CN115450842A - 集电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集电装置，该集电装置用于与风力发电机组的发电机连接，集电装置包括基座、第一导电组件及旋转机构，基座设有安装面，安装面凸设有空心轴，第一导电组件设于安装面，并围绕空心轴设置，旋转机构与空心轴远离安装面的一端转动连接，旋转机构面向第一导电组件的一侧设有导流端子，导流端子与第一导电组件转动抵接，并电性导通，旋转机构用于连接发电机，且发电机与导流端子电连接。本发明旨在通过该集电装置替代现有技术中的专用扭缆及强制偏航归零装置，可有效降低材料、设计及调试成本，减少发电损耗。

Description

集电装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种集电装置。

背景技术

风力发电机为保证发电效率最大化，需不断进行偏航动作对准风向，因此风电机舱会相对于塔筒进行同轴旋转，当风电机舱旋转一定角度后连接发电机的动力电缆自身扭转或者与其他动力电缆绞到一起，使动力电缆外绝缘层磨损的同时还会造成局部散热不良，长时间的磨损造成电缆抗扭强度下降易发生折断，不仅导致机组停机甚至容易发生起火事故。

相关技术中，通常采用强制偏航归零装置和专用耐磨绝缘扭缆，但采用强制偏航归零装置需在风机额外设计一套强制返回装置，使材料及设计成本增加，并且需要在风机投运前进行额外调试以对偏航零度及强制偏航角度进行校准，使得工时成本增加，而且在风机偏航至一定角度后强制偏航返回零度的期间内，风机无法正常发电，造成发电量损失；对于专用耐磨绝缘扭缆，其仅能短时缓解磨损，无法解决长时间的磨损情况，并且造价也相对于一般电缆高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种集电装置，旨在通过该集电装置替代现有采用专用扭缆以及强制偏航归零装置，该集电装置可有效降低材料、设计及调试成本，减少发电损耗。

为实现上述目的，本发明提出一种集电装置，应用在风力发电机组中与发电机连接，所述集电装置包括：

基座，所述基座设有安装面，所述安装面凸设有空心轴；

第一导电组件，所述第一导电组件设于所述安装面，并围绕所述空心轴设置；及

旋转机构，所述旋转机构与所述空心轴远离所述安装面的一端转动连接，所述旋转机构面向所述第一导电组件的一侧设有导流端子，所述导流端子与所述第一导电组件转动抵接，并电性导通，所述旋转机构用于连接所述发电机，且所述发电机与所述导流端子电连接。

在一实施例中，所述第一导电组件包括：

支撑件，所述支撑件设于所述安装面，并围绕所述空心轴设置；

碳刷组件，所述碳刷组件与所述支撑件滑动连接；及

弹性件，所述弹性件套设于所述支撑件，所述弹性件的一端与所述安装面弹性抵接，所述弹性件的另一端与所述碳刷组件弹性连接，以使所述碳刷组件与所述导流端子抵接并电性导通。

在一实施例中，所述支撑件包括设于所述安装面的多个支撑轴，多个所述支撑轴围绕所述空心轴间隔设置，每一所述支撑轴套设有所述弹性件，所述碳刷组件滑动连接于多个所述支撑轴背向所述安装面一端。

在一实施例中，所述碳刷组件包括多个碳刷环，每一所述碳刷环与至少一所述支撑轴滑动连接，多个所述碳刷环围绕所述空心轴设置，并沿所述空心轴的径向方向依次间隔设置，且相邻两个所述碳刷环之间形成有第一散热间隙。

在一实施例中，每一所述碳刷环包括多个碳刷段，每一所述碳刷段呈弧形设置，并与至少一所述支撑轴滑动连接；每一所述碳刷环的多个所述碳刷段围绕所述空心轴设置，并位于同一圆周上，每一所述碳刷环的相邻两个所述碳刷段之间间隔形成有第二散热间隙，所述第一散热间隙与所述第二散热间隙相连通。

在一实施例中，所述旋转机构包括：

绝缘盘，所述绝缘盘面向所述第一导电组件的一侧设有安装槽，所述安装槽的底壁与所述空心轴转动连接；

第二导电组件，所述第二导电组件包括设于所述安装槽中的多个所述导流端子，每一所述导流端子围绕所述空心轴设置，并对应所述碳刷组件呈环形设置，多个所述导流端子沿所述空心轴的径向方向依次间隔设置，相邻两个所述导流端子之间设有绝缘间隙；及

滑环吊架，所述滑环吊架一端与所述绝缘盘背向所述安装槽的一侧相连接，所述滑环吊架另一端用于连接风力发电机组的机舱。

在一实施例中，所述第二导电组件还包括多个接线端子，所述接线端子设于所述绝缘盘背向所述导流端子的一侧，并与所述导流端子电连接，所述接线端子用于与所述发电机电连接。

在一实施例中，所述第二导电组件还包括多个绝缘层，每一所述绝缘层设于一所述绝缘间隙内；

且/或，所述导流端子材料为高导电率铜导体。

在一实施例中，所述绝缘盘对应所述空心轴设有贯穿孔，所述贯穿孔内设有轴套，所述空心轴与所述轴套转动配合；所述轴套开设有连通所述贯穿孔和所述空心轴中空部分的通孔，所述贯穿孔、所述通孔及所述空心轴中空部分共同组成过孔，所述过孔用于穿设通讯电缆。

在一实施例中，所述基座背向所述安装面一侧设有防尘板，所述防尘板面向所述空心轴呈锥形设置，以形成锥形锥顶部分，所述锥形锥顶部分对应所述空心轴设有空心管，所述安装面开设有贯穿的导通孔，所述空心管的一端穿过所述导通孔与所述空心轴中空部分连通，所述空心管的另一端贯穿所述防尘板与外部环境相连通，所述空心管用于穿设通讯电缆。

本发明技术方案的集电装置通过基座上的安装面以支撑和安装第一导电组件和旋转机构，在安装面上设有空心轴，使得旋转机构可以绕空心轴进行转动，同时第一导电组件围绕空心轴间隔设置，旋转机构面向第一导电组件的一侧设有导流端子，使导流端子与第一导电组件动态抵接。旋转机构跟随发电机绕空心轴一同旋转，旋转机构相对于第一导电组件转动，且使得导流端子与第一导电组件动态抵接，以实现电性导通，从而达到动态传输和收集发电机所产生电力的目的。该集电装置替代现有技术中的专用扭缆和强制偏航归零装置，使得旋转机构、发电机以及之间连接的出线电缆始终保持相对静止，不需要设计专用的限位和归零装置，从而使得电缆不会出现扭转缠绕的现象，可有效降低材料、设计及调试成本，同时减少发电损耗。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中集电装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例中集电装置的剖面示意图；

图3为本发明一实施例中碳刷组件的剖面示意图；

图4为本发明一实施例中集电装置又一视角的剖面示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	集电装置	2212	第二散热间隙
1	基座	222	第一散热间隙
				11	安装面	23	弹性件
111	空心轴	3	旋转机构
				112	导通孔	31	绝缘盘
12	防尘板	311	安装槽
				121	空心管	312	贯穿孔
2	第一导电组件	313	轴套
				21	支撑件	32	第二导电组件
211	支撑轴	321	导流端子
				22	碳刷组件	322	接线端子
221	碳刷环	323	绝缘层
				2211	碳刷段	33	滑环吊架

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

风力发电机为保证发电效率最大化，需不断进行偏航动作对准风向。因为风电机舱相对于塔筒绕同一轴线旋转，风电机舱旋转一定角度后动力电缆自身扭转或者与其他动力电缆绞到一起，使动力电缆外绝缘层磨损的同时还会造成局部散热不良，长时间的磨损造成电缆抗扭强度下降易发生折断，不仅导致机组停机甚至容易发生起火事故。

现有技术针对以上问题通常采用强制偏航归零装置和专用耐磨绝缘扭缆，但采用强制偏航归零装置需在风机额外设计一套强制返回装置，使材料及设计成本增加，并且需要在风机投运前进行额外调试以对偏航零度及强制偏航角度进行校准，使得工时成本增加，而且在风机偏航至一定角度后强制偏航返回零度的期间内，风机无法正常发电，造成发电量损失；对于专用耐磨绝缘扭缆，其仅能短时缓解磨损，无法解决长时间的磨损情况，并且造价也相对于一般电缆高。

基于上述问题，本发明提出一种集电装置100。可以理解的，该集电装置100用于传输和收集风力发电机组中发电机所产生的电力，可通过动态抵接的方式替代原有扭缆，并可进行动态的电力传输，有效降低材料采购成本，以及设计和调试的成本。

请结合参照图1至图4所示，在本发明实施例中，该集电装置100，用于与风力发电机组的发电机连接，集电装置100包括基座1、第一导电组件2及旋转机构3，基座1设有安装面11，安装面11凸设有空心轴111，第一导电组件2设于安装面11，并围绕空心轴111设置，旋转机构3与空心轴111远离安装面11的一端转动连接，旋转机构3面向第一导电组件2的一侧设有导流端子321，导流端子321与第一导电组件2转动抵接，并电性导通，旋转机构3用于连接发电机，且发电机与导流端子321电连接。

在本实施例中，如图1和图2所示，该集电装置100的基座1，用于支撑和安装第一导电组件2及旋转机构3，基座1是该集电装置100的静止部分，也称定子、固定部或静止体，在此不做限定。基座1一端固定连接于风力发电装置中的塔筒，另一端设有安装面11。可以理解的，基座1可以是基台、安装台、安装架或放置架等，在此不做限定。

在本实施例中，安装面11面向旋转机构3的一侧设有空心轴111，旋转机构3设置于空心轴111远离安装面11的一端，旋转机构3可绕空心轴111进行旋转。同时，在安装面11上，还围绕空心轴111设置有第一导电组件2，第一导电组件2呈环形围绕在空心轴111周边。

可以理解的，空心轴111固定于基座1上的安装面11，一方面用于支撑旋转机构3，另一方面用于保证旋转机构3平稳顺畅的绕空心轴111进行转动。该集电装置100用于动态传输和收集电力，也即在风力发电机组中，集电装置100与机舱一同旋转的同时，也将发电机产生的电力传输到储电系统或电网中。第一导电组件2设计为以空心轴111为轴线，环绕在空心轴111的周边，保证了电力传输的持续性和可靠性。

在本实施例中，旋转机构3可转动的设置于空心轴111上，并与第一导电组件2一侧抵接，实现该集电装置100的动态接触传电。旋转机构3面向第一导电组件2的一侧设有导流端子321，导流端子321面向基座1的一侧与第一导电组件2活动抵接，另一端与发电机的出线端相连。

可以理解的，旋转机构3是该集电装置100的运动部分，也称转子、旋转部或滑环组合体，在此不做限定。导流端子321随旋转机构3一同转动的同时，也将发电机产生的电力传输到第一导电组件2中，实现第一导电组件2和导流端子321的动态抵接和动态电力传输，通过该结构替代原有专用扭缆，有效降低材料及设计成本。

本发明的集电装置100通过基座1上的安装面11以支撑和安装第一导电组件2和旋转机构3，在安装面11上设有空心轴111，使得旋转机构3可以绕空心轴111进行转动，同时第一导电组件2围绕空心轴111间隔设置，旋转机构3面向第一导电组件2的一侧设有导流端子321，使导流端子321与第一导电组件2动态抵接。旋转机构3跟随发电机绕空心轴111一同旋转，旋转机构3相对于第一导电组件2转动，且使得导流端子321与第一导电组件2动态抵接，以实现电性导通，从而达到动态传输和收集发电机所产生电力的目的。该集电装置100替代现有技术中的专用扭缆和强制偏航归零装置，使得旋转机构3、发电机以及之间连接的出线电缆始终保持相对静止，不需要设计专用的限位和归零装置，从而使得电缆不会出现扭转缠绕的现象，应用于风力发电机组中可有效降低材料、设计及调试成本，同时减少发电损耗。

在一实施例中，第一导电组件2包括支撑件21、碳刷组件22及弹性件23，支撑件21设于安装面11，并围绕空心轴111设置，碳刷组件22与支撑件21滑动连接，弹性件23套设于支撑件21，弹性件23的一端与安装面11弹性抵接，弹性件23的另一端与碳刷组件22弹性连接，以使碳刷组件22与导流端子321抵接并电性导通。

在本实施例中，如图1和图2所示，第一导电组件2围绕空心轴111设置，其中支撑件21围绕空心轴111环形间隔设置，支撑件21一端安装于安装面11面向旋转机构3的一侧，支撑件21另一端安装有碳刷组件22。支撑件21可以是支撑架、支撑杆或导杆，在此不做限定。可以理解的，碳刷组件22面向支撑件21的一端设有滑动槽，用于安装和放置支撑件21，支撑件21对碳刷组件22起支撑和导向作用，确保碳刷组件22在正确的位置与导流端子321相抵接，实现电性导通。

在本实施例中，如图1和图2所示，弹性件23两端分别抵接于安装面11和碳刷组件22，推动碳刷组件22与导流端子321抵接，从而确保碳刷组件22接触面完全与导流端子321抵接，避免产生偏磨。在弹性件23弹力作用的同时，部分支撑件21与碳刷组件22仍然保持接触，使得碳刷组件22沿支撑件21上下滑动。可以理解的，弹性件23推动碳刷组件22始终与第二导电组件32紧密抵接，当碳刷组件22在运行一段时间后出现磨损，由于弹性件23的存在，也能继续保持与导流端子321的抵接。同时弹性件23也保证了碳刷组件22可自由的进行上下滑动，避免因卡顿而影响旋转机构3的转动及与第二导电组件32因接触不良而产生发热。

在一实施例中，支撑件21包括设于安装面11的多个支撑轴211，多个支撑轴211围绕空心轴111间隔设置，每一支撑轴211套设有弹性件23，碳刷组件22滑动连接于多个支撑轴211背向安装面11一端。

在本实施例中，如图2所示，支撑件21由多个支撑轴211组成，支撑轴211也可以是支撑杆、支撑柱或者支撑棒等，在此不做限定。支撑轴211设于安装面上，支撑轴211沿空心轴111的径向方向依次间隔设置成一列，同时在围绕空心轴111的周向方向也间隔设有多列，多个支撑轴211设置在同一圆周上。

可以理解的，多个支撑轴211共同形成支撑件21，对碳刷组件22进行支撑和导向，碳刷组件22滑动连接于多个支撑轴211上，并且每一个支撑轴211上均套设有弹性件23，以保证碳刷组件22在每一处的高度均保持一致，保证在与导流端子321的动态抵接中电流传输的稳定以及长时间使用磨损的一致。

在一实施例中，碳刷组件22包括多个碳刷环221，每一碳刷环221与至少一支撑轴211滑动连接，多个碳刷环221围绕空心轴111设置，并沿空心轴111的径向方向依次间隔设置，且相邻两个碳刷环221之间形成有第一散热间隙222。

在本实施例中，如图3所示，在沿空心轴111的径向方向，碳刷组件22设有多个环形的碳刷环221，并且碳刷环221均为围绕空心轴111设置的同心圆，每一个碳刷环221至少需要一个支撑轴211进行支撑和导向，在相邻的两个碳刷环221之间，形成有第一散热间隙222。可以理解的，第一散热间隙222同样沿空心轴111的径向方向间隔设置，第一散热间隙222在碳刷环221与导流端子321的转动摩擦的过程中，能够有效的将热量散发出去，避免因长时间的摩擦导致集电装置内温度过高而产生危险。

在一实施例中，每一碳刷环221包括多个碳刷段2211，每一碳刷段2211呈弧形设置，并与至少一支撑轴211滑动连接；每一碳刷环221的多个碳刷段2211围绕空心轴111设置，并位于同一圆周上，每一碳刷环221的相邻两个碳刷段2211之间间隔形成有第二散热间隙2212，第一散热间隙222与第二散热间隙2212相连通。

在本实施例中，如图3所示，碳刷也称电刷，是一种滑动接触器，每一围绕空心轴111设置的碳刷环211，都由多个碳刷段2211组成，每一个碳刷段2211至少与一个支撑轴211滑动连接，并且多个碳刷段2211在同一圆周上，以和导流端子321相对应。

可以理解的，每一个碳刷段2211至少需要一个支撑轴211支撑，为节约材料，使用尽可能少的碳刷段2211组成一个完整的碳刷环221，通常将碳刷段2211设置为弧形，通过改变碳刷段2211弧形的弧度，来改变不同直径的碳刷环221，也即当碳刷段2211靠近空心轴111时，其弧长较短，宽度要较宽；当碳刷段2211远离空心轴111时，其弧长更长，宽度也随之变的更窄。如此设置在节约碳刷组件22材料的同时，也能保证每一碳刷环221与第二导电组件32的接触面积相同，并且保持碳刷组件22与第二导电组件32不间断的动态抵接和动态电力传输。在同一圆周上相邻的两个碳刷段2211之间，也设有用于散热的第二散热间隙2212，并且第一散热间隙222与第二散热间隙2212相连通，使得在碳刷组件22内部形成一个利于空气流通以进行散热的散热间隙。

在一实施例中，旋转机构3包括绝缘盘31、第二导电组件32及滑环吊架33，绝缘盘31面向第一导电组件2的一侧设有安装槽311，安装槽311的底壁与空心轴111转动连接，第二导电组件32包括设于安装槽311中的多个导流端子321，每一导流端子321围绕空心轴111设置，并对应碳刷组件22呈环形设置，多个导流端子321沿空心轴111的径向依次间隔设置，相邻两个导流端子321之间设有绝缘间隙，滑环吊架33一端与绝缘盘31背向安装槽311的一侧相连接，滑环吊架33另一端用于连接风力发电机组的机舱。

在本实施例中，如图1和图2所示，第二导电组件32设于安装槽311中，绝缘盘31内部绝缘部分通过浇筑工艺形成，将第二导电组件32以及滑环吊架33按照设计尺寸在同平面使用模具临时固定好，然后使用绝缘材料浇筑填充各零件间的缝隙，尤其是对导流端子321之间的绝缘间隙进行填充，当各部件之间的缝隙填充完毕后，继续使用绝缘材料进行浇筑，使绝缘材料整体高出导流端子321两到三公分后停止浇筑，以完成绝缘盘31内部绝缘部分的制作。在另一实施例中，也可通过绝缘材料将各个部件连接固定，形成旋转机构3，以达到减少绝缘材料用料，降低旋转机构3整体重量的目的。

可以理解的，绝缘盘31是旋转机构3的结构部件，绝缘盘31可转动的设置于空心轴111上，旋转机构3一方面通过结构件绝缘盘31与机舱或发电机刚性连接，使得机舱在偏航装置引导下转动的同时也带动旋转机构3一同转动，设于基座1上的空心轴111为旋转机构3提供旋转支撑。同时，第二导电组件32嵌于绝缘盘31中，并与第一导电组件2抵接。

在本实施例中，如图1、图2及图4所示，多个导流端子321设置于绝缘盘31面向碳刷组件22一侧表面，导流端子321对应碳刷环221也沿空心轴111的径向方向间隔设置为不同直径的圆环，多个导流端子321也均围绕空心轴111设置，每一环导流端子321与每一碳刷环221对应抵接，实现旋转机构3和第一导电组件2的动态抵接。

可以理解的，相邻两个导流端子321之间设有绝缘间隙，用于浇筑绝缘材料，使导流端子321之间隔绝以形成独立的通路。多个导流端子321在绝缘盘31的一侧共同形成由多个环形组成的第一导电面，碳刷环221与导流端子321抵接的一侧形成由多个环形组成的第二导电面，第一导电面与第二导电面相动态抵接，以实现将发电机所产生的电力通过第二导电组件32动态传输到第一导电组件2中。

在本实施例中，如图1和图2所示，滑环吊架33一端安装于绝缘盘31周缘，另一端与机舱相连接，使得机舱在转动的同时，通过滑环吊架33带动绝缘盘31绕空心轴111旋转，实现旋转机构3与机舱和发电机的同步转动。在另一实施例中，滑环吊架33可套设于发电机出线电缆外部，作为结构件带动绝缘盘31旋转。

可以理解的，通过滑环吊架33，实现了旋转机构3与机舱和发电机的同步转动，即机舱、发电机、发电机出线电缆和旋转机构3始终保持相对静止，使得发电机出线电缆始终保持放松姿态，不会出现自身扭转或与其他电缆扭转到一起的现象，避免了因持续扭缆而产生的外绝缘层磨损及局部散热不良的问题。

在一实施例中，第二导电组件32还包括多个接线端子322，接线端子322设于绝缘盘31背向导流端子321的一侧，并与导流端子321电连接，接线端子322用于与发电机电连接。

在本实施例中，如图2所示，第二导电组件32面向第一导电组件2一端为导流端子321，导流端子321与碳刷组件22背向基座1一侧抵接，第二导电组件32另一端为接线端子322，接线端子322离散分布于绝缘盘31背向导流端子321一侧，接线端子322与发电机相连，用于传递发电机产生的电力。

可以理解的，第二导电组件32为一体两端设置，通过接线端子322与发电机相连，然后将所产生的电力通过导流端子321传递到第一导电组件2中，在动态抵接的基础上，实现动态电力传输。接线端子322与绝缘盘31之间以及接线端子322与接线端子322之间应保持安全距离，以满足电气隔离的需要。

在一实施例中，导流端子321环数为3的正整数倍，接线端子322个数为6的正整数倍，每一导流端子321与两个接线端子322相连。可以理解的，出于减少谐波、提高发电效率和减少电能传输损耗的原因，通常风力发电机组中发电机为三相发电，因此导流端子321根据风力发电机出口电缆的需要，也加工成三种、六种或九种不同直径的圆环。每一第二导电组件32中一个导流端子321圆环与两个接线端子322相连接。

可选地，导流端子321材料选用高导电率铜导体，以增强与第一导电组件2中碳刷组件22在电力传输过程中的电力传输效率，减少电能传输损耗。

可选地，第二导电组件32还包括多个绝缘层323，每一绝缘层323设于一绝缘间隙内。可以理解的，绝缘间隙用于将相邻两个导流端子321隔绝开，以形成独立的电通路，并且在绝缘间隙中浇筑和填充绝缘材料以形成绝缘层323，避免相邻的导流端子321因距离过近而在空气中发生尖端导电，导致电路受影响。同时，在浇筑的过程中使绝缘层323在面向第一导电组件2的一侧与导流端子321所形成的第一导电面呈平齐，保证旋转机构3与碳刷组件22在相对转动的过程中的平稳性与顺滑性，避免出现卡顿而导致接触不良。

在一实施例中，绝缘盘31对应空心轴111设有贯穿孔312，贯穿孔312内设有轴套313，空心轴111与轴套313转动配合；轴套313开设有连通贯穿孔312和空心轴111中空部分的通孔，贯穿孔312、通孔及空心轴111中空部分共同组成过孔，过孔用于穿设通讯电缆。

在本实施例中，如图2所示，绝缘盘31在浇筑时，对应空心轴111留有贯穿孔312，同时轴套313面向绝缘盘31的一侧开设有通孔，用于后续穿设低压通讯电缆。可以理解的，贯穿孔312、通孔及空心轴111中空部分相互连通，同时空心轴111与基座1背向安装面11的一侧空间相连通，形成过孔，用于穿设对风力发电机组进行低压电路供电及通信控制的电缆。

在本实施例中，如图2所示，旋转机构3通过设于绝缘盘31上的轴套313与空心轴111转动连接。绝缘盘31面向第一导电组件2一侧的几何中心，开设有用于安装轴套313的凹槽，空心轴111一端安装于轴套313内。

可以理解的，轴套313与绝缘盘31相对固定，轴套313对空心轴111进行一定的密封保护，防止粉尘油污侵入造成旋转顿挫。空心轴111与轴套313在绝缘盘31接触的一端设有滚珠轴承，用于保证旋转机构3绕空心轴111转动的顺畅。同时，空心轴111面向绝缘盘31一端设有轴肩，轴套313有与轴肩相对应的凹凸结构，在轴肩处放置有止推轴承，用于承担绝缘盘31所施加的在轴线方向上的力。

在一实施例中，基座1背向安装面11一侧设有防尘板12，防尘板12面向空心轴111呈锥形设置，以形成锥形锥顶部分，锥形锥顶部分对应空心轴111设有空心管121，安装面11开设有贯穿的导通孔112，空心管121的一端穿过导通孔112与空心轴111中空部分连通，空心管121的另一端贯穿防尘板12与外部环境相连通，空心管121用于穿设通讯电缆。

在本实施例中，如图1和图2所示，位于基座1背向安装面11一侧还设有防尘板12，防尘板12面向第一导电组件2的一侧设置为中间高、四周低的锥形，也可设置为穹顶形，弧形或拱形，在此不做限定。同时中央凸起的最高部位也就是锥形锥顶部分与空心轴111的中空部分相对设置，防尘板12的周向截面面积大于旋转机构3的周向截面面积，且在防尘板12的周缘设有凸起隔板或凹槽。

可以理解的，防尘板12用于接收碳刷组件22与导流端子321接触摩擦产生的粉尘，其中粉尘主要由于碳刷组件22的日常磨损而产生，防尘板12设置为中间高、四周低的锥形是为了在接收到粉尘后使粉尘沿坡面聚拢到防尘板12的周缘，便于后续粉尘的清理和收集，在防尘板12的周缘设有凸起隔板或凹槽，也同样是为了使粉尘更便于聚拢和收集。防尘板12的周向截面面积大于旋转机构3以及碳刷组件22的周向截面面积，是为了能更大程度的收集散落的粉尘，避免粉尘向风电机组内其他部件飘散而影响机组正常运行。

在本实施例中，如图2所示，防尘板12中间凸起的部位也即锥形锥顶部分对应空心轴111设有空心管121，空心管121一端与开设于安装面11上的导通孔112相连通，另一端贯穿防尘板12与位于防尘板12下部的容腔相连通，如此设置，可将空心管121、空心轴111以及设于绝缘盘31上的贯穿孔312相连通，形成一个竖直通道，用于穿设通讯电缆以及防止粉尘进入集电装置100内部。

可以理解的，空心管121的设置，可以使通讯电缆从基座1的底部穿入，经过空心轴111从贯穿孔312背向第一导电组件2的一侧穿出，使得通讯电缆不受旋转机构3的限制，不需要跟随机舱一同旋转，保证了对风力发电机组内部的低压电路供电和通信控制。并且空心管121可以物理隔绝粉尘，避免粉尘进入旋转机构3以及空心轴111内部而影响零部件的寿命和正常运作。

本发明还提出一种风力发电装置，该风力发电装置包括风力发电机组、塔筒及上述的集电装置100，该集电装置100的具体结构参照前述实施例，由于本风力发电装置采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本实施例中，风力发电机组包括机舱和连接于机舱的叶轮，机舱与塔筒转动连接，机舱设有发电机，集电装置100的旋转机构3设于机舱，并与发电机相连，集电装置100的基座1与塔筒相连。可以理解的，塔筒内设置有动力导体(例如管母线、电缆)的结构，通过集电装置100实现将风力发电机组的风能转换部件与塔筒内的动力导体实现导电连通。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种集电装置，用于与风力发电机组的发电机连接，其特征在于，所述集电装置包括：

基座，所述基座设有安装面，所述安装面凸设有空心轴；

第一导电组件，所述第一导电组件设于所述安装面，并围绕所述空心轴设置；及

旋转机构，所述旋转机构与所述空心轴远离所述安装面的一端转动连接，所述旋转机构面向所述第一导电组件的一侧设有导流端子，所述导流端子与所述第一导电组件转动抵接，并电性导通，所述旋转机构用于连接所述发电机，且所述发电机与所述导流端子电连接。

2.根据权利要求1所述的集电装置，其特征在于，所述第一导电组件包括：

支撑件，所述支撑件设于所述安装面，并围绕所述空心轴设置；

碳刷组件，所述碳刷组件与所述支撑件滑动连接；及

弹性件，所述弹性件套设于所述支撑件，所述弹性件的一端与所述安装面弹性抵接，所述弹性件的另一端与所述碳刷组件弹性连接，以使所述碳刷组件与所述导流端子抵接并电性导通。

3.根据权利要求2所述的集电装置，其特征在于，所述支撑件包括设于所述安装面的多个支撑轴，多个所述支撑轴围绕所述空心轴间隔设置，每一所述支撑轴套设有所述弹性件，所述碳刷组件滑动连接于多个所述支撑轴背向所述安装面一端。

4.根据权利要求3所述的集电装置，其特征在于，所述碳刷组件包括多个碳刷环，每一所述碳刷环与至少一所述支撑轴滑动连接，多个所述碳刷环围绕所述空心轴设置并沿所述空心轴的径向方向依次间隔设置，且相邻两个所述碳刷环之间形成有第一散热间隙。

5.根据权利要求4所述的集电装置，其特征在于，每一所述碳刷环包括多个碳刷段，每一所述碳刷段呈弧形设置，并与至少一所述支撑轴滑动连接；每一所述碳刷环的多个所述碳刷段围绕所述空心轴设置，并位于同一圆周上，每一所述碳刷环的相邻两个所述碳刷段之间间隔形成有第二散热间隙，所述第一散热间隙与所述第二散热间隙相连通。

6.根据权利要求2所述的集电装置，其特征在于，所述旋转机构包括：

绝缘盘，所述绝缘盘面向所述第一导电组件的一侧设有安装槽，所述安装槽的底壁与所述空心轴转动连接；

第二导电组件，所述第二导电组件包括设于所述安装槽中的多个所述导流端子，每一所述导流端子围绕所述空心轴设置，并对应所述碳刷组件呈环形设置，多个所述导流端子沿所述空心轴的径向方向依次间隔设置，相邻两个所述导流端子之间设有绝缘间隙；及

滑环吊架，所述滑环吊架一端与所述绝缘盘背向所述安装槽的一侧相连接，所述滑环吊架另一端用于连接风力发电机组的机舱。

7.根据权利要求6所述的集电装置，其特征在于，所述第二导电组件还包括多个接线端子，所述接线端子设于所述绝缘盘背向所述导流端子的一侧，并与所述导流端子电连接，所述接线端子用于与所述发电机电连接。

8.根据权利要求6所述的集电装置，其特征在于，所述第二导电组件还包括多个绝缘层，每一所述绝缘层设于一所述绝缘间隙内；

且/或，所述导流端子材料为高导电率铜导体。

9.根据权利要求6所述的集电装置，其特征在于，所述绝缘盘对应所述空心轴设有贯穿孔，所述贯穿孔内设有轴套，所述空心轴与所述轴套转动配合；所述轴套开设有连通所述贯穿孔和所述空心轴中空部分的通孔，所述贯穿孔、所述通孔及所述空心轴中空部分共同组成过孔，所述过孔用于穿设通讯电缆。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的集电装置，其特征在于，所述基座背向所述安装面一侧设有防尘板，所述防尘板面向所述空心轴呈锥形设置，以形成锥形锥顶部分，所述锥形锥顶部分对应所述空心轴设有空心管，所述安装面开设有贯穿的导通孔，所述空心管的一端穿过所述导通孔与所述空心轴中空部分连通，所述空心管的另一端贯穿所述防尘板与外部环境相连通，所述空心管用于穿设通讯电缆。

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