CN116255352B - 一种防冰风扇组件以及防冰风扇系统 - Google Patents
一种防冰风扇组件以及防冰风扇系统 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种防冰风扇组件以及防冰风扇系统,属于空气动力学试验技术领域。防冰风扇组件用于安装于风洞中,其结构包括了风扇、导电滑环和连接件,风扇的转轴的一端设置有第一通道,导电滑环具有滑环转子;连接件的轴向的一端与风扇的转轴同轴连接,连接件的轴向的另一端滑环转子同轴连接,从而使连接件对风扇转轴起到延长的效果,使得导电滑环与风扇之间的间距更大,方便导电滑环的更换。另外,风扇转轴内设置第一通道,连接件内设置第二通道,并且第一通道和第二通道连通后供线缆穿过,还能够对线缆起到防护作用。
Description
技术领域
本申请属于空气动力学试验技术领域,尤其涉及一种防冰风扇组件以及防冰风扇系统。
背景技术
在低速风洞中,通常由电机驱动风扇连续旋转产生气流用于模拟气流场。如果防冰风扇系统安装在结冰气象环境,叶片前缘有较大结冰风险,如结冰风洞的风扇叶片。
目前,一种可行的风扇叶片防冰方案是电加热防冰,即通过在风扇叶片上设置加热单元对风扇叶片进行加热,以达到防止风扇叶片结冰的目的。并通过导电滑环实现加热单元与电源的电路连接。
由于导电滑环为易损件,需要定期的更换,更换时需要将导电滑环与风扇加热单元之间的线缆分离,而这一步骤需要操作人员进入风洞中安装风扇的安装空间内进行。但是,风洞中安装风扇的空间狭窄,操作人员进入困难,因此,如何更方便的对导电滑环进行更换,是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请旨在至少能够在一定程度上解决目前的导电滑环不易更换的技术问题。为此,本申请提供了一种防冰风扇组件以及防冰风扇系统。
本申请实施例提供的一种防冰风扇组件,用于安装于风洞中,其机构包括:
风扇,所述风扇的转轴的一端设置有第一通道;
导电滑环,所述导电滑环具有滑环转子;以及,
连接件,所述连接件的轴向的一端与所述风扇的转轴同轴连接,所述连接件的轴向的另一端滑环转子同轴连接,所述连接件内设置有贯穿所述连接件轴向两端的第二通道,所述第二通道与所述第一通道连通。
作为可选的,为了更好的实现本申请,所述连接件包括第一部件和第二部件,所述第一部件的两端与所述风扇和滑环转子可拆卸连接,所述第二部件的两端与所述风扇和滑环转子可拆卸连接,所述第一部件设置有第一开口槽,所述第二部件设置有第二开口槽,所述第一开口槽和所述第二开口槽相对设置,所述第一开口槽和所述第二开口槽限定出所述第二通道。
作为可选的,为了更好的实现本申请,所述第一开口槽和所述第二开口槽中的至少一者的槽壁设置有固定杆,所述固定杆用于固定穿设于所述第二通道中的线缆。
作为可选的,为了更好的实现本申请,所述第一部件与第二部件中的至少一者的端部设置有止口部。
作为可选的,为了更好的实现本申请,第一部件和第二部件之间设置有密封胶。
本申请实施例还提供了一种风扇防冰系统,包括加热组件以及上述的防冰风扇组件,所述滑环转子具有多个电环,所述加热组件为多个,每个所述加热组件分别通过第一线缆串联于不同的所述电环上,所述第一线缆穿设于所述第一通道和第二通道内,每个所述加热组件包括多个并联的加热单元,所述风扇具有多个叶片,至少部分所述叶片上设置有所述加热单元。
作为可选的,为了更好的实现本申请,所述第一线缆包括第一线缆a和第一线缆b,所述第一线缆a的一端与所述加热组件连接,所述第一线缆b的一端与所述滑环转子的电环连接,所述第一线缆a与所述第一线缆b可拆卸连接的位置位于所述第二通道内。
作为可选的,为了更好的实现本申请,所述第一线缆a与所述第一线缆b直接连接或通过航空插头间接连接。
作为可选的,为了更好的实现本申请,所述风扇防冰系统还包括电源,所述导电滑环具有滑环定子,所述滑环定子具有多个电刷,多个所述电刷并联后与电源连接。
作为可选的,为了更好的实现本申请,所述风扇防冰系统包括温控系统,所述温控系统与所述电源相连接。
本申请与现有技术相比,具有以下有益效果:
本申请提供的一种防冰风扇组件,通过在风扇转轴与导电滑环之间设置连接件,将连接件的一端与转轴同轴连接,将连接件的另一端与滑环转子同轴连接,从而使连接件对风扇转轴起到延长的效果,使得导电滑环与风扇之间的间距更大,导电滑环的安装/更换空间更大,方便导电滑环的安装/更换。另外,还通过在风扇转轴内设置第一通道,连接件内设置第二通道,使第一通道和第二通道连通后形成线缆的通道,以便于使导电滑环与风扇上的加热组件的电缆通过第一通道和第二通道设置,使连接件在对线缆起到防护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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示出了防冰风扇组件的结构示意图;
图2示出了图1中连接件的结构示意图;
图3示出了图2中连接件的分离结构示意图;
图4示出了防冰风扇系统的接线示意图。
附图标记:
100-风扇;110-转轴;111-第一通道;120-轮毂;130-叶片;
200-导电滑环;210-滑环转子;220-滑环定子;
300-连接件;310-第一部件;311-第一开口槽;320-第二部件;321-第二开口槽;330-第二通道;340-止口;350-第一法兰;351-第一法兰部件A;352-第一法兰部件B;360-第二法兰;361-第二法兰部件A;362-第二法兰部件B;370-固定杆;
400-加热单元;401-导线;410-第一处并联点;420-第二处并联点;430-第一线缆;431-第一线缆a;432-第一线缆b;440-第二线缆;
500-电机;510-联轴器。
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。
需要说明的是,本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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。
下面结合附图并参考具体实施例描述本申请:
风扇为风洞试验中的动力核心,以向风洞提供所需的气流。风洞中所使用的风扇为大尺寸风扇,以某一结冰风洞中的风扇系统为例,该风扇直径6.6米,轮毂120直径5米,风扇叶片弦长约0.8米,风扇叶片为28支。风扇的重量较重,无法采用悬臂支撑的安装方式,因此,如图1所示,风扇100的轮毂120轴向设置有转轴110,转轴110从轮毂120的两侧延伸,且转轴110延伸的两侧分别通过风扇100支撑轴承支撑,达到对风扇100的安装固定。风扇100的一端与驱动电机500相连接,以通过驱动电机500控制风扇100的启/停和转速,风扇100与驱动电机500的连接方式可以是通过联轴器510连接,也可以是直接连接。
通常情况下,风洞内设置有专门安装风扇100的腔室(图中未示出),风扇100和驱动电机500均固定在该腔室中,该腔室在安装风扇100之后,剩余的空间较为狭小,操作人员难以进入该腔室中。因此,导电滑环200通常与风扇100预装在一起后再一同安装于该腔室中。但是,后期对导电滑环200定期更换时,则因为操作人员难以进入该腔室中,并越过风扇轮毂120,导致更换导电滑环200的难度较大。
针对上述的技术问题,本实施例提供了一种如图1所示的防冰风扇组件,其结构包括了风扇100、导电滑环200和连接件300。
具体的,风扇100的转轴110具有位于轮毂120一侧的第一端和位于轮毂120另一侧的第二端,第二端用于连接驱动电机500,第一端的端部方向则为风扇100的出风方向。导电滑环200具有相配合的滑环转子210和滑环定子220,滑环转子210能够相对于滑环定子220转动。连接件300具有轴向的两端,且连接件300轴向的一端与风扇100转轴110的第一端同轴且可拆卸连接,连接件300轴向的另一端与滑环定子220同轴且可拆卸连接。当驱动电机500驱动风扇100转动时,风扇100的转轴110带动连接件300转动,并通过连接件300带动滑环转子210的转动。滑环定子220可以与风洞的地面或墙体通过止旋部件连接,以防止滑环定子220跟随滑环转子210转动。当然,滑环定子220也可以固定在其他静止的安装基础上或者采用其他的固定方式,例如通过止挡结构对滑环定子220上设置的止旋片进行限位,只要能够达到防止滑环定子220跟随滑环转子210转动的效果即可。
由于风扇100组件安装在风洞的腔室中以后,风扇100的出风端必然朝向腔室的开口。因此,本实施例中在转轴110和导电滑环200之间设置连接件300,使得连接件300在与转轴110的第一端同轴连接之后,连接件300能够起到对转轴110第一端的延长的效果,使得导电滑环200与风扇100之间的间距更大,更加方便操作人员进行相应的操作。优选的,根据风扇100在风洞的腔室内的安装深度对连接件300的长度进行相应的选择,则可以将连接件300与导电滑环200的连接一端设置于能够更加便于安装的位置。例如,将连接件300与导电滑环200的连接的一端延伸至腔室外,则可以使操作人员在不进入腔室的情况下,完成对导电滑环200的更换。
进一步的,由于导电滑环200是用于实现转动件与静止件之间电流和/或信号之间的传输,而在本实施例中,防冰风扇100指的是指风扇100叶片130具有加热功能的风扇100。因此,在本实施例中,在将导电滑环200通过连接件300与风扇100相对固定之后,还需要考虑线缆的安装。由于结冰风洞为潮湿环境,因此线缆需要满足防潮、防水的要求。
有鉴于此,本实施例在风扇100的转轴110的一端设置有第一通道111,这里的转轴110的一端指的是转轴110的第一端,同时,在连接件300上设置贯穿连接件300轴向两端的第二通道330,在连接件300与风扇100连接之后,第一通道111与第二通道330连通。设置第一通道111和第二通道330后,能够将风扇100叶片130与导电滑环200之间实现电流和/或信号传输的线缆穿设于第一通道111和第二通道330中,这样能够降低甚至避免线缆与外界潮湿环境的接触,以此使线缆能够有效的满足防潮、防水的要求,同时,第一通道111所在的转轴110和第二通道330所在的连接件300还能够对线缆起到防护作用,在一定程度上防止线缆损坏。
另外,风扇叶片130上设置的每个加热单元400分别通过独立一根沿风扇轮毂120径向设置的导线401汇聚在风扇的轮毂120中心处,再进入第一通道111和第二通道330中与上述的线缆连接后与导电滑环200连接,这样,使得整个电路部分均能够满足防潮、防水的要求。
进一步的,第一通道111和第二通道330同轴设置,且第一通道111与风扇100的转轴110同轴设置。从而使得线缆能够从转轴110的轴芯处穿过,从而使风扇100转轴110转动过程中,线缆不会出现摆动。
请参照图1、图2和图3所示,上述的连接件300的结构包括了第一部件310和第二部件320。第一部件310的两端与风扇100和滑环转子210可拆卸连接,第一部件310上设置有第一开口槽311,第一开口槽311的长度方向为滑环转子210与转轴110的连接方向。第二部件320的两端同样也能与风扇100和滑环转子210可拆卸连接。第一部件310上设置有第二开口槽321,第二开口槽321的长度方向为滑环转子210与转轴110的连接方向。并且,在第一部件310和第二部件320均与风扇100和滑环转子210连接之后,第一开口槽311的槽口与第二开口槽321的槽口相对设置,且第一开口槽311和第二开口槽321共同限定出第二通道330。
优选的,第一开口槽311和第二开口槽321均为弧形槽,第一开口槽311和第二开口槽321限定出圆形第一通道111。当然,在一些可选实施方式中,第一开口槽311和第二开口槽321并不限于弧形,其形状还可以是矩形、锥形等其他任意形状。弧形形状能够降低开口槽的应力集中现象,提高第一部件310和/或第二部件320的强度。
在本实施例中,第一部件310和第二部件320由一个整体的连接件300沿轴向切割而成的对半分开的两部分,这样能够保证第一部件310和第二部件320相贴合之后的密封性。当然,在一些可选实施方式中,第一部件310和第二部件320可以单独的制造。
通过将连接件300设置为第一部件310和第二部件320组成,在安装导电滑环200时,可以先将第一部件310与转轴110和滑环转子210连接固定,之后再在第一开口槽311内完成对线缆的连接固定,之后再将第二部件320与转轴110和滑环转子210连接固定。这样设置,在更换导电滑环200时,也只需将第一部件310和第二部件320其中之一取下,即可完成线缆的连接或拆分。若连接件300为整体,则线缆的连接或拆分需要在连接件300外实现,因此,这种方式的线缆通常需要预留一定的余量长度才能实现线缆连接或拆分,这一部分余量长度则能够使得线缆能够伸出于第二通道330外实现对接。但是,对接线缆之后,还需要将连接件300与滑环转子210连接,此时,需要将线缆塞入第二通道330中,这样会导致线缆处于弯曲状态,从而使得风扇100转动带动连接件300转动过程中,线缆会出现甩动,长期以往,容易导致线缆的连接位置或其他位置出现损坏现象。更有甚者,线缆会与第二通道330的内壁相接触,使得风扇100转动带动连接件300转动过程中,线缆会与第二通道330的内壁不断的摩擦,导致线缆损坏。
而本实施例在将连接件300设置为第一部件310和第二部件320组成之后,则能够无须对线缆预留上述的余量长度,从而使得线缆在第二通道330内连接之后,线缆处于绷直状态,降低了线缆出现甩动的现象,也避免了线缆与第二通道330内壁摩擦的现象。
更进一步的,为了提高连接件300与风扇100转轴110以及导电滑环200的连接稳定性,在本实施例中,连接件300与滑环转子210之间通过第一法兰350连接,连接件300与转轴110之间也通过第二法兰360连接。第一法兰350由第一法兰部件A351和第一法兰部件B352组成,第二法兰360由第二法兰部件A361和第二法兰部件B362组成。设置在第一部件310上的第一法兰部件A351和第二法兰部件B362连接转轴110和滑环转子210,设置在第二部件320上的第二法兰部件A361和第二法兰部件B362连接转轴110和滑环转子210。在将连接件300切割成第一部件310和第二部件320之后,则第一法兰350被切割为上述第一法兰部件A351和第一法兰部件B352,第二法兰360同样被切分第二法兰部件A361和第二法兰部件B362。
第一法兰350上设置有至少4个均布的孔道以供螺栓穿过,第二法兰360上设置有至少4个均布的孔道以供螺栓穿过,相应的则在风扇100转轴110的端面设置有至少4个螺纹孔与第一法兰350的孔道相适配,在滑环转子210的端面也设置有至少4个螺纹孔与第二法兰360的孔道相适配。优选的,第一孔道和第二孔道的数量均为6个。
进一步的,第一开口槽311和第二开口槽321中的至少一者的槽壁设置有固定杆370,所述固定杆370用于固定穿设于所述第二通道330中的线缆。设置固定杆370之后,则能够进一步防止线缆的甩动,使得线缆能够与连接件300同步转动。
优选的,固定杆370沿第一通道111的径向设置。这样设置,能够在线缆在固定在固定杆370上之后,使线缆位于第一通道111的轴线上。这样,在转轴110转动过程中,线缆能够原地自转,不会产生甩动现象,进一步提高了线缆的寿命。
需要提出的是,在本实施例中,固定杆370与第一开口槽311和/或第二开口槽321的固定方式为,在第一开口槽311和/或第二开口槽321设置有轴向分布的至少一个螺孔,以将固定杆370螺纹连接于螺孔上。多个螺孔可以调整固定杆370的位置,或者设置多个固定杆370共同固定线缆。
另外,若线缆的数量较多,则可以将线缆先通过扎带或者胶带捆扎成一束,再固定在固定杆370上。
为了提高连接件300与转轴110以及滑环转子210之间同轴定位的稳定性,在本实施例中,第一部件310与第二部件320中的至少一者的端部设置有止口340部。具体的,在本实施例中,第一通道111为圆孔。以止口340部设置于第一部件310的端部为例,与转轴110相连接的一端的止口340部为外止口340,止口340部凸出于第一部件310的端部,且止口340部的端面形状呈半圆形,该止口340部的外径与第一通道111的内壁直径相适配,止口340部可插接于第一通道111内,且止口340部能够限制第一部件310的径向移动,从而对第一部件310起到了定位作用,保证第一部件310与第一通道111连接后保持同轴。同理,第一部件310与滑环转子210连接的一端也设置有止口340部,该止口340部为内止口340。
需要说明的是,这里的外止口340和内止口340的选择可以根据转轴110和滑环转子210的结构进行相应的选择和适配。对此,本实施例不做具体限制。并且,第二部件320的两端也可以选择性的设置止口340部,这样使得无论第一部件310或第二部件320单独安装时,均能够通道止口340部进行导向或定位。
通过上述的防冰风扇组件,则能够解决防冰风洞中,导电滑环200更换难度大的技术问题。
在导电滑环200的滑环转子210中,通常设置有多个电环,并且,在导电滑环200的滑环定子220中,则设置有多个电刷,每个电刷分别对应一个电环,滑环转子210转动过程中,电环同步转动,并且,电刷与对应的电环始终保持接触,以实现电导通。电环的数量则代表了导电滑环200的通道数量。现有技术中,通常是将每个加热单元通过一根单独的导线与导电滑环的一个通道相对应电连接。由于在每个通道的额定电流相同的情况下,导电滑环200的通道数量越多,则导电滑环200的成本越高,体积越大。并且,由于结冰风洞中所使用的风扇100尺寸大、叶片130数量多,因此,采用现有的技术,势必会导致导电滑环需要较多的通道数量。因此,如何在满足对叶片130防冰效果的情况下,降低导电滑环200的通道数量,是进一步需要解决的技术问题。
有鉴于此,本申请实施例还提供了一种风扇100防冰系统,该防冰系统包括电源、加热组件以及上述的防冰风扇组件。请结合图1至图4,加热组件为多个,每个加热组件分别通过第一线缆串联于不同的电环上,使加热组件与导电滑环200连接,导电滑环200则与电源相连接。并且,多根第一线缆穿设于第一通道111和第二通道330内,通过第一线缆实现了滑环转子210与加热组件的电路连接。每个加热组件包括了多个并联在一起的加热单元400,至少部分叶片130上设置有该加热单元400,加热组件在导通之后,则能够对风扇100叶片130进行加热,起到防止叶片130结冰的效果。电源与导电滑环200、加热单元400构成了加热主回路。多个并联的加热单元400形成第一处并联点410。
通过将多个加热组件分别与电环串联,并将每个加热组件设置为多个加热单元400并联构成,这样设置,与每个加热单元400分别与滑环转子210上的电环逐一串联相比,在一方面,能够减少导电滑环200的通道数量,降低导电滑环200的成本和体积,在另一方面,滑环转子210上具有多根转子出线,多根第一线缆是分别与多根转子出线相串联。第一线缆所需的能够承载的电流为第一线缆所对应的加热单元400上的多个加热单元400的电流之和,但是第一线缆所需的线径则小于多个加热单元400分别采用导线与转子出线连接后导线的线径之和,因此,加热单元400并联后再与导电滑环200串联,还能够降低滑环转子210的转子出线线径,为后续的安装调试提供了方便。
需要说明的是,在防冰风扇100系统中所使用加热单元400设置位置通常为叶片130的前缘,并且,通常是通过阻性加热材料敷设在叶片130前缘形成加热单元400,加热材料的敷设方式既可以是内置在叶片130前缘复合材料内,也可以敷设在叶片130前缘表面,通过精确控制,各叶片130加热单元400电阻可以尽量做到一致,因此风扇100系统各叶片130工作环境和负载特性基本一样,叶片130加热功能也基本一致,之后通过设置在风扇100叶片130内部的腔道穿设加热单元400的导线,将每个叶片130的阻性加热材料通过导线汇聚于风扇100的轮毂120处,在轮毂120内将加热单元400按照预定的加热组件分组,并将每个加热组件内的加热单元400并联。多个加热单元400的并联通过焊接的方式实现,以减少加热单元400并联点的尺寸。
优选的,每个叶片130上均设置有一个加热单元400,并且,每个加热组件中的加热单元400的数量相同,这样,更加方便通过对电流大小的调整来实现对每个叶片130加热温度的调整。
进一步的,第一线缆包括了第一线缆a和第一线缆b。第一线缆a的一端与加热组件连接,即第一线缆a的一端与多个并联后的加热单元400连接。第一线缆b的一端与所述滑环转子210的电环连接,所述第一线缆a与所述第一线缆b可拆卸连接的位置位于所述第二通道330内。这样设置,能够使得在需要对导电滑环200进行更换时,可以拆除连接件300中的第一部件310或第二部件320中的一个,即可实现对第一线缆a和第二线缆b的分离或连接,更加方便了对导电滑环200与加热组件电路的安装。
进一步的,在第一通道111的直径大于航空插头的直径的情况下,则可以将第一线缆a和第一线缆b通过航空插头连接,即将航空插头的母座与公座中的一者与多根第一线缆a连接,将航空插头的母座与公座中的另一者与多根第一线缆b连接。通过插拔公座和母座的方式实现第一线缆a与第一线缆b的连接或分离。当然,在第一通道111的直径大于航空插头的直径的情况下,则可以通过缠绕的方式,直接将第一线缆a与第一线缆b连接。
需要提出的是,电源可以是交流电源,也可以是直流电源。当电源为交流电源时,电加热主回路依次为熔断器、断路器、接触器和可调直流电源等,通过无极调节直流电源电压幅值,实现风扇100叶片130温度精确控制;如果采用交流电源加热,电加热主回路依次为熔断器、断路器、接触器和固态继电器等,通过控制主回路固态继电器通断时间或占空比精确控制叶片130加热功率。
进一步的,风扇100防冰系统中,多个电刷通过设置在电环定子上的进线并联后与电源相连接,这里的并联可以通过分线箱实现。形成第二处并联点420。通过设置第二处并联点420,将电源输出线缆通过母线端子与导电滑环的滑环定子220上的转子出线并联,实现导电滑环的通道并联传输大电流,减小了滑环定子220线缆线径。通过设置第一处并联点410和第二处并联点420,使得整个加热主回路构成二级并联,减导电滑环200的通道数。
以某一结冰风洞中的防冰风扇100系统为例,该风扇100系统直径6.6米,轮毂120直径5米,风扇100叶片130弦长约0.8米,共有28支叶片130,每支叶片130额定加热电流超过10A,额定加热电压DC110V,额定输出电流超过280A,电加热主回路输出正/负两根母线。如果每支叶片130的加热回路采用滑环独立通道供电,所有叶片130加热线缆在主回路地面分线箱处并联,滑环强电传输至少需要56个通道。采用分组二级并联后,将28支叶片130分为4个组,在第二处并联点420将加热主回路出线分为4路,每个叶片130分组占用2个滑环强电通道,4个分组叶片130电加热主回路正负母线共占用滑环8个强电通道,每个通道电流按照100A设计。在第二处并联点420时,28支叶片130分为4组,每组7支叶片130并联,滑环每个转子输出通道线缆分别与7支叶片130加热线缆并联,滑环转子210的转子出线线径10mm2,每支叶片130加热线缆线径2.5mm2。
进一步的,上述风扇100防冰系统还包括温控系统,温控系统与电源相连接,温控系统通过控制加热主回路的通断以及电流大小,实现对加热温度的控制。并且,还能在风扇100叶片130上的加热单元内设置有温度传感器,各温度传感器的线缆与加热单元的电流线缆一同从轮毂内接入轮毂中心,并依次通过第一通道111、第二通道330后接入滑环转子210的转子出线,再经过滑环定子220的定子出线后与温控系统连接,使得温控系统能够获取每个加热单元的温度,实现每个防冰风扇的加热单元的温度实时监控。温控系统还与加热主回路上的电路相连接,以控制加热主回路的通断或者电流大小。具体的,在本实施例中,温控系统与加热主回路上的固态继电器或可控硅相连接。
在控制叶片的加热温度时,将所有叶片温度反馈值取平均值作为电加热回路温度反馈,实现防冰风扇组件温度闭环控制。当监测到任一防冰风扇组件温度超过一定温度(如60℃),电加热系统立即断电保护,保护叶片运行安全。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
Claims (10)
1.一种防冰风扇组件,用于安装于风洞中,其特征在于,包括:
风扇,所述风扇的转轴的一端设置有第一通道;
导电滑环,所述导电滑环具有滑环转子;以及,
连接件,所述连接件的轴向的一端与所述风扇的转轴同轴连接,所述连接件的轴向的另一端滑环转子同轴连接,所述连接件内设置有贯穿所述连接件轴向两端的第二通道,所述第二通道与所述第一通道连通;
所述滑环转子具有多个电环;
还包括多个加热组件,每个所述加热组件分别通过第一线缆串联于不同的所述电环上,所述第一线缆穿设于所述第一通道和第二通道内,每个所述加热组件包括多个并联的加热单元,所述风扇具有多个叶片,至少部分所述叶片上设置有所述加热单元。
2.根据权利要求1所述的防冰风扇组件,其特征在于,所述连接件包括第一部件和第二部件,所述第一部件的两端与所述风扇和滑环转子可拆卸连接,所述第二部件的两端与所述风扇和滑环转子可拆卸连接,所述第一部件设置有第一开口槽,所述第二部件设置有第二开口槽,所述第一开口槽和所述第二开口槽相对设置,所述第一开口槽和所述第二开口槽限定出所述第二通道。
3.根据权利要求2所述的防冰风扇组件,其特征在于,所述第一开口槽和所述第二开口槽中的至少一者的槽壁设置有固定杆,所述固定杆用于固定穿设于所述第二通道中的线缆。
4.根据权利要求2所述的防冰风扇组件,其特征在于,所述第一部件与第二部件中的至少一者的端部设置有止口部。
5.根据权利要求2所述的防冰风扇组件,其特征在于,第一部件和第二部件之间设置有密封胶。
6.一种防冰风扇系统,其特征在于,包括权利要求1-4任一项所述的防冰风扇组件。
7.根据权利要求6所述的一种防冰风扇系统,其特征在于,所述第一线缆包括第一线缆a和第一线缆b,所述第一线缆a的一端与所述加热组件连接,所述第一线缆b的一端与所述滑环转子的电环连接,所述第一线缆a与所述第一线缆b可拆卸连接的位置位于所述第二通道内。
8.根据权利要求7所述的一种防冰风扇系统,其特征在于,所述第一线缆a与所述第一线缆b直接连接或通过航空插头间接连接。
9.根据权利要求6所述的一种防冰风扇系统,其特征在于,所述防冰风扇系统还包括电源,所述导电滑环具有滑环定子,所述滑环定子具有多个电刷,多个所述电刷并联后与电源连接。
10.根据权利要求9所述的一种防冰风扇系统,其特征在于,所述防冰风扇系统包括温控系统,所述温控系统与所述电源相连接。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6093000A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-05-24 | ザ ビー.エフ.グツドリツチ カンパニー | 滑りリング組立体及びその製造方法 |
DE59603947D1 (de) * | 1995-04-06 | 2000-01-27 | Opel Adam Ag | Einrichtung zur Bedienung zumindest eines in ein Kraftfahrzeug eingebauten Gerätes |
CA2334502A1 (en) * | 2000-02-11 | 2001-08-11 | Barry K. Witherspoon | Noble metal clad brush wire and slip ring assembly |
CN101902006A (zh) * | 2010-08-25 | 2010-12-01 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 导电滑环 |
CN204386814U (zh) * | 2014-12-31 | 2015-06-10 | 华仪风能有限公司 | 风力发电机组主轴电缆固定装置 |
CN113689988A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-11-23 | 南通市通能通讯科技有限公司 | 一种具有循环散热功能的电缆 |
CN216214700U (zh) * | 2021-10-28 | 2022-04-05 | 中船九江精达科技股份有限公司 | 一种转台用组合式高屏蔽滑环 |
-
2023
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6093000A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-05-24 | ザ ビー.エフ.グツドリツチ カンパニー | 滑りリング組立体及びその製造方法 |
DE59603947D1 (de) * | 1995-04-06 | 2000-01-27 | Opel Adam Ag | Einrichtung zur Bedienung zumindest eines in ein Kraftfahrzeug eingebauten Gerätes |
CA2334502A1 (en) * | 2000-02-11 | 2001-08-11 | Barry K. Witherspoon | Noble metal clad brush wire and slip ring assembly |
CN101902006A (zh) * | 2010-08-25 | 2010-12-01 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 导电滑环 |
CN204386814U (zh) * | 2014-12-31 | 2015-06-10 | 华仪风能有限公司 | 风力发电机组主轴电缆固定装置 |
CN113689988A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-11-23 | 南通市通能通讯科技有限公司 | 一种具有循环散热功能的电缆 |
CN216214700U (zh) * | 2021-10-28 | 2022-04-05 | 中船九江精达科技股份有限公司 | 一种转台用组合式高屏蔽滑环 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
大型水轮发电机机组滑环装置安全运行与分析;余维坤;;水力发电(10);46-48 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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