CN103614589B - 一种用于风电机组发电机集电环环面材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于风电机组发电机集电环环面材料，其包括以下重量百分比的组分，铜81.5%，镍1.5%，锌6%，铅7%，锡4%。该材料制备的集电环环面金相组织分布均匀，均匀的金相组织有利于集电环与碳刷相对运动时集电环环面及碳刷温升形成良好的润滑膜，从而保持正常的滑动接触状态。由于该组成成分制备的环面材料与碳刷间的研磨作用使润滑膜薄而均匀完整，摩擦系数稳定在一个较低的值上，有效降低了摩擦系数。

Description

一种用于风电机组发电机集电环环面材料

技术领域

本发明涉及一种用于集电环环面材料，具体涉及一种用于风电机组发电机集电环环面材料。

背景技术

目前，由于歌美飒G58风电机组发电机集电环环面材质与碳刷材质不匹配，导致集电环接地相磨损严重。另外，集电环环面存在的凸台，且集电环环面材质与碳刷材质不匹配，磨损后使碳粉堆积，风机振动时不断堆积的碳粉易脱落至集电环环面间，造成相间短路，从而引起集电环烧损。

同发风电场G58-850风电机组CANTAREY发电机集电环制造直径320mm，每个集电环对应9个含铜量50%的金属石墨相间碳刷与1个含铜量67%的金属石墨接地碳刷，相间与接地相碳刷尺寸均为20mm×40mm×42mm，每个碳刷额定电流密度18A/cm2，相间线速度40m/s、接地相线速度35m/s，更换周期均为8-12个月，碳刷架弹簧压力均为2.2N/cm　±10%。集电环通过环面与碳刷的滑动摩擦接触实现电能传递的功能，环面磨损深度超2mm后，将严重影响机组稳定运行。

因此，发电机集电环磨损过快主要在于环面金属材料与碳刷之间摩擦系数过大，引起集电环环面磨损严重的主要原因。另外，集电环环面温度过高及放电点蚀使其氧化膜受到破坏，集电环环面氧化膜破坏后磨损速度将极具增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于风电机组发电机集电环环面材料，其可以克服发电机集电环环面金属材料与碳刷之间摩擦系数过大，引起集电环环面磨损严重，且磨损后导致碳粉堆积，风机振动时不断堆积的碳粉易脱落至集电环环面间，造成相间短路，从而引起集电环烧损的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于风电机组发电机集电环环面材料，其包括以下重量百分比的组分，铜81.5%，镍1.5%，锌6%，铅7%，锡4%。

本发明的有益效果是：该材料制备的集电环环面金相组织分布均匀，均匀的金相组织使集电环与碳刷相对运动时集电环环面及碳刷温升形成良好的润滑膜，从而保持正常的滑动接触状态。由于该组成成分制备的环面材料与碳刷间的研磨作用使润滑膜薄而均匀完整，摩擦系数稳定在一个较低的值上，有效降低了摩擦系数。

本发明还提供一种风电机组发电机集电环，所述集电环环面由上述的所述一种用于风电机组发电机集电环环面材料制备而成。

附图说明

图1为本发明一种用于风电机组发电机集电环环面材料金相组织图；

图2为现有技术中用于风电机组发电机集电环环面材料金相组织图；

图3为本发明一种用于风电机组发电机集电环环面材料制备的集电环环面摩擦系数变化示意图；

图4为现有技术中用于风电机组发电机集电环环面材料制备的集电环环面摩擦系数变化示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

一种用于风电机组发电机集电环环面材料，其包括以下重量百分比的组分，铜81.5g，镍1.5g，锌6g，铅7g，锡4g。该组分构成的合金材料可通过常规的方法制备得到。

图1所示一种用于风电机组发电机集电环环面材料制备的集电环环面与图2所示现有技术中的集电环环面相比，其金相组织分布均匀，均匀的金相组织使集电环与碳刷相对运动时集电环环面及碳刷温升形成良好的润滑膜，从而保持正常的滑动接触状态。

本发明集电环环面材料制备的集电环，其性能测定参数如下表1。

表1：本发明一种用于风电机组发电机集电环环面材料制备的集电环环面测定参数如下：

本发明一种用于风电机组发电机集电环环面材料制备的集电环磨损试验测试：

磨损条件：干滑动摩擦磨损

对磨材料：本发明集电环环面材料与石墨

实验参数：加载载荷100N，滑行距离：1200m，滑行速度：1m/s；

实验设备：摩擦磨损试验机

平均摩擦系数（试验结果）：μ=0.361。

对比例

现有技术中的风电机组发电机集电环环面材料，其包括以下重量百分比的组分，铜99.96g，磷0.0007g，镍0.0002g，硅0.0004g，铁0.0008g，锌0.0009g，铅0.0001g，锡0.0001g，硫0.0009g，银0.0010g。

现有技术中集电环环面材料制备的集电环，其性能测定参数如下表2。

表2：现有技术中一种用于风电机组发电机集电环环面材料制备的集电环环面测定参数如下：

现有技术中用于风电机组发电机集电环环面材料制备的集电环磨损试验测试：

磨损条件：干滑动摩擦磨损

对磨材料：现有技术中环面材料与石墨

实验参数：加载载荷100N，滑行距离：1200m，滑行速度：1m/s；

实验设备：摩擦磨损试验机

平均摩擦系数（试验结果）：μ=0.518。

在磨损条件、试验参数与试验设备相同的条件下，如图3所示本发明集电环环面材料的集电环摩擦系数变化示意图与如图4现有技术中集电环摩擦系数变化示意图相比，本发明集电环环面材料显著改善了集电环环面与碳刷的接触摩擦效果。

本发明一种用于风电机组发电机集电环环面材料制备的集电环环面材料制备的集电环在保证电导率、密度、软化温度及晶粒度基本不变的前提下提高环面耐磨能力（硬度），增强了导电性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于风电机组发电机集电环环面材料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：铜81.5%，镍1.5%，锌6%，铅7%，锡4%。

2.一种风电机组发电机集电环，其特征在于，所述集电环的环面由权利要求1所述一种用于风电机组发电机集电环环面材料制备而成。