部分的材质根据实际需求选定，可以是陶瓷材质、树脂材质或塑料材质。
61.作为优选的，接线排313绝缘部分的材质为pbt+30%g.f。
62.在一些实施例中，对接线排313绝缘部分进行型式试验，包括为：工频耐压试验、冲击耐电压试验和绝缘阻抗试验。试验要求及试验结果详见表1接线排绝缘部分型式试验。
63.表1 接线排绝缘部分型式试验
[0064][0065]
试验温度区间为-40℃~120℃时，如表1的试验结果所示，选取的接线排313可以充分满足变桨电机安全运行要求。
[0066]
在确定本技术方案的过程中，对接线盒座312进行了受力分析，用以分析接线盒座312的应力分散方向，结论为：接线盒座312需要释放应力时，最大应力的位置为接线盒312的底部，产生最大变形量的位置为安装防水接头32的位置。
[0067]
基于受力分析，为了保障接线盒3受外力冲击时，产生的形变量可控，在接线盒座312上设置两条加强筋3123，加强筋3123与接线盒座312为一整体，加强筋3123的位置如图8所示。
[0068]
作为优选的，图9是本技术一实施例提供的接线盒座的剖面示意图。参照图9，加强筋3123的下端面为接线盒座312的底部，上端面位于防水接头32安装孔的水平中心线上。
[0069]
进一步的，可以将接线排313固定在加强筋3121上，接线排313的水平高度与防水接头21中心的水平高度持平，用于减少防水接头21处的形变量。
[0070]
进一步的，作为验证，又对图9所示的接线盒座312进行跌落的失效分析，得出的结论为：在1m高度自由重力跌落时具有较高可靠性，接线盒座312的最大变形量不大于0.017mm，最大应力1.2mpa，均远低于铝合金材料的安全变形量和屈服强度。
[0071]
因此，基于多次的模拟分析和技术改进，最终确定的接线盒31采用高强度铝材金材质、设置两条加强筋3123，并在加强筋3121上固定接线排313，不仅使电连接装置3整体具备强度高、抗振性强的优点，还使得变桨电机的引出线的固定更为可靠。
[0072]
在一些实施例中，为了使电连接装置3更加适用于环境恶劣的使用环境，本技术提供的电连接装置3还做了以下改进，参照图10本技术一实施例提供的电连接装置的结构爆炸示意图。
[0073]
在一些实施例中，电连接装置3设置了密封胶圈314。
[0074]
示例性的，密封胶圈314位于接线盒盖311和接线盒座312之间，以增强接线盒盖311和接线盒座312形成的腔体的密封性，防止灰尘和水分的侵入。
[0075]
可选的，为了保证腔体的密封性，密封胶圈314的位置就得固定，基于工艺性的考虑，可以将密封胶圈314固定在接线盒盖311或接线盒座312上。
[0076]
优选的，可以将密封胶圈314粘接在接线盒盖311或接线盒座312上。
[0077]
在一些实施例中，电连接装置3还设置了密封胶垫315。
[0078]
示例性的，密封胶掉315位于接线盒座312与电机主体1的引出线端面之间，用以防止灰尘和水分侵入电连接装置3。
[0079]
可选的，密封胶垫315上设有多个通孔，该通孔与接线盒座312上的通孔一一对应。
[0080]
在一些实施例中，本技术公开的接线盒31的表面覆盖有三防漆，用以提高高强度铝合金的防潮性、防霉性以及防盐雾性。
[0081]
进一步的，三防漆包括底漆和面漆。底漆和面漆的用料和配比可根据实际使用情况进行适应性调整。
[0082]
本技术公开的电连接装置，包括接线盒和至少一个防水接头，内置于接线盒腔体内的接线排的第一端与变桨电机的引出线固定连接，第二端与外部线缆电连接；防水接头的第一端内置于腔体内，第二端伸出腔体，并使外部线缆贯穿防水接头。接线盒、防水接头以及外部线缆形成的封闭空间使得电连接装置具备较高的防护等级，能够应对恶劣的外部环境，同时由腔体内部的接线排替代插接件对变桨电机的引出线和外部线缆进行连接，不仅提高了设备间的连接可靠性，还避免了插接件长时间使用后可能出现的接触不良，从而导致的设备虚接的情况发生，降低了风电机组发生故障的概率。
[0083]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0084]
以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1. 一种电连接装置，其特征在于，设置于变桨电机，包括：接线盒，包括接线盒盖、接线盒座和接线排，所述接线盒盖和所述接线盒座固定连接形成腔体，所述接线排设置于所述腔体内，所述接线排的第一端与外部线缆紧固连接，所述接线排的第二端与变桨电机的引出线紧固连接；以及至少一个防水接头，所述防水接头设置于所述接线盒座的侧壁，防水接头的第一端内置于所述腔体内，防水接头的第二端伸出所述接线盒座的外部，所述外部线缆贯穿所述防水接头。2.如权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述接线盒座与变桨电机固定连接，所述接线盒座的底部与所述变桨电机的引出线端面相对；所述接线盒座底部设有多个通孔，所述接线盒座底部的通孔分别与所述引出线端面的出线孔和安装孔一一对应。3.如权利要求2所述的电连接装置，其特征在于，所述电连接装置包括密封胶垫，所述密封胶垫设置于所述接线盒座的底部与所述引出线端面之间；所述密封胶垫上设有多个通孔，所述密封胶垫的通孔分别与所述出线孔和所述安装孔一一对应。4.如权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述接线盒座设置加强筋，所述接线排与所述加强筋固定连接。5.如权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述接线盒包括密封胶圈，所述密封胶圈设置于所述接线盒盖与所述接线盒座之间。6.如权利要求5所述的电连接装置，其特征在于，所述密封胶圈与所述接线盒盖或所述接线盒座粘接固定。7.如权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述接线盒盖和所述接线盒座的材质均为高强度铝合金。8.如权利要求7所述的电连接装置，其特征在于，所述接线盒的表面覆盖有三防漆，所述三防漆包括底漆和面漆。9.一种变桨电机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电连接装置。10.一种变桨风机，特征在于，包括如权利要求9所述的变桨电机。

技术总结
本申请适用于风力发电技术领域，提供了一种电连接装置、变桨电机及变桨风机，该电连接装置，设置于变桨电机，包括：接线盒，包括接线盒盖、接线盒座和接线排，接线盒盖和接线盒座固定连接形成腔体，接线排设置于腔体内，接线排的第一端与外部线缆紧固连接，接线排的第二端与变桨电机的引出线紧固连接；以及，至少一个防水接头，防水接头设置接线盒座的侧壁，防水接头的第一端内置于腔体内，防水接头的第二端伸出于接线盒座的外部，外部线缆贯穿防水接头。本申请避免了插接件老化后可能导致的虚接现象，提高了变桨电机与外部线缆连接的可靠性，降低了风电机组发生故障的概率。降低了风电机组发生故障的概率。降低了风电机组发生故障的概率。


技术研发人员：陈志才 崔同海 罗智明 杨洪涛 张磊 任尚君
受保护的技术使用者：华能大理风力发电有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/9/3