CN203813610U - 一种风力发电机的变桨电气滑环装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及属于风力发电的技术领域，尤其是涉及一种风力发电机变桨电气滑环装置。本装置包括转子和定子；定子套在转子外，且与转子轴配合；所述转子分别通过连接法兰和轴承、连接法兰和轴承与定子轴连接，使定子和转子能够活动旋转配合；所述转子采用轴承与滑环连接头固定连接；其特征在于：所述转子包括滑环连接头、信号环支架、信号环银滑道、环塑料垫片、动力环支架和信号环环体；所述定子由外壳、后盖、至少两块PCB板、至少一对电刷环银刷构成；所述连接法兰和连接法兰之间设有银刷安装架。所述信号环环体套在信号环支架上。本实用新型优点是：信号传输稳定，寿命很长，接触点压力减小，无需润滑维护，滑道磨损小，滑环电气特性好，载流能力强，磨损率低，内阻小噪音低等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及属于风力发电的技术领域，尤其是涉及一种风力发电机的变桨机构上专用的滑环装置。
背景技术
风力发电机在工作时，需要对发电机的叶片角度进行调节，当风力较大时，通过调节装置来减小浆叶迎角，用于防止叶片失速；当风力小时，通过调节装置来增大浆叶迎角，用于加快叶片的转速。
变桨距机构就是在额定风速附近(或以上),依据风速的变化，随时调节浆距角,一方面保证强风时，获取与额定功率相匹配的最大能量；另一方面保证强风时,减少风力对发电机组的冲击。另外，在并网过程中,变桨距控制还可实现快速无冲击并网。
变桨距控制系统与变速恒频技术相配合,最终提高了整个风力发电系统的发电效率和电能质量。但变桨具有时间的滞后性，一般情况下，只有当风机测得，或者通过其他途径获得风速变化的信号之后，才能做出反应。在实际应用中，由于风速变化的非线性，具体操作如今还不能达到提前变桨的程度，这也是提高风力发电系统效率的技术研发的方向之一。
变桨距机构中，电信号的传输主要通过滑环装置来实现。所述滑环装置包括电刷和转子上滑动环。电信号依靠电刷和滑环来实现转子与定子之间的电导通。然而，转动的滑环与静止的电刷之间，是以金属与金属的接触，来实现电能的传输。因此，滑动环与电刷的材料选择，以及它们的结构设计，对于有效地减小电能的损耗非常重要。
首先，在转子相对于定子的旋转过程中，滑环与电刷在不过热的情况下，必须具备足够高的导电性能。但在实际应用中，滑环与电刷的摩擦，会产生金属摩擦碎屑。
另外，在电信号传输的过程中，滑环与电刷工作期间，保证信号的完整性非常重要，如果电刷在滑环上的滑动过程中，出现接触电阻微小变化，会引起电流产生变化，最终引起信号电压的变化，我们可以通过示波器来观察其电压峰值的变化，大部分风电气设备接触噪声电阻在100毫欧下能正常工作。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种风力发电机变桨电气滑环装置，用于改善现有滑环装置在风力发电机运行过程中，滑环滑道与刷子金金连接产生的粉末，避免信号传输过程中，内阻变大而影响信号传递的质量，是对现有滑环装置进行优化升级，以提高现有滑环装置信号传输的质量。
本实用新型是这样实现的，一种风力发电机变桨电气滑环装置，包括转子和定子；定子套在转子外，且与转子轴配合；所述转子分别通过连接法兰2和轴承3、连接法兰11和轴承12与定子轴连接，使定子和转子能够活动旋转配合；所述转子采用轴承与滑环连接头1固定连接；其特征在于：
所述转子包括滑环连接头1、信号环支架5、信号环银滑道7、环塑料垫片8、动力环支架13和信号环环体18；所述信号环支架5的一端与滑环连接头1同轴固定连接，信号环支架5的另一端与连接动力环支架13同轴固定连接；
所述定子由外壳16、后盖15、至少两块PCB板10、至少一对电刷环银刷6构成；采用6块3对PCB板，14对电刷环银刷6；所述连接法兰2和连接法兰11之间设有银刷安装架19。所述信号环环体18套在信号环支架5上，且在信号环环体18上设有信号环银滑道7，每条信号环银滑道7之间采用信号环垫片8分隔。
信号环银滑道7与信号环塑料垫片8是间隔式堆叠安装。
信号环支架5通过导线连接至滑环连接头1中的转子模块17中。
所述外壳16分别与连接法兰2、连接法兰11和后盖15的外缘固定连接，构成一筒体结构。
所述电刷环银刷6通过PCB板10固定在银刷安装架19上，并且通过PCB板10输出线导通连接。
在一条滑道上，设有一副两对共四根银刷，每对两根八字形焊接在PCB板的一个安装孔内，PCB板10接出导线连接至定子侧模块安装盒4中，构成一条信号通道。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型的滑环与纤维电刷结构，不仅接触点成倍增加，使信号传输更加稳定；而且滑环与纤维电刷的接触点压力减小，滑道磨损减少，因此滑环不需要润滑维护，使用寿命很长。另外，由于采用了滑环-纤维电刷的银-银结合，因此硬度比金要强，可有效提高滑环使用寿命，且滑环不需要润滑维护，滑环电气特性十分优秀，滑环可以通过高压电流，载流能力强，磨损率低等特点，此外,银的内阻低于金,所以信号传输背景噪声低。
附图说明
图1是本实用新型的轴向结构剖视图。
图2是本实用新型的结构示意图。
图3是图2的A-A（径向结构）剖视图。
图4是图1局部放大图。
图5是银滑道与银纤维刷接触图
图6是一对电刷的示意图 。
图中：1．滑环连接头； 2.连接法兰； 3.轴承； 4.定子侧模块安装盒； 5.信号环支架； 6.信号环银刷； 7.信号环银滑道； 8.信号环绝缘垫片； 9信号环安装柱；10.PCB板；11.连接法兰；12轴承；13.动力环支架；14.动力环刷架； 15.后盖； 16.外壳； 17.转子模块； 18.信号环环体；19银刷安装架。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型的定子套在转子外，且与定子轴配合。所述转子分别通过连接法兰2和轴承3、连接法兰11和轴承12与定子轴连接，即：定子套装在转子外；连接法兰2和连接法兰11通过信号环安装柱9径向固定，并且分别通过轴承3和轴承12，与定子轴向安装，使定子和转子能够活动旋转配合；所述转子采用深沟球轴承与滑环连接头1固定连接。
所述转子包括：滑环连接头1、信号环支架5、信号环银滑道7、环塑料垫片8、动力环支架13、信号环环体18，参见图1所示。所述信号环支架5的一端与滑环连接头1同轴固定连接，信号环支架5的另一端与连接动力环支架13同轴固定连接；所述信号环环体18套在信号环支架5上，且在信号环环体18上设有信号环银滑道7，每条信号环银滑道7之间采用信号环垫片8分隔。信号环银滑道7与信号环塑料垫片8是间隔式堆叠安装。信号环支架5通过导线连接至滑环连接头1中的转子模块17中。
所述定子由外壳16、后盖15、至少两块PCB板10、多对电刷环银刷6构成，如图2所示，本实施例中，采用6块3对PCB板，14对电刷环银刷6。所述外壳16分别与连接法兰2、连接法兰8和后盖15的外缘固定连接，构成一筒体结构；所述连接法兰2和连接法兰8之间设有银刷安装架19，所述电刷环银刷6通过PCB板10固定在银刷安装架19上，并且通过PCB板10输出线导通连接。在一条滑道上，设有一副两对共四根银刷，每对两根八字形焊接在PCB板的一个安装孔内，PCB板10接出导线连接至定子侧模块安装盒4中，构成一条信号通道。本实用新型的银刷采用银纤维刷，采用银纤维刷与银滑道接触技术，并成倍增加接触点，使得信号传递更加平稳，互不干扰；且压力减小，因此减少了滑道磨损。本实用新型的动力环支架13、动力环刷架14，即动力电源的传输部分为公知技术，不属本实用新型的保护范围，这里不再鳌述。
Claims (9)
1.一种风力发电机变桨电气滑环装置，包括转子和定子；定子套在转子外，且与转子轴配合；所述转子分别通过连接法兰（2）和轴承（3）、连接法兰（11）和轴承（12）与定子轴连接，使定子和转子能够活动旋转配合；所述转子采用轴承与滑环连接头（1）固定连接；其特征在于：
所述转子包括滑环连接头（1）、信号环支架（5）、信号环银滑道（7）、环塑料垫片（8）、动力环支架(13)和信号环环体(18)；所述信号环支架(5)的一端与滑环连接头(1)同轴固定连接，信号环支架(5)的另一端与连接动力环支架(13)同轴固定连接；
所述定子由外壳(16)、后盖(15)、至少两块PCB板(10)、至少一对电刷环银刷(6)构成；所述连接法兰（2）和连接法兰（8）之间设有银刷安装架（19）；
所述信号环环体（18）套在信号环支架（5）上。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机变桨电气滑环装置，其特征在于：所述信号环银滑道（7）与信号环塑料垫片（8）是间隔式堆叠安装。
3. 根据权利要求1所述的一种风力发电机变桨电气滑环装置，其特征在于：所述信号环支架（5）通过导线连接至滑环连接头（1）中的转子模块（17）中。
4. 根据权利要求1所述的一种风力发电机变桨电气滑环装置，其特征在于：所述外壳（16）分别与连接法兰（2）、连接法兰（11）和后盖（15）的外缘固定连接，构成一筒体结构。
5. 根据权利要求1所述的一种风力发电机变桨电气滑环装置，其特征在于：所述电刷环银刷（6）通过PCB板（10）固定在银刷安装架（19）上，并且通过PCB板（10）输出线导通连接。
6. 根据权利要求5所述的一种风力发电机变桨电气滑环装置，其特征在于：所述电刷环银刷(6)采用6块3对PCB板，并焊接固定14副电刷环银刷（6）；所述信号环银滑道（7）的滑道数与电刷相匹配。
7. 根据权利要求6所述的一种风力发电机变桨电气滑环装置，其特征在于：所述电刷环银刷（6）采用银纤维刷。
8. 根据权利要求6所述的一种风力发电机变桨电气滑环装置，其特征在于：所述信号环环体（18）上设有信号环银滑道（7），每条信号环银滑道（7）之间采用信号环垫片（8）分隔。
9. 根据权利要求1所述的一种风力发电机变桨电气滑环装置，其特征在于：所述电刷环银刷（6）在每副两对，共四根银刷，每对两根八字形焊接在PCB板的一个安装孔内，PCB板（10）接出导线连接至定子侧模块安装盒（4）中，构成一条信号通道。
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