CN102082380B

CN102082380B - 一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架及制造工艺

Info

Publication number: CN102082380B
Application number: CN 201010568724
Authority: CN
Inventors: 钟雨歆; 张华敏; 夏淮林
Original assignee: Shanghai Yiling Mechanical & Electrical Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Yiling Mechanical & Electrical Technology Co Ltd
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: CN102082380A

Abstract

本发明涉及风力发电机领域，具体地说是一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架及制造工艺，其特征在于刷架为金属扇形件，其金属杆表面设有一层玻璃纤维树脂化合物；集电环为金属圆形件，其轴套筒表面设有一层玻璃纤维树脂化合物，所述的集电环与金属环套嵌在一起，集电环外圆上设有刷架，所述的环氧树脂化合物按质量分数比配比如下：云母粉5-30、甲基四氢苯酐50-90、增韧剂3-35、促进剂0.1-15和无碱玻璃纤维缠绕构成，本发明具有耐化学性强、绝缘、抗压、耐温，防水；环氧玻璃纤维树脂化合物与集电环和刷架之间的粘合强度高；产品性能稳定，使用寿命长，能适应各种不同环境；安装便捷，成本低的优点。

Description

一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架及制造工艺

[技术领域]

本发明涉及风力发电机领域，具体地说是一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架及制造工艺。

[背景技术]

伴随着全球环境的逐渐恶劣，环保节能已经被提上了人类发展的议程，相比于传统发电工艺，风力发电机以其清洁可再生被广泛得使用。由于工作环境是在户外，风力发电机需要抵抗各种恶劣的天气情况，因此作为风力发电机重要部分的集电环和刷架的可靠性相当重要。目前市场上的集电环和刷架装置常采用将环氧树脂涂抹于塑料纸制成半成品后缠绕到集电环轴套筒上和刷架金属杆表面的工艺，成本高，性能不稳定，且使用寿命短。

[发明内容]

本发明的目的是发明一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架及制造工艺，使本发明所生产的集电环和刷架性能稳定，能适应各种恶劣天气，保证散热、使用期限长。

为达到上述目的，设计一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架，其特征在于刷架为金属扇形件，其金属杆表面设有一层玻璃纤维树脂化合物；集电环为金属圆形件，其轴套筒表面设有一层玻璃纤维树脂化合物，所述的集电环与金属环套嵌在一起，集电环外圆上设有刷架，所述的环氧树脂化合物按质量分数比配比如下：云母粉5-30、甲基四氢苯酐50-90、增韧剂3-35、促进剂0.1-15和无碱玻璃纤维缠绕构成。

所述刷架上的电刷金属杆和集电环轴套筒表面设有一层玻璃纤维树脂化合物。

所述的增韧剂采用的是苯甲醇或邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。所述的促进剂采用的是五甲基二丙烯三胺。

一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架的制造工艺，该工艺包括以下步骤：首先将集电环的轴套筒和刷架金属杆件表面滚花，进行清洗干净；然后将按所述配方要求配制的环氧玻璃纤维树脂化合物胶液注入浸胶槽，并要浸没压线棒；将金属件装至车床上，开动机床，以30-60度角度开始缠绕浸没过的纤维，过程中保证张力均匀；再进行烘烤；将烘烤完的产品，进行车切，达到所需尺寸。

所述的集电环由集电环与金属环套嵌在一起，该工艺包括以下步骤：将集电环放置于工装上后，将金属环加热使金属环膨胀，加热温度为180-220℃，快速地将金属环套入集电环，经过冷却后集电环与金属环过盈配合。

所述金属环采用机床加工车成矩形螺纹。

所述环氧玻璃纤维树脂化合物直接缠绕到风电的集电环和刷架的A/D表面，层间粘合强度大于300MPa；吸水率小于0.04％；绝缘强度大于10KV/mm；抗压强度在轴向大于190MPa；耐温大于155度；密度为1.7-2.0g/cm³；纤维含量(重量比)为55～85％。

本发明同现有技术相比具有以下优点，耐化学性强、绝缘、抗压、耐温，防水；环氧玻璃纤维树脂化合物与集电环和刷架之间的粘合强度高；产品性能稳定，使用寿命长，能适应各种不同环境；安装便捷，成本低。

[附图说明]

图1为本发明风力发电机集电环和刷架总装图；

图2为本发明风力发电机集电环总装图；

图3为本发明风力发电机刷架总装图；

图4为本发明风力发电机集电环和刷架绝缘部分制造工艺图。

[具体实施方式]

结合附图，对本发明做进一步说明。

按照以下质量份数比配比环氧玻璃纤维树脂化合物：环氧树脂100，甲基四氢苯酐50-90，增韧剂3-35，促进剂0.1-15，云母粉5-30，以及无碱玻璃纤维缠绕构成环氧玻璃纤维树脂化合物。

参照图4，环氧玻璃纤维树脂化合物配比完成后，按照以下步骤进行加工：将集电环和刷架金属件表面滚花，清洗干净；配制的环氧玻璃纤维树脂化合物胶液注入浸胶槽，要浸没压线棒；将金属件装至车床上，开动机床，以30-60度角度开始缠绕浸没过的纤维，过程中保证张力均匀；烘烤；将烘烤完的产品，进行车切，达到所需尺寸。

采用玻璃纤维树脂化合物直接包覆于金属上的工艺，在整个包覆过程过达到缠绕均匀的效果，粘合强度大于300MPa，防水耐腐蚀，绝缘强度大于10KV/mm，抗压强度在轴向大于190MPa，耐温度大于155℃，密度为1.7-2.0g/cm³，重量比为55～85％。

除上述绝缘制造工艺外的，其他创新工艺.A/B 2项，配套整个刷架和集电环的生产

A将金属环表面车成矩形螺纹，与磨切均匀的石墨接触贴合，保证电流的流量，并可以保护金属环表面，增加表面积便于散热。

B参照图1、图2和图3，将环氧玻璃纤维树脂化合物包覆于金属上之后，将集电环G放置于工装上；将金属环加热，使其膨胀(金属温度180-220℃)；快速套入后冷却。

利用热胀冷缩原理将集电环与金属环装配，可以达到几乎同步胀同步缩的技术效果，在实际使用中适应性更强。

Claims

1.一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架的组件，其特征在于刷架为金属扇形件，其金属杆表面设有一层环氧玻璃纤维树脂组合物；集电环为金属圆形件，其轴套筒表面设有一层环氧玻璃纤维树脂组合物，所述的集电环与一金属环套嵌在一起，集电环外圆上设有刷架，所述的环氧玻璃纤维树脂组合物按质量份数配比如下：环氧树脂100、云母粉5-30、甲基四氢苯酐50-90、增韧剂3-35、促进剂0.1-15和无碱玻璃纤维，所述的无碱玻璃纤维含量占环氧玻璃纤维树脂组合物总量的55~85%。

2.如权利要求1所述的一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架的组件，其特征在于所述的增韧剂采用的是苯甲醇或邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。

3.如权利要求1所述的一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架的组件，其特征在于所述的促进剂采用的是五甲基二丙烯三胺。

4.一种如权利要求1所述风力发电机电刷系统的集电环和刷架的组件的制造工艺，该工艺包括以下步骤：首先将集电环的轴套筒和刷架金属杆件表面滚花，进行清洗干净；然后将按所述配比要求配制的环氧玻璃纤维树脂组合物胶液注入浸胶槽，并要浸没压线棒；将轴套筒和刷架金属杆件装至车床上，开动机床，以30-60度角度开始缠绕浸没过的纤维，过程中保证张力均匀；再进行烘烤；将烘烤完的产品，进行车切，达到所需尺寸。

5.如权利要求4所述的一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架的组件的制造工艺，其特征在于所述的集电环与金属环套嵌在一起，该工艺包括以下步骤：将集电环放置于工装上后，将金属环加热使金属环膨胀，加热温度为180-220℃，快速地将金属环套入集电环，经过冷却后集电环与金属环过盈配合。

6.如权利要求5所述的一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架的组件的制造工艺，其特征在于所述金属环采用机床加工车成矩形螺纹。

7.如权利要求4所述的一种风力发电机电刷系统的集电环和刷架的组件的制造工艺，其特征在于环氧玻璃纤维树脂组合物直接缠绕到集电环和刷架的A/D表面，层间粘合强度大于300MPa；吸水率小于0.04%；绝缘强度大于10KV/mm；抗压强度在轴向大于190MPa；耐温大于155度；密度为1.7-2.0g/cm³；纤维含量（重量比）为55~85%。