CN102262817A - 输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于将电流和/或信号从设备、特别是风力发电机设备用的固定的结构部件输送到转动的结构部件的输送装置。在这种情况中所述输送装置具有用于输送电流和/或信号的集电环输送单元，其中，按照与集电环输送单元的固定的空间关系设置了用于信号传输的无线电输送路段。

Description

输送装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于将电流和/或信号从设备的固定的结构部件输送到转动的结构部件的输送装置。 

背景技术

现有技术已足够地公开了这种类型的输送装置，该输送装置用于把电能和电信号从固定的接触装置输送到发电机或者电动机的转子或者转动着的轴上。特别是在风力发电机设备中例如为了调节转子叶片，通过转动的转子轴来传输大量彼此独立的电信号。将集电环输送单元用作输送装置。在轴的圆筒形的圆周表面上彼此相邻地设置多个彼此分开的集电环。在这种情况中，各集电环与构成为电刷的滑动触头进行电连接和机械连接。集电环的一部分和所属的滑动触头一起用于输送电流，集电环的另一部分用于传输信号。 

这个方案的缺点是，集电环和触动触头之间的机械接触易受干扰，并且在有故障时不再输送电流或者传输信号。 

发明内容

与之相比，本发明的任务是，提供一种用于将电流和/或信号从设备用的固定的结构部件输送到转动的结构部件的输送装置，且这种输送装置保证电流和/或信号输送的高度可靠性。 

这个任务通过具有权利要求1特征的输送装置得以完成。 

根据本发明，用于将电流和/或信号从设备用的固定的结构部件输送到转动的结构部件的输送装置具有用于输送电流的集电环输送单元。这种输送装置特别是用于风力发电机设备。附加地这种输送装置还具有用于传输信号的无线电输送路段（Funkstrecke），这个无线电输送路段按照与集电环输送单元成固定的空间关系进行设置。 

这个方案具有下述优点，即与用于传输信号的集电环输送单元相比这种无线电路段不易受到干扰，因此在传输信号时有更高的安全性。此外，通过在无线电输送路段和集电环输送单元之间的这种空间上的固定关系提供这样一种无线电输送路段，即这个输送路段具有基本上恒定的特性。当无线电输送路段相对于集电环输送单元不成固定的空间关系时，由于无线电输送路段和集电环输送单元彼此间相对位置的变化，以及与此有关的信号传输的边界条件的变化，就会干扰信号的传输。 

在这种情况中，无线电输送路段相对于集电环输送单元是如此有利地设置的，即这个无线电输送路段具有基本恒定的特性，例如无线电信号的阻尼和反射。通过这一措施进一步地改进了信号的传输。这样，这个无线电信号输送路段相对于集电环输送单元是如此设置的，即例如在风力发电机设备中使用时无线电输送路段的特性基本保持不变，和/或无线电输送路段的无线电信号基本不受干扰，或者受干扰较少。 

若无线电输送路段设置在集电环输送单元的集电环的纵向轴线上，或者在它的附近，并且作为空心筒的轴而延伸，则证明是有利的。 

在这种情况中，无线电输送路段可穿过由空心筒构成的内腔室延伸，其中，这个空心筒可用作这个无线电输送路段的一种保护罩。 

所述无线电输送路段优选地由两个发射－和接收单元形成。 

在本发明的另一方案中设置两个集电环输送单元，通过这一措施当一个单元发生故障时另一单元作为备用，以保证安全。 

有利的是，各集电环输送单元分别具有多个沿空心筒的纵向轴线彼此错位地设置的集电环。在这种情况中，各集电环可与滑动触头机械接触，以输送电流/能源。 

优选的是，至少一个集电环输送单元的集电环和滑动触头之间的间距是可以调节的，通过这一措施例如只有当另一集电环输送单元有故障时才使用这个集电环输送单元。 

电机械的促动器可简单地用于调节这种间距。 

为了将发射－和接收单元与例如数据处理或测量装置连接起来，这些单元分别具有总线系统接头，和/或网络系统接头，和/或模拟接头。 

为了例当发射和接收单元的电流供应中断时能继续使用这些单元，这些单元分别具有蓄能器。在这种情况中这种蓄能器可以是蓄电池，或者是法拉电容。 

优选的是，第一监控装置与滑动触头进行电连接，并且第二监控装置与集电环进行电连接，以测量电压和/或电流，和/或监控电压。 

在这种情况中，这些监控装置通过发射和接收单元交换电源的特征参数，以监控电源的稳定性。特别是在这些监控装置中测量电源电压并且探测电压干扰。 

为了进一步提高安全性，特别是通过电保护装置可接通和断开至少一个集电环输送单元的供应电源。 

有利的是，在两个集电环输送单元之间、特别是在滑动触头之间设置隔板，以避免磨损，或者避免使材料从一个集电环输送单元剥离到另一个例如不使用的集电环输送单元上，并且弄脏这个单元，或者损害它。 

优选的是，这个输送装置设置在风力发电机设备中的固定的舱（Gondel）和转子之间。 

本发明的其它有利的改进方案是其它的从属权利要求的主题。 

下面借助一个唯一的附图对本发明的一个优选的实施例进行更加详细的说明。 

附图说明

这个附图简单地示出了根据一个实施例的输送装置。 

具体实施方式

在这个唯一的附图中在简要的示意性图纸里示出了根据一种实施例的输送装置1。该输送装置具有两个用于输送电流/提供能源的集电环输送单元2，4，一用于将信号从一种设备、特别是风力发电机设备的固定的结构部件传输到转动的结构部件的无线电输送路段（Funkstrecke）6。在这种情况中，所述固定的结构部件是固定的舱（Gondel）8，并且所述的转动的结构部件是风力发电机设备的转子10。 

集电环输送单元2和4具有分别设置在轴12上的集电环14至24，其中，所述轴12通过滚动轴承13支承在舱8中。集电环14至24在轴12的外壳表面上在它的纵向方向上轴向彼此有间距地设置。这个轴12设计为具有大体为圆筒横截面的空心筒。在图中左边的三个集电环14、16、18配属于集电环输送单元2，在图中右边的三个集电环20、22、24配属于集电环输送单元4。相应的集电环14至24与设计为电刷的滑动触头26至36分别作用连接。在这种情况中，图中左边的滑动触头26至30与左边的集电环14至18机械连接，而右边的三个滑动触头32至36与右边的三个集电环20至24有间距地设置。滑动触头26至36通过供电装置38、40、42实现电接触。滑动触头26、32和供电装置38，滑动触头28、34和供电装置40，滑动触头30、36和供电装置42分别通过保护装置或者转换开关进行连接（这些保护装置/转换开关在附图中未示出）。集电环14至24的供电装置在图中未示出。 

集电环输送单元2的滑动触头26、28、30以及集电环输送单元4的滑动触头32、34、36分别通过电机械的促动器44或46相对于各所配属的集电环14至24是如此地可移动的，即可产生机械的、并且因此电的接触，或者能中断机械的、并且因此电的接触。例如当给集电环输送单元2输送电流出现干扰时，为了继续输送电流可使用另一集电环输送单元4。为此，就通过促动器46减小这些元件之间的间距，使滑动触头32至36与集电环20至24处于机械和电的接触之中，其做法是，这个促动器46径向地相对于轴12移动所述滑动触头32至36。相反地，通过作动器44可中断左边的集电环14至18与集电环输送单元2的滑动触头26至30的机械的和电的接触，其做法是，这促动器44使滑动触头26至30径向地移动离开轴12。这样，当集电环输送单元2或者4受到干扰时，可分别使用另一无干扰的集电环输送单元2或4，这样就保证了转子10和舱8之间的无中断的电流供给。为了减少根据现有技术的输送装置中的干扰，特别是为了对于所述集电环输送单元进行检查，经常短时间间隔地进行维修。通过根据本发明的附加的集电环输送单元2或者4可延长维修间隔期。 

为了使集电环输送单元2或者4的磨损和材料的剥离不致于造成对另一集电环输送单元2或4的干扰，设置了隔板48。这个隔板设置在两个集电环输送单元2、4之间。在这种情况中这个隔板基本在集电环输送单元2或者4的彼此相邻的滑动触头30和32之间延伸。 

在风力发电机设备中需要在舱8和转子10之间传输控制信号和测量信号，为的是例如控制转子的转子叶片的姿态并测量它们的位置。在这种情况中通过集电环输送单元2或者4给用于改变转子叶片位置的装置提供电流。无线电路段6用于传输电信号，例如控制信号和测量信号。这个无线电路段设置在两个发射单元和接收单元50、52之间。在图的右侧的单元50在这种情况中与舱8抗扭转地连接，并且在图的左侧的单元52与转子10抗扭转地连接。其中，这两个单元50、52是如此设置的，即所述无线电传输路段6基本上穿过空心筒形的轴12的内腔室54延伸。单元50或者52的发射天线和接收天线56和58大体设置在轴12的旋转轴线的区域中。通过单元50、52和集电环输送单元2、4之间的这种固定的空间关系，使这个无线电输送路段6的空间布设基本保持不变，这导致无线电安全可靠的传输。 

为了使对于无线电输送路段6的外部影响和干扰最小化，并且为了能最佳地传输无线电信号，可实施集电环输送单元2、4连同轴12一起的一些有利的方案。在这种情况中，集电环输送单元2、4是如此设计的，即为所选择的传输频率设计最佳的无线电输送路段。在这种情况中规定，相应地与轴12的内腔室54的内直径相适配，并且给轴12的内表面铺设有助于无线电信号的反射和阻尼的材料。此外，轴12还形成一种保护壳体，以保护无线电输送路信号输送路段6免受外部影响和干扰。 

发射和接收单元50、52具有不同的连接途径，以便连接控制装置和测量装置或者数据处理装置。在这种情况中各单元50、52具有总线系统接头60、网络系统接头62，和/或模拟接头64。为了即使在中断了给这些单元50、52提供电流的情况下也能保证在单元50、52之间的信号传输，这些单元分别具有蓄电池或者法拉电容（Supercap）。通过无线电信号输送路段6，按照多路传输方法传输这些信号。 

分别使一监控装置66或者68与所述发射和接收装置50和52连接。在图中右边的监控装置66通过电测量导线70、72和74与相应的供电装置38、40及42进行电连接，而在图中左边的监控装置68通过电测量导线76、78和80与轮毂的供电网进行电连接。在这种情况中，监控装置66监控输送电流导线38至42的电压，监控装置68监控轮毂的电网中的电压。与发射单元和接收单元50和52相连接的监控装置66或者68通过该发射单元和接收单元50和52在无线电信号输送路段6上交换有关电源稳定性的特性参数。在这种情况中特别是测量电源电压并且探测电压干扰。例如当转子侧的监控装置68识别出电压干扰，而这个电压干扰在舱一侧未被监控装置66测量出时，则这表明在集电环14至18和滑动触头26至30之间有干扰。为了保证转子10的电流供应，在这种情况中激活第二集电环输送单元4，其做法是如上面已提到的通过促动器46电并且机械地激活集电环20至24和滑动触头30至36。相反地可使集电环输送单元2去除激活，其做法是通过促动器44使集电环14至16和滑动触头26至30电并且机械地彼此分开。 

通过促动器44、46来产生或者中断集电环输送单元2、4的电和机械的接触，附加于这种方案或者代替这种方案，也可在舱一侧、和/或在转子一侧接通和断开所述集电环输送单元2、4。为此，分别设置电子保护装置。这种做法的好处是，当集电环输送单元2、4短路时该集电环输送单元可无电压地接通，这样就使得风力发电机设备能继续运行。 

可以设想，输送装置1只有一集电环输送单元2或者4，这样就降低了装置技术费用。然而在这种情况中，就不再可能有多余的电源，这样，当集电环输送单元有干扰时在舱8和转子10之间的供电就中断了。此外，也可以设想，将一个或者两个集电环输送单元2、4附加地用于信号传输。 

本发明公开了一种用于一种装置、特别是风力发电机设备的将电流和/或信号从固定的结构部件输送到旋转的结构部件的输送装置。在此情况中，输送装置具有用于输送电流和/或传输信号的集电环输送单元，其中，用于传输信号的无线电信号输送路段按照与集电环输送单元固定的空间关系进行设置。通过这一措施可易于设计这个无线电路段，因为根据几何设计通过基本保持不变的空间布局可易于估计集电环输送单元和无线电输送路段之间的边界条件以及集电环输送单元对无线电输送路段的影响。 

附图标记表 

1             输送装置

2、4       集电环输送单元

6             无线电输送路段

8             舱

10           转子

12           轴

13           滚动轴承

14、16、18、20、22、24      集电环

26、28、30、32、34、36      滑动触头

38、40、42 供电装置

44、46   促动器

48           隔板

50、52   发射单元和接收单元

54           内腔室

56、58   天线

60           总线系统接头

62           网络系统接头

64           模拟接头

66、68   监控装置

70、72、74、76、78、80         测量导线。

Claims (15)

1.用于将电流和/或信号从设备、特别是风力发电机设备用的固定的结构部件输送到转动的结构部件（8、10）的输送装置，具有用于输送电流和/或信号的集电环输送单元（2、4），其特征在于，按照与集电环输送单元（2、4）的固定空间关系来设置用于信号传输的无线电输送路段。

2.按照权利要求1所述的输送装置，其中，如此方式地设置无线电输送路段（6），即该无线电输送路段具有恒定的特性。

3.按照权利要求1或2所述的输送装置，共中，无线电输送路段（6）设置在集电环输送单元（2、4）的集电环（14至24）的纵向轴上或者在其附近，并且作为空心筒形的轴（12）延伸。

4.按照权利要求3所述的输送装置，其中，无线电输送路段（6）基本上穿过由空心筒限定的内腔室（54）延伸。

5.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置，其中，无线电输送路段（6）在发射和接收单元（50、52）之间延伸。

6.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置，其中，设置两个集电环输送单元（2、4）。

7.按照权利要求6所述中输送装置，其中，各集电环输送单元（2、4）分别具有多个沿着轴（12）的纵向轴线彼此错位设置的集电环（14至24），其中，集电环（14至24）分别和滑动触头（26至36）共同作用，以输送电流和/或传输信号。

8.按照权利要求7所述中输送装置，其中，至少一个集电环输送单元（2、4）的集电环（14至24）和滑动触头（26至36）之间的距离是可调节的。

9.按照权利要求8所述中输送装置，其中，为了调节所述间距，设置电机械的促动器（44、46）。

10.按照权利要求5至9中任一项所述的输送装置，其中，发射和接收单元（50、52）分别具有总线系统接头（60）和/或网络系统接头（63）和/或模拟接头（64）。

11.按照权利要求5至10中任一项所述的输送装置，其中，发射和接收单元（50、52）分别具有蓄能器，特别是蓄电池或者法拉电容。

12.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置，其中，第一监控装置（68）监控旋转的结构部件一侧的集电环输送单元（2、4）的电压和/或电流，第二监控单元（66）监控固定的结构部件一侧的集电环输送单元（2、4）的电压和/或电流。

13.按照权利要求12所述的输送装置，其中，第一监控装置（68）与配属于转动的结构部件的发射和接收单元（52）进行电连接，并且第二监控装置（66）与配属于固定的结构部件的发射和接收单元（50）进行电连接，以传输测量数值。

14.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置，其中，至少一个集电环输送单元（2、4）的电源特别是能够通过电子保护装置接通和断开。

15.按照权利要求6至14中任一项所述的输送装置，其中，在集电环输送单元（2、4）的相邻的滑动触头（30、32）和集电环（18、20）之间设置隔板（48）。