CN110739595A - 旋转导电器及风力发电机 - Google Patents
旋转导电器及风力发电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110739595A CN110739595A CN201911212837.1A CN201911212837A CN110739595A CN 110739595 A CN110739595 A CN 110739595A CN 201911212837 A CN201911212837 A CN 201911212837A CN 110739595 A CN110739595 A CN 110739595A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductive
- rotary
- disc
- ring
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 54
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 56
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 32
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 5
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims description 4
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
- F03D80/88—Arrangement of components within nacelles or towers of mechanical components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
- H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
本发明公开了一种旋转导电器，其包括：旋转导电盘，所述旋转导电盘用于安装在风力发电机上与所述风力发电机上的风机轴同轴转动，且用于电连接所述风力发电机上的旋转器件；静态导电盘，所述静态导电盘用于安装在支撑所述风机轴的固定部件上，且用于电连接所述风力发电机上的固定器件；其中，所述旋转导电盘和所述静态导电盘上均设有石墨导电区，所述旋转导电盘可相对于所述静态导电盘旋转，所述旋转导电盘的所述石墨导电区与所述静态导电盘的所述石墨导电区相接触导电以使所述旋转器件与所述固定器件电连接。相对现有的金属导电环和金属导电刷可减少导电旋转摩擦的损耗，克服金属导电环和金属导电刷在湿度高环境易氧化缺陷，提高可靠性和耐用性。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种旋转导电器及风力发电机。
背景技术
风能是一种清洁的可持续能源，是地球表面大量空气流动所产生的动能。地面各处受太阳辐照后，因气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能是地球上最古老、最重要的能源之一。利用风力发电的尝试，早在20世纪初就已经开始了。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，驱动发电机发电。简易型的风力发电机可由风叶组成的风轮和发电机两部分构成，空气流动的动能作用在风轮上，推动风轮旋转，将动能转换成机械能，风轮的转轴与发电机的转轴相连，带动发电机发电。先进的风力发电机设备为了提高风力发电机的有效风力系数，以达到提高发电能力，且保持风叶受力安全，设有风叶迎风变角系统，风叶迎风变角系统需要电机驱动，同时还需要识别风叶迎风变角受力状态的扭力传感器，以确定最佳的风叶迎风变角姿态。现有的风力发电机在工作时，从旋转的风轮中获取的迎风变角的扭力信号，与固定安装的电源系统和控制系统互联，需要通过由动态到静态连接，如果采用导线直接连接从固定位置到旋转位置必须避免导线缠绕的问题。目前的风力发电机采用导电滑环的方式来实现从固定位置到旋转位置的电源和信号传输。然而，现有的风力发电机的导电滑环是通过金属丝电刷与金属导电环摩擦导电方式来传输电源和信号。金属丝电刷与金属导电环摩擦损耗大，在高湿、高盐雾环境下易氧化，导致导电不良，耐用性差、可靠性低。
发明内容
本发明实施例提供一种旋转导电器及风力发电机，旨在解决相关技术中导电摩擦损耗大、耐用性差、可靠性低的问题。
本发明实施例提供了一种旋转导电器，其包括：旋转导电盘，所述旋转导电盘用于安装在风力发电机上与所述风力发电机上的风机轴同轴转动，且用于电连接所述风力发电机上的旋转器件；静态导电盘，所述静态导电盘用于安装在支撑所述风机轴的固定部件上，且用于电连接所述风力发电机上的固定器件；其中，所述旋转导电盘和所述静态导电盘上均设有石墨导电区，所述旋转导电盘可相对于所述静态导电盘旋转，所述旋转导电盘的所述石墨导电区与所述静态导电盘的所述石墨导电区相接触导电以使所述旋转器件与所述固定器件电连接。
进一步地，所述旋转导电盘的石墨导电区为第一石墨导电环，所述旋转导电盘包括第一中心孔、第一绝缘环以及所述第一石墨导电环，所述第一石墨导电环和所述第一绝缘环环绕所述第一中心孔相间设置；所述静态导电盘的石墨导电区为第二石墨导电环，所述静态导电盘包括第二中心孔、第二绝缘环以及第二石墨导电环，所述第二石墨导电环和所述第二绝缘环环绕所述第二中心孔相间设置。
进一步地，所述旋转导电盘与所述旋转器件连接的一侧设有第一绝缘压盘，所述第一绝缘压盘上设有第一接触导电铜片，所述第一接触导电铜片与所述第一石墨导电环接触，所述旋转器件通过第一引电导线与所述第一接触导电铜片连接；所述静态导电盘与所述固定器件连接的一侧设有第二绝缘压盘，所述第二绝缘压盘上设有第二接触导电铜片，所述第二接触导电铜片与所述第二石墨导电环接触，所述固定器件通过第二引电导线与所述第二接触导电铜片连接。
进一步地，所述第二绝缘盘上设有第一压紧圈和第二压紧圈，借由安装在所述固定部件上的第二压盖通过所述第一压紧圈和所述第二压紧圈压紧所述静态导电盘。
进一步地，所述第一压紧圈和所述第二压紧圈为波形弹簧。
进一步地，所述第一绝缘环和所述第二绝缘环均采用聚四氟乙烯材料制成。
进一步地，所述第一绝缘压盘和所述第二绝缘压盘均采用酚醛树脂制成。
进一步地，所述第一接触导电铜片和第二接触导电铜片均采用无氧铜制成。
本发明实施例还提供了一种风力发电机，其包括机舱、叶片、风机轴以及旋转导电器，所述机舱内设有固定器件，所述叶片上设有旋转器件，所述旋转导电器与所述旋转器件以及所述固定器件电连接，其中，所述旋转导电器为上述所述的旋转导电器。
进一步地，所述风机轴与传动座传动连接，所述旋转导电盘安装在所述传动座上以使所述旋转导电盘跟随所述风机轴转动；所述固定部件为轴承座，所述轴承座的轴承安装在所述风机轴的径向，所述静态导电盘安装在所述轴承座上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过旋转导电盘相对静态导电盘旋转，旋转导电盘上的石墨导电区与静态导电盘上的石墨导电区相接触导电，从而使与旋转导电盘电连接的旋转器件和与静态导电盘电连接的固定器件电连接，相对现有的金属导电环和金属导电刷可以减少导电旋转摩擦的损耗，克服了金属导电环和金属导电刷在高湿、高盐雾环境下易氧化缺陷，为安装在高湿、高盐雾环境和海上的风力发电机提供了可靠性和耐用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例旋转导电器的剖视图；
图2是本发明实施例旋转导电器的旋转导电盘和静态导电盘结合的示意图；
图3是本发明实施例旋转导电器的旋转导电盘的示意图；
图4是图3所示旋转导电盘沿F—F线的剖面示意图；
图5是本发明实施例旋转导电器的第一绝缘盘的示意图；
图6是图5所示第一绝缘盘沿G—G线的剖面示意图；
图7是本发明实施例旋转导电器的静态导电盘的示意图；
图8是图7所示静态导电盘沿i—i线的剖面示意图；
图9是本发明实施例旋转导电器的第二绝缘盘的示意图；
图10是图9所示第二绝缘盘沿j—j线的剖面示意图；
图11是本发明实施例风力发电机的示意图；
图12是本发明实施例旋转导电器的正视图；
图13是本发明实施例旋转导电器的后视图；
图14是本发明实施例旋转导电器的轴座的示意图；
图15是图14所示轴座沿H—H线的剖面示意图；
图16是本发明实施例旋转导电器的轴承座的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
参照图1至图10，本实施例提供一种旋转导电器4，该旋转导电器4是应用于风力发电机中，在固定器件与旋转器件之间传输电信号的器件。其中，所述固定器件为风力发电机上位置不变的电子器件，例如，图11所示机舱7内的电源系统、PLC控制器等。所述旋转器件为风力发电机上位置会发生旋转的电子器件，例如，设于图11所示叶片2上的温度传感器、湿度传感器等。在本实施例中，所述旋转导电器4包括旋转导电盘407和静态导电盘407x，所述旋转导电盘407与风力发电机的风机轴401同轴转动，所述旋转导电盘407用于电连接旋转器件；所述静态导电盘407x安装在支撑所述风机轴401的固定部件上，所述静态导电盘407x用于电连接固定器件；其中，所述旋转导电盘407和所述静态导电盘407x上均设有石墨导电区，所述旋转导电盘407可相对于所述静态导电盘407x旋转，所述旋转导电盘407的所述石墨导电区与所述静态导电盘407x的所述石墨导电区相接触导电以使所述旋转器件与所述固定器件电连接。其中，石墨导电区指的是设于所述旋转导电盘407或所述静态导电盘407x上采用石墨制成的用于导电的区域。石墨的导电性、导热性比一般非金属优越，且石墨具有自润滑性，石墨鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀；常温下，能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。与现有应用在风力发电机的导电环采用紫铜、黄铜电刷相比，具有更好的耐候性和抗氧化，可靠性更高。实施上述实施例，通过旋转导电盘407相对静态导电盘407x旋转，旋转导电盘407上的石墨导电区与静态导电盘407x上的石墨导电区相接触导电，从而使与旋转导电盘407电连接的旋转器件和与静态导电盘407x电连接的固定器件电连接，可以减少导电摩擦的损耗，提高可靠性和耐用性。
在一实施例中，所述旋转导电盘407的石墨导电区为第一石墨导电环407bd，所述旋转导电盘407包括第一中心孔407bk、第一绝缘环407bc以及所述第一石墨导电环407bd，所述第一石墨导电环407bd和所述第一绝缘环407bc环绕所述第一中心孔407bk相间设置。所述石墨导电区可以是各种形状的区域，只要能够相对旋转摩擦接触导电即可，优选的为环状的导电区域，即所述第一石墨导电环407bd。所述第一绝缘环407bc也同样为环状的绝缘区域。由于所述旋转导电盘407是与风力发电机的风机轴401同轴转动的，因此，所述旋转导电盘407通过所述第一中心孔407bk与所述风机轴401传动连接，例如，可将所述旋转导电盘407通过所述第一中心孔407bk安装在与所述风机轴401传动连接的转动件上，从而使得所述旋转导电盘407能够跟随所述风机轴401同轴转动。所述第一石墨导电环407bd与所述第一绝缘环407bc围绕着所述第一中心孔407bk相间设置，其中，围绕所述第一中心孔407bk的最内圈和最外圈均为所述第一绝缘环407bc，例如，围绕所述第一中心孔407bk的最内圈为第一圈，第一圈为所述第一绝缘环407bc，那么第二圈则为所述第一石墨导电环407bd，第三圈为所述第一绝缘环407bc，以此类推，直到最外圈为所述第一绝缘环407bc，所述第一石墨导电环407bd和所述第一绝缘环407bc的数量根据实际情况设置。本实施例是由9个所述第一绝缘环407bc和8个所述第一石墨导电环407bd从内到外依次排列构成组合为所述旋转导电盘407的。
在一实施例中，所述旋转导电盘407与所述旋转器件连接的一侧设有第一绝缘压盘407be，所述第一绝缘压盘407be上设有第一接触导电铜片407b2，所述第一接触导电铜片407b2与所述第一石墨导电环407bd接触，所述第一接触导电铜片407b2通过第一引电导线407b与所述旋转器件电连接。所述旋转导电盘407的一侧是与所述静态导电盘407x相对旋转接触导电的一侧，另一侧则是与所述旋转器件连接的一侧。在与所述旋转器件连接的一侧上设有绝缘的压盘，即第一绝缘压盘407be。所述第一绝缘盘的形状与所述旋转导电盘407相适应。所述第一绝缘压盘407be的作用是为所述旋转导电盘407提供一个轴向的压力，使其与所述静态导电盘407x接触。所述第一接触导电铜片407b2嵌装在所述第一绝缘压盘407be中，从而各个所述第一接触导电铜片407b2相互绝缘。每片所述第一接触导电铜片407b2上连接有所述第一引电导线407b，所述第一引电导线407b可通过焊接的方式焊接在所述第一接触导电铜片407b2上，所述第一引电导线407b与所述旋转器件连接。实施上述实施例，所述第一引电导线407b即可在所述旋转导电盘407旋转的情况下跟随旋转，从而所述第一引电导线407b不会发生缠绕。
在一实施例中，所述静态导电盘407x的石墨导电区为第二石墨导电环407ad，所述静态导电盘407x包括第二中心孔407ak、第二绝缘环407ac以及第二石墨导电环407ad，所述第二石墨导电环407ad和所述第二绝缘环407ac环绕所述第二中心孔407ak相间设置。所述石墨导电区可以是各种形状的区域，只要能够相对旋转摩擦接触导电即可，优选的为环状的导电区域，即所述第二石墨导电环407ad。所述第二绝缘环407ac也同样为环状的绝缘区域。由于所述静态导电器连接的是所述固定器件，因而所述静态导电器需要保持其位置不便，所述静态导电器通过所述第二中心孔407ak安装在支撑所述风机轴401的固定部件上，例如，所述静态导电器通过所述第二中心孔407ak安装在轴承座403上，所述风机轴401安装在该轴承座403的轴承上，从而所述静态导电器能够保证位置固定不变。所述第二石墨导电环407ad与所述第二绝缘环407ac围绕着所述第二中心孔407ak相间设置，其中，围绕所述第二中心孔407ak的最内圈和最外圈均为所述第二绝缘环407ac，例如，围绕所述第二中心孔407ak的最内圈为第一圈，第一圈为所述第二绝缘环407ac，那么第二圈则为所述第二石墨导电环407ad，第三圈为所述第二绝缘环407ac，以此类推，直到最外圈为所述第二绝缘环407ac，所述第二石墨导电环407ad和所述第二绝缘环407ac的数量根据实际情况设置。本实施例是由9个所述第二绝缘环407ac和8个所述第二石墨导电环407ad从内到外依次排列构成组合为所述旋转导电盘407的。
在一实施例中，所述静态导电盘407x与所述固定器件连接的一侧设有第二绝缘压盘407ae，所述第二绝缘压盘407ae上设有第二接触导电铜片407a2，所述第二接触导电铜片407a2与所述第二石墨导电环407ad接触，所述第二接触导电铜片407a2通过第二引电导线407a与所述固定器件电连接。所述静态导电盘407x的一侧是与所述旋转导电盘407相对旋转接触导电的一侧，另一侧则是与所述固定器件连接的一侧。在与所述固定器件连接的一侧上设有绝缘的压盘，即二绝缘压盘。所述第二绝缘盘的形状与所述静态导电盘407x相适应。所述第二绝缘压盘407ae的作用是为所述静态导电盘407x提供一个轴向的压力，使其与所述旋转导电盘407接触。所述第二触导电铜片嵌装在所述第二绝缘压盘407ae中，从而各个所述第二接触导电铜片407a2相互绝缘。每片所述第二接触导电铜片407a2上连接有所述第二引电导线407a，所述第二引电导线407a可通过焊接的方式焊接在所述第二接触导电铜片407a2上，所述第二引电导线407a与所述固定器件连接。
在一实施例中，所述第二绝缘盘上设有第一压紧圈411和第二压紧圈412，借由安装在所述固定部件上的第二压盖408通过所述第一压紧圈411和所述第二压紧圈412压紧所述静态导电盘407x。所述第一压紧圈411和所述第二压紧圈412设置在所述第二绝缘盘上朝向所述固定器件的一侧。所述第一压紧圈411和所述第二压紧圈412的作用是在同一轴向平面压紧所述静态导电盘407x，使得所述静态导电盘407x与所述旋转导电盘407保持恒定的预紧力相互接触导电。具体地，所述第一压紧圈411为内圆压紧圈，用于压紧所述第二绝缘盘的径向内侧，所述第二压紧圈412为外圆压紧圈，用于压紧所述第二绝缘盘的径向外侧。所述第二压盖408安装在所述固定部件上，且与所述第一压紧圈411以及所述第二压紧圈412接触，所述第二压盖408通过所述所述第一压紧圈411和所述第二压紧圈412压紧所述静态导电盘407x。
在具体实施中，所述第一压紧圈411和所述第二压紧圈412为波形弹簧。波形弹簧是由若干波峰波谷构成的薄片环状弹性金属元件，具有节省空间，刚度范围大，缓冲吸振能力较强，单位体积材料变形能大，具有变刚度特性。可通过改变波峰高度，宽度，厚度的不同组合来调整刚度。亦可通过组合片数的多少调节刚度。与碟形弹簧相比，具有强度高，柔性好，耐冲击力强等优点。结构尺寸紧凑，在同样理想的参数条件下，需要的安装空间较小。与线材弹簧相比面具有轴向压强更均衡。
在一实施例中，所述第一绝缘环407bc和所述第二绝缘环407ac均采用聚四氟乙烯材料制成。所述聚四氟乙烯的密度为2.2g/cm3，吸水率小于0.01％。耐化学腐蚀性极佳，分子中没有游离的电子，整个分子呈中性，具有优良的介电性能，而且其电绝缘性不受环境及频率的影响。耐热性能极好，其熔融温度为324℃，分解温度为415℃，最高使用温度为250℃，脆化温度为-190℃，用于0.46MPa条件下，120℃动静摩擦系数均为0.04，抗摩擦性能优越。聚四氟乙烯材料制造的绝缘环，在大气环境下长期使用的风力发电机应用，能保持其长时间的耐用性和可靠性。
在一实施例中，所述第一绝缘压盘407be和所述第二绝缘压盘407ae均采用酚醛树脂制成。酚醛树脂易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，在阻燃方面它具有特殊的优良性能。其重量轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，难燃，自熄，属于理想的绝缘隔热材料。由酚醛树脂制造旋的绝缘压盘能够满足风力发电机的使用条件。
在一实施例中，所述第一接触导电铜片407b2和第二接触导电铜片407a2均采用无氧铜制成。无氧铜无氢脆现象，导电率高，加工性能和焊接性能、耐蚀性能和低温性能均好单结晶无氧铜，无方向性、高纯度、防腐蚀、极低的电气阻抗使得线材适合高速优质的传输信号。无氧铜材料制造的接触导电铜片能够满足叶片旋转工况下所述第一石墨导电环407bd与所述第二石墨导电环407ad之间电力电流和电信号的传输。
本发明实施例展示了一种旋转导电器4，通过所述旋转导电盘407的所述第一石墨导电环407bd与所述静态导电器的所述第二石墨导电环407ad对准旋转摩檫接触导电，所述旋转导电器4在旋转动态中能够良好导电，为动态下的旋转器件提供了可靠的信号传输和电力传输。由于所述第一石墨导电环407bd和所述第二石墨导电环407ad的石墨具有自润滑特性，尤其是大型风力发电机的风轮转速通常小于30rmp，所述第一石墨导电环407bd和所述第二石墨导电环407ad旋转线速度较小，所述第一石墨导电环407bd和所述第二石墨导电环407ad之间的磨损损耗几乎可以忽略不计，相比现有导电滑环采用金属丝摩檫导电方式，具有更好的抗氧化，耐腐蚀特性，有效保证了风力发电机的可靠性和耐用性。
参照图1和图11-图16，本发明实施例还提供了一种风力发电机，所述风力发电机包括机舱7、叶片8、风机轴401以及旋转导电器4，所述机舱7内设有固定器件，所述叶片2上设有旋转器件，所述旋转导电器4与所述旋转器件以及所述固定器件电连接，其中，所述旋转导电器4为上述实施例中所述的旋转导电器4。所述旋转导电器4用于在所述旋转器件和所述固定器件之间传输电源和电信号，并保证导线不会缠绕。所述固定器件为风力发电机上位置不变的电子器件，例如，机舱7内的电源系统、PLC控制器等。所述旋转器件为风力发电机上位置会发生旋转的电子器件，例如，设于叶片2上的温度传感器、湿度传感器等。
在一实施例中，所述风机轴401与传动座传动连接，所述旋转导电盘407安装在所述传动座上以使所述旋转导电盘407跟随所述风机轴401转动。
在具体实施中，所述传动座为轴座404，所述轴座404通过平键406与所述风机轴401固定安装。具体地，所述平键406楔入所述轴座404内径的键槽404c和所述风机轴401外径的键槽中，从而使所述轴座404跟随所述风机轴401旋转。另外，所述旋转导电盘407的所述第一中心孔407bk安装在所述轴座404径向的圆台404t外径上，通过一压盖将所述旋转导电盘407压紧安装，该压盖为第一压盖413，所述第一压盖413固定在所述旋转导电盘407的轴向和径向外侧，所述第一压盖413借由锁紧螺栓410通过所述轴座404螺栓孔404s锁紧固定。所述风机轴401旋转时，所述轴座404随之旋转，所述轴座404旋转时，所述第一压盖413随之旋转，所述第一压盖413旋转带动所述旋转导电盘407旋转。
在一实施例中，所述固定部件为轴承座403，所述轴承座403的轴承402安装在所述风机轴401的径向，所述静态导电盘407x安装在所述轴承座403上。其中，所述轴承座403的内径与所述轴承402的外圈径向相切安装。具体地，所述轴承402的外圈径向安装所述轴承座403的轴承位403a，通过所述轴承位403a与所述轴承402的外圈径向尺寸过盈，将所述轴承外圈与所述轴承座403固定。
在具体实施中，所述静态导电盘407x的所述第二中心孔407ak套设在所述轴承座403的圆筒403b的径向。所述轴承座403设有外螺纹403c，所述第二压盖408通过螺纹压紧圈409的内螺纹与所述轴承座403的外螺纹螺合，从而固定安装所述第二压盖408，通过所述第二压盖408为所述静态导电盘407x提供径向的压紧力。在所述轴承座403的圆筒403b和外螺纹403c之间设有径向凸缘403d，该径向凸缘403d用于压紧所述第一压紧圈411，即内圆压紧圈，与所述第二压盖408共同压紧所述静态导电盘407x。
在一实施例中，在所述轴承和所述轴座404之间有轴承压圈405。所述轴承压圈405压紧所述轴承内圈，保持所述轴承定位，并通过所述轴承压圈405内圈的轴向厚度限定所述轴座404与所述轴承外圈空隙，使得所述轴承外圈旋转不被干涉。
本发明实施例展示了一种风力发电机，通过旋转导电盘407相对静态导电盘407x旋转，旋转导电盘407上的石墨导电区与静态导电盘407x上的石墨导电区相接触导电，从而使与旋转导电盘407电连接的旋转器件和与静态导电盘407x电连接的固定器件电连接，可以减少导电摩擦的损耗，提高可靠性和耐用性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种旋转导电器，其特征在于：包括：
旋转导电盘，所述旋转导电盘用于安装在风力发电机上与所述风力发电机上的风机轴同轴转动，且用于电连接所述风力发电机上的旋转器件；
静态导电盘，所述静态导电盘用于安装在支撑所述风机轴的固定部件上，且用于电连接所述风力发电机上的固定器件；
其中，所述旋转导电盘和所述静态导电盘上均设有石墨导电区，所述旋转导电盘可相对于所述静态导电盘旋转，所述旋转导电盘的所述石墨导电区与所述静态导电盘的所述石墨导电区相接触导电以使所述旋转器件与所述固定器件电连接。
2.根据权利要求1所述的旋转导电器，其特征在于，所述旋转导电盘的石墨导电区为第一石墨导电环，所述旋转导电盘包括第一中心孔、第一绝缘环以及所述第一石墨导电环，所述第一石墨导电环和所述第一绝缘环环绕所述第一中心孔相间设置；所述静态导电盘的石墨导电区为第二石墨导电环，所述静态导电盘包括第二中心孔、第二绝缘环以及第二石墨导电环，所述第二石墨导电环和所述第二绝缘环环绕所述第二中心孔相间设置。
3.根据权利要求2所述的旋转导电器，其特征在于，所述旋转导电盘与所述旋转器件连接的一侧设有第一绝缘压盘，所述第一绝缘压盘上设有第一接触导电铜片，所述第一接触导电铜片与所述第一石墨导电环接触，所述第一接触导电铜片通过第一引电导线与所述旋转器件电连接；所述静态导电盘与所述固定器件连接的一侧设有第二绝缘压盘，所述第二绝缘压盘上设有第二接触导电铜片，所述第二接触导电铜片与所述第二石墨导电环接触，所述第二接触导电铜片通过第二引电导线与所述固定器件电连接。
4.根据权利要求3所述的旋转导电器，其特征在于，所述第二绝缘盘上设有第一压紧圈和第二压紧圈，借由安装在所述固定部件上的第二压盖通过所述第一压紧圈和所述第二压紧圈压紧所述静态导电盘。
5.根据权利要4所述的旋转导电器，其特征在于，所述第一压紧圈和所述第二压紧圈为波形弹簧。
6.根据权利要求2所述的旋转导电器，其特征在于，所述第一绝缘环和所述第二绝缘环均采用聚四氟乙烯材料制成。
7.根据权利要求3所述的旋转导电器，其特征在于，所述第一绝缘压盘和所述第二绝缘压盘均采用酚醛树脂制成。
8.根据权利要求3所述的旋转导电器，其特征在于，所述第一接触导电铜片和第二接触导电铜片均采用无氧铜制成。
9.一种风力发电机，其特征在于，包括机舱、叶片、风机轴以及旋转导电器，所述机舱内设有固定器件，所述叶片上设有旋转器件，所述旋转导电器与所述旋转器件以及所述固定器件电连接，其中，所述旋转导电器为权利要求1-8任一项所述的旋转导电器。
10.根据权利要求9所述的风力发电机，其特征在于，所述风机轴与传动座传动连接，所述旋转导电盘安装在所述传动座上以使所述旋转导电盘跟随所述风机轴转动；所述固定部件为轴承座，所述轴承座的轴承安装在所述风机轴的径向，所述静态导电盘安装在所述轴承座上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911212837.1A CN110739595A (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 旋转导电器及风力发电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911212837.1A CN110739595A (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 旋转导电器及风力发电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110739595A true CN110739595A (zh) | 2020-01-31 |
Family
ID=69274282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911212837.1A Withdrawn CN110739595A (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 旋转导电器及风力发电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110739595A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112054360A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-08 | 中国兵器装备集团上海电控研究所 | 一种超薄大电流旋转传输装置及其安装方法 |
| CN114326562A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-04-12 | 江苏中车电机有限公司 | 一种风力发电机导电环自动排圆方法 |
| CN115764475A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-03-07 | 中国科学院电工研究所 | 一种大电流塔式旋转传输装置 |
-
2019
- 2019-12-02 CN CN201911212837.1A patent/CN110739595A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112054360A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-08 | 中国兵器装备集团上海电控研究所 | 一种超薄大电流旋转传输装置及其安装方法 |
| CN114326562A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-04-12 | 江苏中车电机有限公司 | 一种风力发电机导电环自动排圆方法 |
| CN115764475A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-03-07 | 中国科学院电工研究所 | 一种大电流塔式旋转传输装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110739595A (zh) | 旋转导电器及风力发电机 | |
| US7642668B2 (en) | Power transmission apparatus for wind generator | |
| CN201518380U (zh) | 一种滑环 | |
| CN211830419U (zh) | 一种紧凑型半直驱风力发电机绝缘轴系 | |
| CN200987033Y (zh) | 集电环 | |
| EP2383870A1 (en) | Coaxial inversion coreless generator | |
| US11280313B2 (en) | Rotor for power driving | |
| CN211182756U (zh) | 旋转导电器及风力发电机 | |
| CN202282695U (zh) | 一种风电滑环 | |
| CN210093064U (zh) | 一种电机轴电流的引出装置 | |
| CN113285320A (zh) | 旋转导电装置及风力发电机组 | |
| CN205212132U (zh) | 一种组合式风电变桨导电滑环 | |
| CN212485752U (zh) | 一种电容式非接触电滑环及使用该电滑环的设备 | |
| CN212435004U (zh) | 集电环和风力发电机组 | |
| WO2021175015A1 (zh) | 一种发电机组件 | |
| KR20150033762A (ko) | 풍력발전기용 블레이드 피치 조절장치 및 이를 포함하는 풍력발전기 | |
| CN220172547U (zh) | 集电装置和风力发电机组 | |
| CN220173061U (zh) | 集电装置和风力发电机组 | |
| CN216055599U (zh) | 一种大型回转设备导电连接装置 | |
| CN213584525U (zh) | 导电滑环和风力发电机组 | |
| CN219779384U (zh) | 集电环、电能转换装置以及风力发电机组 | |
| CN215486400U (zh) | 一种风电机组轮毂防雷装置 | |
| CN115864085B (zh) | 一种旋转导电装置 | |
| CN213627869U (zh) | 一种用于风机叶片雷电防护的导流装置 | |
| CN212784994U (zh) | 风力发电机驱动端轴承接地装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200131 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |