CN112332185A - 一种风力发电机宽载变桨滑环 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风力发电机宽载变桨滑环，所述风力发电机宽载变桨滑环包括转动部及固定部，所述转动部与风力发电桨相连接，所述固定部套接在转动部外侧，所述固定部与转动部相配合，所述转动部包括对接头及滑环轴，所述固定部包括外壳及滑环电刷，所述对接头用于连接风力发电桨与滑环轴，所述滑环轴设置在外壳内部，所述滑环轴上设置有导电环，所述导电环与滑环电刷相配合且相连接，所述导电环能够适用于多种不同负载条件使用。本发明能够保证滑环内部功率信号和通讯信号的正常测量，保证风力发电机的顺利运转，且导电环能够适用于更广阔的工作负载，具有更好的普适性。

Description

一种风力发电机宽载变桨滑环

技术领域：

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机宽载变桨滑环。

背景技术：

电动变桨滑环的主要用途是传输风机控制系统对叶片姿态调整的动力信号和通讯信号的装置。叶片属于整流负载，因此，适配滑环主要解决调整不同叶轮直径的叶片必需传输功率的差异的高兼容性。因此，不同的风力发电区域其滑环的工作负载往往差异巨大，使滑环不可兼容，导致滑环使用前需要准确测量出满功率运行发电时的变桨电流数据，结合考虑不同区域的工况环境指标，设计变桨滑环，导致风机的滑环适用条件单一，无法适用于多种不同负载。

因此，本领域亟需一种风力发电机宽载变桨滑环。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种适用范围更广的风力发电机宽载变桨滑环，以解决现有技术中的至少一项技术问题。

具体的，本发明提供了一种风力发电机宽载变桨滑环，所述风力发电机宽载变桨滑环包括转动部及固定部，所述转动部与风力发电桨相连接，所述固定部套接在转动部外侧，所述固定部与转动部相配合，所述转动部包括对接头及滑环轴，所述固定部包括外壳及滑环电刷，所述对接头用于连接风力发电桨与滑环轴，所述滑环轴设置在外壳内部，所述滑环轴上设置有导电环，所述导电环与滑环电刷相配合且相连接，所述导电环能够适用于多种不同负载条件使用。

采用上述结构，首先，能够保证滑环内部功率信号和通讯信号的正常测量，保证风力发电机的顺利运转，其次，导电环能够适用于更广阔的工作负载，具有更好的普适性。

优选地，所述导电环能够适用于1.0-2.5MW风力发电机中。

优选地，所述对接头设置在转动部一端。

进一步地，所述对接头包括对接法兰及拨动法兰，所述拨动法兰一端与对接法兰相连接，另一端与滑环轴相连接，所述对接法兰用于与风力发电桨相连接，所述拨动法兰用于与滑环轴相配合且相连接。

进一步地，所述对接法兰与拨动法兰间通过连接齿相配合且相连接，所述连接齿包括第一齿及第二齿，所述第一齿及第二齿交错设置，能够保证对接法兰与拨动法兰的转动轴线相重合。

进一步地，所述第一齿与第二齿采用凸台结构，且分别设置在对接法兰与拨动法兰上。

进一步地，所述对接法兰与拨动法兰上还设置有栓孔，所述栓孔用于容纳连接栓，能够在加强对接法兰与拨动法兰间的连接强度，并且进一步保证对接法兰与拨动法兰的转动轴线相重合。

采用上述结构，能够将风力发电桨所受到的力均匀传递个滑环轴，所述对接法兰及拨动法兰的设置，不仅能够促进对接头与风力发电桨相配合，使对接头与风力发电桨连接的强度更稳定，还能够促进对接头与滑环轴的连接强度，同时保证转动部的转动轴线相重合，保证旋转的稳定性。

优选地，所述外壳上设置有第一轴承、第二轴承及第三轴承，所述第一轴承用于连接拨动法兰与外壳，所述第二轴承及第三轴承用于连接滑环轴与外壳，所述第二轴承及第三轴承分别设置在滑环轴两端。

进一步地，所述固定部还包括止动拨叉，所述止动拨叉与外壳相连接，且用于外壳与外界固定连接。

进一步地，所述滑环轴两端分别设置有第一连接块及第二连接块，所述第一连接块用于与第二轴承相连接，所述第二连接块用于与第三轴承相连接。

进一步地，所述第一连接块及第二连接块上分别设置有连接槽，所述连接槽与第一连接块及第二连接块相配合且相连接。

进一步地，所述第一连接块及第二连接块上还设置有抵接槽，所述抵接槽内设置有抵接块，所述抵接块与第二轴承及第三轴承相抵接。

进一步地，所述抵接块上设置有校正垫片，所述校正垫片能够用于校正连接槽与第二轴承及第三轴承间的连接关系，保证对接头与滑环轴的转动轴线相重合。

进一步地，所述校正垫片能够垫在连接槽内，改变连接槽的深度。

采用上述结构，首先，第一轴承、第二轴承及第三轴承的设置能够保持拨动法兰及滑环轴能够相对于外壳自由转动，其次，所述第一连接块及第二连接块的设置能够保证滑环轴与第二轴承及第三轴承相配合且相连接，便于旋转轴错位时能够对第一连接块及第二连接块进行调整，使其更加适配第二轴承及第三轴承，其三，所述连接槽、抵接块的设置，用于调节使对接头与滑环轴的转动轴线重合。

优选地，所述滑环轴上还设置有绝缘层，所述导电环及绝缘层在滑环轴上设置有多个，且所述导电环间由绝缘层隔开。

进一步地，所述绝缘层与导电环间依次穿插设置。

进一步地，所述绝缘层与导电环相邻区域内设置有绝缘凸台，所述绝缘凸台与滑环电刷不相接触。

进一步地，所述导电环上设有滑环面，所述滑环面宽度远大于滑环电刷与滑环面的接触面宽度。

进一步地，所述滑环面的宽度为滑环电刷与滑环面的接触面跨度1-3倍。

进一步地，所述导电环上设置有接触凸台，所述滑环面设置在接触凸台上，所述导电环的接触凸台处的宽度大于导电环的平均宽度。

进一步地，所述绝缘层上还设置有扩展机构，所述扩展机构设置在导电环与绝缘层的连接处，所述扩展机构能够用于扩大相邻绝缘层间的相对距离。

进一步地，所述扩展机构包括扩展板及扩展口，所述扩展口为即将贯穿的隘口，所述扩展口完全贯通时，能够将扩展板从绝缘层上分离，进而使绝缘层的宽度变小，加大可容纳导电环的宽度，便于对导电环进行调整。

进一步地，所述扩展机构可在绝缘层上设置有多个。

采用上述结构，能够有效加强导电环的负载能力，使导电环的宽载普适能够大大加强。

优选地，所述固定部上还设置有信号连接件，所述信号连接件与滑环电刷相连接，用于输出滑环电刷接收的信号数据。

进一步地，所述转动部还包括有滑环编码器，所述滑环编码器用于记录滑环轴的转动速度，并传输给变桨控制系统。

进一步地，所述转动部还包括有编码器联轴节，所述用于保证滑环编码器与滑环轴旋转速度一致。

采用上述结构，能够完善本发明的应用功能。

优选地，所述滑环电刷包括功率信号电刷及通讯信号电刷，所述功率信号电刷用于为变桨电机传输转动电力，所述通讯信号电刷用于为变桨控制系统传输安全判断和计算机通讯信号。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明能够保证滑环内部功率信号和通讯信号的正常测量，保证风力发电机的顺利运转；

2.本发明的导电环能够适用于更广阔的工作负载，具有更好的普适性；

3.本发明能够将风力发电桨所受到的力均匀传递个滑环轴，所述对接法兰及拨动法兰的设置，不仅能够促进对接头与风力发电桨相配合，使对接头与风力发电桨连接的强度更稳定；

4.本发明能够促进对接头与滑环轴的连接强度，同时保证转动部的转动轴线相重合，保证旋转的稳定性。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明一种风力发电机宽载变桨滑环的正视图；

图2为本发明一种风力发电机宽载变桨滑环的中心轴剖视图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明的滑环轴的中心轴剖视图；

图5为图4的第一放大图；

图6为图4的第二放大图。

附图标记说明：

通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。

1、对接头；11、对接法兰；12、拨动法兰；13、连接齿；131、第一齿；132、第二齿；14、栓孔；2、滑环轴；21、第一连接块；22、第二连接块；23、连接槽；24、抵接槽；25、抵接块；26、校正垫片；27、导电环；271、滑环面；272、接触凸台；28、绝缘层；281、扩展机构；2811、扩展板；2812、扩展口；282、绝缘凸台；3、外壳；31、第一轴承；32、第二轴承；33、第三轴承；4、滑环电刷；5、止动拨叉；6、信号连接件；7、滑环编码器；8、编码器联轴节。

具体实施方式：

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

如图1、图2及图4所示，本发明提供了一种风力发电机宽载变桨滑环，所述风力发电机宽载变桨滑环包括转动部及固定部，所述转动部与风力发电桨相连接，所述固定部套接在转动部外侧，所述固定部与转动部相配合，所述转动部包括对接头1及滑环轴2，所述固定部包括外壳3及滑环电刷4，所述对接头1用于连接风力发电桨与滑环轴2，所述滑环轴2设置在外壳3内部，所述滑环轴2上设置有导电环27，所述导电环27与滑环电刷4相配合且相连接，所述导电环27能够适用于多种不同负载条件使用。

采用上述结构，首先，能够保证滑环内部功率信号和通讯信号的正常测量，保证风力发电机的顺利运转，其次，导电环27能够适用于更广阔的工作负载，具有更好的普适性。

具体实施过程中，所述导电环27能够适用于1.0-2.5MW风力发电机中。

如图1-图3所示，所述对接头1设置在转动部一端，所述对接头1包括对接法兰11及拨动法兰12，所述拨动法兰12一端与对接法兰11相连接，另一端与滑环轴2相连接，所述对接法兰11用于与风力发电桨相连接，所述拨动法兰12用于与滑环轴2相配合且相连接，所述对接法兰11与拨动法兰12间通过连接齿13相配合且相连接，所述连接齿13包括第一齿131及第二齿132，所述第一齿131及第二齿132交错设置，能够保证对接法兰11与拨动法兰12的转动轴线相重合，所述第一齿131与第二齿132采用凸台结构，且分别设置在对接法兰11与拨动法兰12上，所述对接法兰11与拨动法兰12上还设置有栓孔14，所述栓孔14用于容纳连接栓，能够在加强对接法兰11与拨动法兰12间的连接强度，并且进一步保证对接法兰11与拨动法兰12的转动轴线相重合。

采用上述结构，能够将风力发电桨所受到的力均匀传递个滑环轴2，所述对接法兰11及拨动法兰12的设置，不仅能够促进对接头1与风力发电桨相配合，使对接头1与风力发电桨连接的强度更稳定，还能够促进对接头1与滑环轴2的连接强度，同时保证转动部的转动轴线相重合，保证旋转的稳定性。

如图2-图5所示，所述外壳3上设置有第一轴承31、第二轴承32及第三轴承33，所述第一轴承31用于连接拨动法兰12与外壳3，所述第二轴承32及第三轴承33用于连接滑环轴2与外壳3，所述第二轴承32及第三轴承33分别设置在滑环轴2两端，所述固定部还包括止动拨叉5，所述止动拨叉5与外壳3相连接，且用于外壳3与外界固定连接，所述滑环轴2两端分别设置有第一连接块21及第二连接块22，所述第一连接块21用于与第二轴承32相连接，所述第二连接块22用于与第三轴承33相连接，所述第一连接块21及第二连接块22上分别设置有连接槽23，所述连接槽23与第一连接块21及第二连接块22相配合且相连接，所述第一连接块21及第二连接块22上还设置有抵接槽24，所述抵接槽24内设置有抵接块25，所述抵接块25与第二轴承32及第三轴承33相抵接，所述抵接块25上设置有校正垫片26，所述校正垫片26能够用于校正连接槽23与第二轴承32及第三轴承33间的连接关系，保证对接头1与滑环轴2的转动轴线相重合，所述校正垫片26能够垫在连接槽23内，改变连接槽23的深度。

在本发明的一些优选实施方式中，所述抵接块25与校正垫片26一体成型，且所述抵接块25与校正垫片26采用橡胶材质，非校正状态下，所述校正垫片26可向上折叠与抵接块25贴合。

在本发明的一些优选实施方式中，所述抵接块25与校正垫片26的材质采用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯烃、尼龙或聚碳酸酯(PC)中的一种或几种。

采用上述结构，首先，第一轴承31、第二轴承32及第三轴承33的设置能够保持拨动法兰12及滑环轴2能够相对于外壳3自由转动，其次，所述第一连接块21及第二连接块22的设置能够保证滑环轴2与第二轴承32及第三轴承33相配合且相连接，便于旋转轴错位时能够对第一连接块21及第二连接块22进行调整，使其更加适配第二轴承32及第三轴承33，其三，所述连接槽23、抵接块25的设置，用于调节使对接头1与滑环轴2的转动轴线重合。

如图2、图4-图6所示，所述滑环轴2上还设置有绝缘层28，所述导电环27及绝缘层28在滑环轴2上设置有多个，且所述导电环27间由绝缘层28隔开，所述绝缘层28与导电环27间依次穿插设置，所述绝缘层28与导电环27相邻区域内设置有绝缘凸台282，所述绝缘凸台282与滑环电刷4不相接触，所述导电环27上设有滑环面271，所述滑环面271宽度远大于滑环电刷4与滑环面271的接触面宽度，所述滑环面271的宽度为滑环电刷4与滑环面271的接触面跨度1-3倍。

在本发明的一些优选实施方式中，所述滑环面271的宽度为滑环电刷4与滑环面271的接触面跨度2倍。

如图2、图4-图6所示，所述导电环27上设置有接触凸台272，所述滑环面271设置在接触凸台272上，所述导电环27的接触凸台272处的宽度大于导电环27的平均宽度，所述绝缘层28上还设置有扩展机构281，所述扩展机构281设置在导电环27与绝缘层28的连接处，所述扩展机构281能够用于扩大相邻绝缘层28间的相对距离，所述扩展机构281包括扩展板2811及扩展口2812，所述扩展口2812为即将贯穿的隘口，所述扩展口2812完全贯通时，能够将扩展板2811从绝缘层28上分离，进而使绝缘层28的宽度变小，加大可容纳导电环27的宽度，便于对导电环27进行调整，所述扩展机构281可在绝缘层28上设置有多个。采用上述结构，能够有效加强导电环27的负载能力，使导电环27的宽载普适能够大大加强。

在本发明的一些优选实施方式中，所述绝缘层28有扩展机构281相互累加构成。

如图1及图2所示，所述固定部上还设置有信号连接件6，所述信号连接件6与滑环电刷4相连接，用于输出滑环电刷4接收的信号数据，所述转动部还包括有滑环编码器7，所述滑环编码器7用于记录滑环轴2的转动速度，并传输给变桨控制系统，所述转动部还包括有编码器联轴节8，所述用于保证滑环编码器7与滑环轴2旋转速度一致。采用上述结构，能够完善本发明的应用功能。

在具体实施过程中，所述滑环电刷4包括功率信号电刷及通讯信号电刷，所述功率信号电刷用于为变桨电机传输转动电力，所述通讯信号电刷用于为变桨控制系统传输安全判断和计算机通讯信号。

综上所述，本发明能够保证滑环内部功率信号和通讯信号的正常测量，保证风力发电机的顺利运转；本发明的导电环27能够适用于更广阔的工作负载，具有更好的普适性；本发明能够将风力发电桨所受到的力均匀传递个滑环轴2，所述对接法兰11及拨动法兰12的设置，不仅能够促进对接头1与风力发电桨相配合，使对接头1与风力发电桨连接的强度更稳定；本发明能够促进对接头1与滑环轴2的连接强度，同时保证转动部的转动轴线相重合，保证旋转的稳定性。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述风力发电机宽载变桨滑环包括转动部及固定部，所述转动部与风力发电桨相连接，所述固定部套接在转动部外侧，所述固定部与转动部相配合，所述转动部包括对接头(1)及滑环轴(2)，所述固定部包括外壳(3)及滑环电刷(4)，所述对接头(1)用于连接风力发电桨与滑环轴(2)，所述滑环轴(2)设置在外壳(3)内部，所述滑环轴(2)上设置有导电环(27)，所述导电环(27)与滑环电刷(4)相配合且相连接，所述导电环(27)能够适用于多种不同负载条件使用。

2.根据权利要求1所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述对接头(1)包括对接法兰(11)及拨动法兰(12)，所述拨动法兰(12)一端与对接法兰(11)相连接，另一端与滑环轴(2)相连接，所述对接法兰(11)用于与风力发电桨相连接，所述拨动法兰(12)用于与滑环轴(2)相配合且相连接。

3.根据权利要求2所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述对接法兰(11)与拨动法兰(12)间通过连接齿(13)相配合且相连接，所述连接齿(13)包括第一齿(131)及第二齿(132)，所述第一齿(131)及第二齿(132)交错设置。

4.根据权利要求3所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述对接法兰(11)与拨动法兰(12)上还设置有栓孔(14)。

5.根据权利要求4所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述外壳(3)上设置有第一轴承(31)、第二轴承(32)及第三轴承(33)，所述第一轴承(31)用于连接拨动法兰(12)与外壳(3)，所述第二轴承(32)及第三轴承(33)用于连接滑环轴(2)与外壳(3)，所述第二轴承(32)及第三轴承(33)分别设置在滑环轴(2)两端。

6.根据权利要求5所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述滑环轴(2)两端分别设置有第一连接块(21)及第二连接块(22)，所述第一连接块(21)用于与第二轴承(32)相连接，所述第二连接块(22)用于与第三轴承(33)相连接。

7.根据权利要求1-6任一种所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述滑环轴(2)上还设置有绝缘层(28)，所述导电环(27)及绝缘层(28)在滑环轴(2)上设置有多个，且所述导电环(27)间由绝缘层(28)隔开。

8.根据权利要求7所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述导电环(27)上设有滑环面(271)，所述滑环面(271)宽度远大于滑环电刷(4)与滑环面(271)的接触面宽度。

9.根据权利要求8所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述导电环(27)上设置有接触凸台(272)，所述滑环面(271)设置在接触凸台(272)上，所述导电环(27)的接触凸台(272)处的宽度大于导电环(27)的平均宽度。

10.根据权利要求9所述风力发电机宽载变桨滑环，其特征在于：所述绝缘层(28)上还设置有扩展机构(281)，所述扩展机构(281)设置在导电环(27)与绝缘层(28)的连接处，所述扩展机构(281)能够用于扩大相邻绝缘层(28)间的相对距离。

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