BR102019017227B1

BR102019017227B1 - Ponte de anel coletor, unidade de anel coletor, máquina elétrica, e, instalação de energia eólica

Info

Publication number: BR102019017227B1
Application number: BR102019017227-4A
Authority: BR
Inventors: Herbert Binder; Robert Gruber; Oliver Memminger; Manuel Oberneder; Klaus Schifferer; Anatoli Vogel; Roland Zeichfüssl
Original assignee: Flender Gmbh
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2022-05-10
Also published as: US11424657B2; CA3052467A1; EP3614536A1; BR102019017227A2; CN110855095A; ES2866408T3; CA3052467C; US20200067246A1; CN110855095B; EP3614536B1

Abstract

PONTE DE ANEL COLETOR, UNIDADE DE ANEL COLETOR, MÁQUINA ELÉTRICA, E, INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA Em resumo, a invenção refere-se a uma ponte de escova e a uma unidade de anel coletor e também a uma máquina elétrica e uma instalação de energia eólica compreendendo uma ponte de escova desse tipo em cada caso. A ponte de escova compreende segmentos (1) que são preferivelmente projetados como placas de metal que são conformadas na forma de um segmento anular. Os segmentos servem para prover e para prender escovas de anel coletor (12) que são posicionadas cada uma em aparelhos de retenção (7). Os segmentos (1) são conectados uns aos outros em paralelo por elementos de isolamento (3). Os segmentos de isolamento (3) têm uma blindagem (33) em seu interior, em que a blindagem (33) é isolada em relação aos segmentos (1). A blindagem (33) é conectada a um potencial elétrico constante. O isolamento dos segmentos (33) uns dos outros para prevenir troca de cargas descontrolada pode ser melhorado com o auxílio da blindagem (33). A fim de melhorar adicionalmente o isolamento, espaçadores (5) são posicionados entre os segmentos (1), em que os espaçadores (5) são preferivelmente arranjados em torno dos segmentos de isolamento (3) e preferivelmente têm porções em relevo (5a) para estender a distância de (...).

Description

[001] A invenção refere-se a uma ponte de anel coletor e a uma unidade de anel coletor. A invenção refere-se adicionalmente a uma máquina elétrica e a uma instalação de energia eólica.

[002] Unidades de anel coletor geralmente compreendem uma ponte de anel coletor como o elemento estacionário e um anel coletor como o elemento rotativo. Uma unidade de anel coletor serve para transmitir energia elétrica de um elemento estacionário, por exemplo de um estator de uma máquina elétrica, para um elemento rotativo, por exemplo para um rotor de uma máquina elétrica. Aqui, a energia elétrica pode ser transmitida para o anel coletor rotativo por escovas de anel coletor que são conectadas cada uma a um segmento da ponte de anel coletor.

[003] Problemas com o isolamento elétrico ocorrem algumas vezes ao transmitir alta energia elétrica e/ou altas tensões. Grandes diferenças de potencial entre os segmentos de transporte de corrente individuais ocorrem particularmente ao transmitir uma corrente CA polifásica ou uma tensão CA polifásica. As grandes diferenças de potencial podem levar a descargas descontroladas ou a descargas elétricas disruptivas descontroladas.

[004] A fim de melhorar o isolamento contra descargas descontroladas desse tipo ou contra descargas elétricas disruptivas descontroladas, as dimensões de unidades de anel coletor, em particular pontes de escova, são aumentadas. Aumentando o tamanho da ponte de escova, as distâncias entre os segmentos se tornam maiores e o risco de troca de cargas descontrolada se torna menor.

[005] No entanto, maiores dimensões são desvantajosas particularmente quando ditas unidades de anel coletor são usadas em instalações de energia eólica devido ao espaço limitado disponível em uma nacele da instalação de energia eólica.

[006] Portanto, o objetivo é prevenir de maneira confiável equalização de cargas descontrolada ao transmitir energia elétrica, sem aumentar as dimensões de uma unidade de anel coletor, em particular a ponte de escova.

[007] Esse objetivo é alcançado por uma ponte de escova como reivindicada na reivindicação 1. O objetivo é adicionalmente alcançado com o auxílio de uma unidade de anel coletor como reivindicada na reivindicação 11. Adicionalmente, o objetivo é alcançado por uma máquina elétrica como reivindicada na reivindicação de patente 12 e uma instalação de energia eólica como reivindicada na reivindicação de patente 13.

[008] A invenção é baseada na verificação que isolamento efetivo dos segmentos uns em relação aos outros é necessária para isolar os segmentos individuais da ponte de escova. Aqui, elementos denominados de isolamento servem para isolar os segmentos uns dos outros. Além disso, os elementos de isolamento servem para manter os segmentos da ponte de escova juntos.

[009] Uma ponte de escova vantajosamente tem uma pluralidade de segmentos, em que os segmentos têm cada um aberturas. As aberturas preferivelmente servem cada uma para que o elemento de isolamento atravesse. Os elementos de isolamento e os segmentos preferivelmente formam a estrutura da ponte de escova. As aberturas são preferivelmente arranjadas cada uma no mesmo ponto do segmento. Adicionalmente, a distância entre em cada caso dois segmentos pode ser mantida constante por meio de espaçadores.

[0010] O elemento de isolamento é preferivelmente de desenho cilíndrico. O elemento de isolamento vantajosamente tem um pino de metal em seu interior, em que o pino é provido para melhorar a estabilidade mecânica.

[0011] O pino de metal e a superfície lateral interna da respectiva abertura do segmento formam uma capacitância elétrica.

[0012] A capacitância elétrica pode levar a uma redução no isolamento entre os segmentos, particularmente ao transmitir uma corrente alternada.

[0013] A fim de reduzir a capacitância, uma blindagem é preferivelmente posicionada entre o pino e a superfície lateral da abertura. A blindagem é preferivelmente projetada como uma camada de metal entre a superfície lateral do pino e a superfície lateral da abertura que circunda o pino. A blindagem é geralmente isolada tanto do pino quanto também do segmento de transporte de corrente.

[0014] Adicionalmente, a blindagem pode ser melhorada conectando- se a blindagem a um potencial elétrico constante, a título de exemplo por uma conexão à terra. A blindagem pode dissipar cargas por meio da conexão elétrica.

[0015] Adicionalmente, correntes de fuga nos lados externos do respectivo elemento de isolamento podem ser problemáticas ao isolar os segmentos (que são normalmente formados de metal).

[0016] Correntes de fuga podem se formar entre os segmentos particularmente devido à deposição de poeira no lado externo da ponte de escova. Espaçadores podem ser arranjados em torno dos elementos de isolamento e entre os segmentos para estabilidade melhorada dos segmentos uns em relação aos outros.

[0017] Por conseguinte, transferências de cargas descontroladas entre os segmentos podem ser adicionalmente minimizadas por meio da superfície do respectivo elemento de isolamento ou do respectivo espaçador sendo aumentado em tamanho. A superfície pode ser aumentada em tamanho por porções em relevo (superfície convexa) ou por uma porção gravada (superfície côncava). Uma forma estriada vantajosamente serve para estender a distância de fuga e portanto para melhorar o isolamento. Uma extensão na distância de fuga pode ser formada por porções em relevo que se estendem em torno da superfície lateral do espaçador.

[0018] A ponte de anel coletor serve, em particular, para uso em uma instalação de energia eólica. A ponte de anel coletor tem pelo menos dois segmentos e pelo menos um elemento de isolamento, em que pelo menos alguns dos segmentos são projetados para prover energia elétrica, em particular com o auxílio de escovas de anel coletor, em que o elemento de isolamento é projetado para isolar os segmentos e para espaçar os segmentos, distinguida pelo fato de que o respectivo elemento de isolamento compreende uma blindagem, e em que a blindagem é arranjada no interior do respectivo elemento de isolamento, e em que a blindagem é conectada a um potencial elétrico constante.

[0019] Os segmentos são preferivelmente formados de metal. Os segmentos preferivelmente têm uma estrutura a qual é na forma de um segmento anular. Os segmentos preferivelmente têm aberturas, em que as aberturas são projetados para que os elementos de isolamento atravessem. Os elementos de isolamento e os segmentos preferivelmente formam uma estrutura da ponte de escova.

[0020] Para isolamento melhorado, o respectivo elemento de isolamento é produzido a partir de um isolante elétrico, tal como um plástico, um material compósito ou uma cerâmica. O elemento de isolamento é preferivelmente de desenho cilíndrico. O elemento de isolamento compreende, no interior, uma blindagem, em que a blindagem é de maneira similar de desenho cilindricamente simétrico.

[0021] Os segmentos preferivelmente têm aberturas nos mesmos pontos respectivamente, em que as aberturas servem para que o respectivo elemento de isolamento atravesse. A superfície lateral da respectiva abertura preferivelmente faz contato com a superfície lateral do elemento de isolamento.

[0022] As escovas de anel coletor são preferivelmente conectadas cada uma eletricamente ao segmento.

[0023] A energia elétrica é preferivelmente provida por uma tensão CA polifásica, em particular uma tensão CA trifásica.

[0024] A blindagem é preferivelmente formada por uma lâmina de metal. A blindagem preferivelmente serve para blindar o pino o qual é preferivelmente formado de metal. O respectivo pino serve preferivelmente, em conexão com espaçadores, para fixar a estrutura da ponte de escova.

[0025] Os segmentos são preferivelmente posicionados substancialmente em paralelo.

[0026] O isolamento dos segmentos contra transferências de cargas descontroladas é melhorado particularmente pela blindagem.

[0027] A ponte de escova descrita aqui pode ser projetada de uma maneira particularmente compacta devido ao isolamento melhorado.

[0028] Devido à invenção, grandes energias elétricas podem ser trocadas com o auxílio de uma ponte de escova de desenho compacto compreendendo um anel coletor.

[0029] Em um refinamento vantajoso da invenção, o respectivo elemento de isolamento é conectado ao respectivo segmento, em que o respectivo elemento de isolamento é guiado através de aberturas pelo menos daqueles segmentos aos quais um potencial elétrico é aplicado.

[0030] Aqui, a abertura vantajosamente compreende também um recorte em um lado do segmento o qual é adequado para receber o elemento de isolamento.

[0031] Uma ponte de escova preferivelmente compreende segmentos de transporte de corrente, que são projetados para prover uma tensão CA polifásica, e também segmentos aterrados que são conectados a um potencial constante. Os segmentos aterrados são vantajosamente posicionados nos respectivos lados externos da ponte de escova.

[0032] Os elementos de isolamento são preferivelmente presos com segmentos aterrados. A preensão pode ser realizada por uma conexão de parafuso.

[0033] Uma ponte de escova particularmente estável pode ser provida devido à construção acima descrita.

[0034] Em um refinamento adicionalmente vantajoso da invenção, o elemento de isolamento tem uma camada de isolamento externa, em que a camada de isolamento externa é provida para isolar a blindagem dos segmentos que proveem a energia elétrica.

[0035] Nesse desenho, o elemento de isolamento é construído em torno de um pino. A camada de isolamento interna é projetada como um cilindro oco. A camada de isolamento interna preferivelmente tem a blindagem em sua superfície lateral externa. A camada de isolamento externa preferivelmente serve para isolar a blindagem dos segmentos, em particular a superfície lateral da respectiva abertura do segmento. A camada de isolamento externa por conseguinte forma a superfície lateral externa do elemento de isolamento.

[0036] Um contato elétrico entre o segmento aterrado preferivelmente serve para aplicar um potencial elétrico constante à blindagem. Cargas que são induzidas na blindagem podem ser compensadas pela conexão da blindagem para terra.

[0037] Os segmentos são particularmente isolados eficazmente uns dos outros devido à construção acima descrita do elemento de isolamento.

[0038] Em um refinamento adicionalmente vantajoso da invenção, o respectivo elemento de isolamento tem um pino e uma camada de isolamento interna, em que a camada de isolamento interna é provida para isolar o pino da blindagem.

[0039] A camada de isolamento interna e também a camada de isolamento externa são preferivelmente formadas a partir de plástico. O pino é preferivelmente formado a partir de um material sólido, tal como um metal.

[0040] Devido ao isolamento do pino da blindagem por meio da camada de isolamento interna, o pino pode ser formado de metal, em que a condutividade elétrica do metal não leva a conexão elétrica dos segmentos uns aos outros.

[0041] Uma ponte de escova particularmente estável pode ser formada devido ao pino eficazmente isolado.

[0042] Em um refinamento adicionalmente vantajoso da invenção, espaçadores são posicionados entre os segmentos, em que os espaçadores têm porções em relevo.

[0043] Os espaçadores são preferivelmente projetados como cilindros ocos. As faces laterais do espaçador situam-se cada uma sobre o segmento. A superfície lateral interna preferivelmente encerra o elemento de isolamento pelo menos em regiões.

[0044] A porção com relevo é preferivelmente aplicada à superfície lateral externa do espaçador. A porção com relevo preferivelmente serve para suprimir uma corrente de fuga. A porção com relevo é preferivelmente formada em torno da superfície lateral. A porção com relevo serve para suprimir correntes de fuga.

[0045] O espaçador serve para isolamento melhorado dos segmentos uns em relação aos outros. Adicionalmente, a porção com relevo serve para proteger uma conexão eletricamente condutora por partícula eletricamente condutoras.

[0046] Em um refinamento adicionalmente vantajoso da invenção, a blindagem é conectada à terra.

[0047] A blindagem é preferivelmente conectada a um segmento o qual é conectado à terra.

[0048] Portadoras de carga induzidas podem ser vantajosamente ser dissipadas na superfície da blindagem devido à blindagem ser conectada à terra.

[0049] Em um refinamento adicionalmente vantajoso da invenção, o pino é fabricado substancialmente de um metal.

[0050] Uma conexão particulamente segura e estável dos segmentos (de isolamento) da ponte de escova é possível devido ao pino ser fabricado a partir de um metal.

[0051] Em um refinamento adicionalmente vantajoso da invenção, em cada caso pelo menos um aparelho de retenção para escovas de anel coletor é preso ao respectivo segmento, em que o aparelho de retenção é provido para conexão elétrica entre o respectivo segmento e uma escova de anel coletor.

[0052] As escovas de anel coletor são preferivelmente conectadas eletricamente ao segmento respectivamente associado. Os aparelhos de retenção são preferivelmente conectados ao segmento respectivamente associado por meio de uma conexão de parafuso. O aparelho de retenção é preferivelmente pelo menos parcialmente formado a partir de um material elétrico. O aparelho de retenção é preferivelmente pelo menos parcialmente formado a partir de alumínio, bronze, aço inoxidável, cobre ou a partir de latão.

[0053] Corrente elétrica pode ser particularmente transmitida facilmente para a respectiva escova de anel coletor no aparelho de retenção devido ao aparelho de retenção eletricamente condutor.

[0054] Em um refinamento adicionalmente vantajoso da invenção, a ponte de anel coletor é projetada para transmitir uma energia elétrica de pelo menos 100 quilowatts, em particular de pelo menos um megawatt, preferivelmente 5 megawatts.

[0055] Devido à invenção, a ponte de anel coletor é adequada para uso em tecnologia de instalação de geração de energia ou para instalações industriais poderosas, em particular para indústria pesada. Adicionalmente, a invenção pode vantajosamente ser usada para sistemas de propulsão marinhos.

[0056] Em um refinamento adicionalmente vantajoso de a invenção, a escova de anel coletor tem pelo menos quatro segmentos, em que em cada caso uma fase de uma tensão CA trifásica é aplicada a três dos segmentos e o potencial elétrico constante é aplicado a um segmento adicional.

[0057] A ponte de escova vantajosamente tem seis segmentos.

[0058] Os segmentos que são respectivamente posicionados no lado frontal e no lado traseiro preferivelmente não são conectados a um potencial elétrico que muda com o tempo.

[0059] Os segmentos que são respectivamente posicionados no lado frontal e lado traseiro da ponte de escova preferivelmente servem para estabilizar a ponte de escova e não para transmitir energia elétrica.

[0060] O segmento adicionalmente preferivelmente serve para prover uma conexão à terra para o anel coletor.

[0061] Os segmentos que são respectivamente arranjados no lado frontal e no lado traseiro da ponte de escova servem para blindar a ponte de escova na direção axial. Dos quatro segmentos que são arranjados entre os mesmos, três dos segmentos servem para transmitir uma tensão CA trifásica. O quarto segmento serve para conectar o anel coletor à terra, ou seja as escovas de anel coletor atuam sobre o anel coletor sem uma energia elétrica ser transmitida.

[0062] A transmissão de uma tensão CA trifásica e conexão do anel coletor à terra com uma construção particularmente compacta é possível devido a uma construção da escova de anel coletor com pelo menos quatro segmentos. Adicionalmente, segmentos preferivelmente servem para blindar a ponte de escova.

[0063] A unidade de anel coletor compreende pelo menos um anel coletor e uma ponte de anel coletor de acordo com a descrição precedente, em que a ponte de anel coletor é projetada para portar escovas de anel coletor, em que uma energia elétrica, em particular na forma de uma tensão CA trifásica, pode ser transmitida ao pelo menos um anel coletor com o auxílio das escovas de anel coletor.

[0064] As escovas de anel coletor, que são associadas cada uma com um segmento, preferivelmente servem para transmitir a energia elétrica de/para em cada caso uma área de contato do anel coletor. A respectiva área de contato do anel coletor é posicionada sobre a superfície lateral do anel coletor. O anel coletor é preferivelmente montado de maneira rotativa. A tensão elétrica ou a corrente elétrica a qual é provida/recebida pela respectiva escova de anel coletor é recebida/provida pela área de contato. A respectiva área de contato é preferivelmente posicionada sobre a superfície lateral do anel coletor. O anel coletor é preferivelmente associado com um rotor.

[0065] Uma aplicação vantajosa da invenção é uma máquina elétrica, em particular um gerador para uma instalação de energia eólica compreendendo uma ponte de escova como descrita aqui. A máquina elétrica é preferivelmente projetada como uma máquina elétrica separadamente excitada.

[0066] A energia elétrica, a qual é transmitida para e/ou a partir de um elemento estacionário, em particular um estator, para o rotor com o auxílio da escova de anel coletor descrita aqui pode ser transmitida de maneira particularmente confiável com o auxílio da invenção descrita aqui.

[0067] Uma aplicação adicionalmente vantajosa da invenção é uma instalação de energia eólica. A instalação de energia eólica preferivelmente tem uma ponte de escova como descrita aqui e/ou uma unidade de anel coletor como descrita aqui. Energia elétrica pode ser transmitida com o auxílio de uma ponte de escova de desenho particularmente compacto devido à invenção descrita aqui.

[0068] A invenção será descrita e explicada em mais detalhes abaixo com referência às figuras. As modalidades da invenção mostrada nas figuras são meramente exemplares. As características mostradas podem ser combinadas por um versado na técnica para formar novas modalidades da invenção.

[0069] Nas figuras: figura 1 mostra uma ponte de escova exemplar, figura 2 mostra um detalhe de uma ponte de escova exemplar, figura 3 mostra uma seção através de uma unidade de anel coletor, e figura 4 mostra uma seção através de uma ponte de escova exemplar

[0070] A figura 1 mostra uma ponte de escova exemplar. A ponte de escova compreende segmentos 1. Os segmentos 1 são arranjados espaçados e em paralelo. Os segmentos 1 são conectados por elementos de isolamento 3. Aparelhos de retenção 7 são respectivamente associados com os segmentos 1. Os aparelhos de retenção 7 servem para receber escovas de anel coletor 12 (não mostradas aqui por motivos de clareza).

[0071] Os elementos de isolamento 3 compreendem espaçadores 5, em que os espaçadores são vantajosamente de desenho cilíndrico. Uma energia elétrica é aplicada ao respectivo segmento 1 por meio de uma conexão elétrica. A energia elétrica pode ser transmitida para um anel coletor com o auxílio das escovas de anel coletor 12.

[0072] O respectivo elemento de isolamento 3 é circundado por espaçadores individuais 5. Os espaçadores 5 são posicionados cada um entre os segmentos 1 e servem para espaçar os ditos segmentos.

[0073] Uma guia de contato 14 serve para alimentar a energia elétrica ao respectivo segmento 1. A guia de contato 14 é preferivelmente inserida em um eixo de cabo 9. O eixo de cabo 9 é preferivelmente orientado paralelo em relação aos elementos de isolamento 3.

[0074] Os segmentos 1 são conectados por três elementos de isolamento 3. Os segmentos 1 são preferivelmente produzidos a partir de uma chapa de metal. Os segmentos 1 têm uma espessura de aproximadamente 2 a 8 milímetros. Os segmentos 1 são projetados substancialmente na forma de um segmento anular. Aqui, o respectivo lado do segmento 1 pode formar um ângulo de entre 150 graus e 220 graus.

[0075] Três dos segmentos 1 servem para transmitir em cada caso uma fase de uma tensão CA trifásica. Um quarto segmento 1 preferivelmente serve para prover um potencial elétrico constante (terra) para um anel coletor 11.

[0076] O respectivo eixo de cabo 9 serve para guiar a guia de contato 14. Aqui, a guia de contato 14 é entendida para ser a alimentação dos contatos elétricos.

[0077] A figura 2 mostra um detalhe de uma ponte de escova exemplar. O elemento de isolamento 3 compreende um pino 31. O pino 31 é preferivelmente formado a partir de um metal de alta resistência e baixo peso, por exemplo alumínio ou aço inoxidável. O pino 31 é circundado por uma camada de isolamento interna 32. A camada de isolamento interna 32 é preferivelmente projetada como um tubo plástico. A camada de isolamento interna 32 serve como uma base para a blindagem 33. A blindagem 33 é preferivelmente projetada como uma lâmina de metal, em particular como uma lâmina de alumínio ou como uma lâmina de cobre. A blindagem 33 cobre a superfície lateral externa da camada de isolamento interna 32 pelo menos em regiões. A blindagem 33 está englobada por uma camada de isolamento externa 34.

[0078] A camada de isolamento externa 34 é preferivelmente projetada como um tubo plástico. A camada de isolamento externa 34 conduz através da respectiva abertura dos segmentos 1. Os segmentos 1 são preferivelmente projetados como placas de metal. Espaçadores 5 são posicionados em torno da camada de isolamento externa 34 a fim de espaçar os segmentos 1 uns dos outros. Os espaçadores 5 têm cada um porções em relevo 5a. As porções em relevo 5a servem para reduzir correntes de fuga. Os segmentos 1 são isolados uns dos outros de uma maneira melhorada devido ao espaçadores 5.

[0079] Aqui, a blindagem 33 é conectada a um potencial elétrico constante. A blindagem 33 é preferivelmente conectada à terra. A conexão à terra é preferivelmente feita por um contato elétrico 34a da blindagem 33 com um segmento aterrado 1.

[0080] A figura 3 mostra uma seção através de uma unidade de anel coletor. A unidade de anel coletor compreende um anel coletor 11 e a ponte de escova. A ponte de escova tem quatro segmentos 1, em que três dos segmentos 1 são projetados para prover uma tensão CA trifásica. Aqui, o respectivo segmento serve para prover uma fase K, L, M. Um quarto segmento (aterrado) 1 é conectado ao potencial terra. O respectivo segmento 1 é conectado eletricamente a uma escova de anel coletor 12 com o auxílio de um aparelho de retenção 7. A escova de anel coletor 12 provê a respectiva fase K, L, M da tensão CA trifásica ao anel coletor 11. Um segmento adicional 1 provê o potencial elétrico constante (potencial terra) para o anel coletor 11 por meio de uma escova de anel coletor 12. O anel coletor 11 é montado de maneira rotativa e recebe a tensão CA trifásica e também potencial terra.

[0081] A figura 4 mostra uma seção através de uma ponte de escova exemplar. A ponte de escova compreende quatro segmentos 1, em que os segmentos são projetados para prover a tensão CA trifásica e o potencial elétrico constante.

[0082] O respectivo segmento 1 é fabricado a partir de um material eletricamente condutor, por exemplo aço inoxidável, bronze, cobre ou alumínio.

[0083] O respectivo segmento 1 compreende aberturas para que os elementos de isolamento 3 atravessem. As aberturas dos segmentos 1 têm um diâmetro o qual é projetado para ser tão grande que uma camada de isolamento externa 34 pode ser passada através delas.

[0084] Aparelhos de retenção 7 são respectivamente presos ao respectivo segmento 1. Os aparelhos de retenção 7 servem para receber escovas de anel coletor 12 em cada caso. O respectivo segmento 1 é conectado a uma guia de contato 14, aqui posicionada em um eixo de cabo 9. A guia de contato 14 serve para prover a respectiva fase K, L, M da tensão CA trifásica e portanto para prover a energia elétrica.

[0085] Os segmentos 1 são conectados por um elemento de isolamento 3 de forma que eles são espaçados uns dos outros. O elemento de isolamento 3 compreende, em seu centro, um pino 31. O pino 31 tem uma rosca em uma extremidade, de forma que o pino 31 pode ser preso com um segmento (não transportando corrente) 1. O segmento 1, o qual é conectado ao pino 31 pela conexão de parafuso, não serve para prover uma energia elétrica, mas em vez disso em particular para prover estabilidade melhorada da ponte de escova. Uma camada de isolamento interna 32 é arranjada em torno da superfície lateral do pino 31. A camada de isolamento interna 32 serve para isolar o pino 31 em relação aos segmentos 1 que são providos para prover a energia elétrica.

[0086] A camada de isolamento interna 32 é projetada como uma portadora para a blindagem 33. A blindagem 33 é preferivelmente arranjada, como uma camada de metal, entre a camada de isolamento interna 32 e a camada de isolamento externa 34.

[0087] A camada de isolamento externa 34 é posicionada entre a abertura do respectivo segmento 1 e a blindagem 33. A camada de isolamento externa 34 serve para isolar a blindagem 33 do respectivo segmento 1.

[0088] Espaçadores 5 são preferivelmente posicionados em torno da camada de isolamento externa 34 e em cada caso entre os segmentos 1. Os espaçadores 5 servem para prover isolamento melhorado dos segmentos 1 uns dos outros. Além disso, os espaçadores 5 servem para prover estabilidade melhorada dos segmentos 1 na ponte de escova. Aqui, os segmentos 1 atuam nas faces laterais do respectivo espaçador 5.

[0089] A blindagem é conectada eletricamente ao segmento aterrado 1 por um contato elétrico 34a. O segmento aterrado 1 tem um potencial elétrico constante. A camada de isolamento externa 34 é preferivelmente interrompida pelo menos em regiões na região do contato elétrico 34a.

[0090] A interrupção da camada de isolamento externa 34 serve para realizar contato elétrico entre o segmento 1 e a blindagem 33.

[0091] Em resumo, a invenção refere-se a uma ponte de escova e a uma unidade de anel coletor e também a uma máquina elétrica e uma instalação de energia eólica compreendendo uma ponte de escova desse tipo em cada caso. A ponte de escova compreende segmentos 1 que são preferivelmente projetados como placas de metal que são conformadas na forma de um segmento anular. Os segmentos servem para prover e para prender escovas de anel coletor 12 que são posicionadas cada uma em aparelhos de retenção 7. Os segmentos 1 são conectados uns aos outros em paralelo por elementos de isolamento 3. Os segmentos de isolamento 3 têm uma blindagem 33 em seu interior, em que a blindagem 33 é isolada em relação aos segmentos 1. A blindagem 33 é conectada a um potencial elétrico constante. O isolamento dos segmentos 33 uns dos outros para prevenir troca de cargas descontrolada pode ser melhorado com o auxílio da blindagem 33. A fim de melhorar adicionalmente o isolamento, espaçadores 5 são posicionados entre os segmentos 1, em que os espaçadores 5 são preferivelmente arranjados em torno dos segmentos de isolamento 3 e preferivelmente têm porções em relevo 5a para estender a distância de fuga.

Claims

1. Ponte de anel coletor, em particular para uso em uma instalação de energia eólica, tendo pelo menos dois segmentos (1) e pelo menos um elemento de isolamento (3), em que pelo menos alguns dos segmentos (1) são projetados para prover energia elétrica, em particular com o auxílio de escovas de anel coletor (12), em que o elemento de isolamento (3) é projetado para isolar os segmentos (1) e para espaçar os segmentos, caracterizada pelo fato de que o respectivo elemento de isolamento (3) compreende uma blindagem (33), e em que a blindagem (33) é arranjada no interior do respectivo elemento de isolamento (3), e em que a blindagem é conectada a um potencial elétrico constante.

2. Ponte de anel coletor de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o respectivo elemento de isolamento (3) é conectado ao respectivo segmento (1), em que o respectivo elemento de isolamento (3) é guiado através de aberturas pelo menos daqueles segmentos (1) aos quais um potencial elétrico é aplicado.

3. Ponte de anel coletor de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o elemento de isolamento (3) tem uma camada de isolamento externa (34), em que a camada de isolamento externa (34) é provida para isolar a blindagem (33) dos segmentos (1) os quais proveem a energia elétrica.

4. Ponte de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o respectivo elemento de isolamento (3) tem um pino (31) e uma camada de isolamento interna (32), em que a camada de isolamento interna (32) é provida para isolar o pino (31) da blindagem (33).

5. Ponte de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que espaçadores (5) são posicionados entre os segmentos (1) e os espaçadores (5) têm porções em relevo (5a).

6. Ponte de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a blindagem (33) é conectada à terra.

7. Ponte de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o pino (31) é fabricado substancialmente a partir de um metal.

8. Ponte de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que em cada caso pelo menos um aparelho de retenção (7) para escovas de anel coletor (8) é preso ao respectivo segmento (1), em que o aparelho de retenção (7) é provido para conexão elétrica entre o respectivo segmento (1) e uma escova de anel coletor (12).

9. Ponte de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a ponte de anel coletor é projetada para transmitir uma energia elétrica de pelo menos 100 quilowatts, em particular de pelo menos um megawatt, preferivelmente 5 megawatts.

10. Ponte de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que tem pelo menos quatro segmentos, em que em cada caso uma fase (K, L, M) de uma tensão CA trifásica é aplicada a três dos segmentos (1) e o potencial elétrico constante é aplicado a um segmento adicional.

11. Unidade de anel coletor, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um anel coletor (21) e uma ponte de anel coletor como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que a ponte de anel coletor é projetada para portar escovas de anel coletor (12), em que uma energia elétrica, em particular na forma de uma tensão CA trifásica, pode ser transmitida ao pelo menos um anel coletor (21) com o auxílio das escovas de anel coletor (12).

12. Máquina elétrica, em particular um gerador para uma instalação de energia eólica, caracterizada pelo fato de que tem uma ponte de anel coletor como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

13. Instalação de energia eólica, caracterizada pelo fato de que tem uma ponte de anel coletor como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, uma unidade de anel coletor como definida na reivindicação 11 ou uma máquina elétrica como definida na reivindicação 12.