CN208226681U - 一种无刷磁耦滑环 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无刷磁耦滑环，可在机械设备中发生相对旋转的两部分设备之间进行电能传输、数据信号通信、控制信号传递，系统内部发生相对旋转的部位无接触点，运行过程中基本不需要维护、可靠性较高。

Description

一种无刷磁耦滑环

技术领域

本发明涉及机电设备领域，具体地涉及一种无刷磁耦滑环，可安装在风力发电机或其它机械装置中发生相对旋转的部位，可在机械装置中发生相对旋转的两部分设备间进行能量传递、控制信号传递、数据传输。

背景技术

随着风力发电机技术的发展，滑环在风力发电机中是一种不可缺少的设备，它可以将电能、控制信号、数据信号传递至风力发电机轮毂内，风力发电机在正常运行过程中，轮毂一直处于旋转状态，要保证轮毂内的设备可以正常接收到风力发电机机舱内的电能、控制信号、数据信号，风力发电机组中轮毂与机舱发生相对旋转的部位必须得安装滑环，当前大多数滑环都以接触导电的方式将电能等信号传递至发生相对旋转的另一端，接触导电方式，在滑环转动过程中必然存在磨损，因此大多数风力发电机滑环必须每年维护一次，且维护过后的滑环稳定性较差，使风力发电机频繁出现故障，严重影响机组可利用率及发电效率，本发明提供的一种无刷磁耦滑环，滑环中发生相对旋转的两部分无接触点，因此不存在磨损，后期基本不需要维护，可大幅提升风力发电机组的可利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种无刷磁耦滑环，以替代现有的有刷滑环，提升滑环的可靠性，降低风力发电机组或其它使用滑环的机电设备的故障率。

本发明实施例的一个方面，提供了一种无刷磁耦滑环，由滑环定子支架、滑环定子线圈、滑环定子光传输装置、滑环转子支架、滑环转子线圈、滑环转子光传输装置、光缆组成。

所述滑环定子支架为中空柱体结构，滑环定子支架侧面安装有滑环定子线圈，滑环定子支架其中一底面安装有滑环定子光传输装置，滑环定子支架与机电设备中发生相对旋转的部位连接。

所述滑环定子线圈为金属导电线圈，安装在滑环定子支架上，通过导线与外部电气设备A连接，当外部电气设备A给滑环定子线圈通入交流电后，滑环定子线圈内部会产生可变磁场。

所述滑环定子光传输装置安装在滑环定子支架其中一底面，滑环定子光传输装置与滑环转子光传输装置相对，且不接触，二者之间通过光信号进行数据通信，滑环定子光传输装置通过光缆与外部电气设备A连接。

所述滑环转子支架为中空柱体结构，滑环转子支架侧面安装有所述滑环转子线圈，滑环转子支架其中一底面安装有滑环转子光传输装置，滑环转子支架与机电设备中发生相对旋转的部位连接，滑环定子支架嵌套于滑环转子支架内部，且滑环定子支架与滑环转子支架可随与之相连的机电设备发生相对旋转。

所述滑环转子线圈为金属导电线圈，安装在滑环转子支架侧面，通过导线与外部电气设备B连接。

所述滑环转子光传输装置安装在滑环转子支架其中一底面，滑环转子光传输装置与滑环定子光传输装置相对，且不接触，二者之间通过光信号进行数据通信，滑环转子光传输装置通过光缆与外部电气设备B连接。

工作原理：当外部电气设备A给滑环定子线圈通入交流电，则滑环定子线圈内部会产生变化的磁场，根据法拉第电磁感应原理，线圈放置于变化的磁场内，线圈两端会产生感应电压，因此滑环转子线圈两端也会产生感应电压，滑环转子线圈两端分别通过导线接入外部电气设备B，从而实现电能从外部电气设备A传送至外部电气设备B；当滑环定子线圈通入交流电后，如滑环定子线圈内部存在导电介质，则导电介质内部会产生涡流，从而使导电介质持续发热，因此滑环定子支架内部使用绝缘材料光缆将滑环定子光传输装置与外部电气设备A连接，滑环定子光传输装置与滑环转子光传输装置处于相对位置，二者之间通过光信号进行控制信号及数据信号传输，滑环转子光传输装置通过光缆与外部电气设备B相连，最终外部电气设备A与外部电气设备B之间通过光缆、滑环定子光传输装置、滑环转子光传输装置建立光通道，进行控制信号及数据信号传输；同样我们可以在所述滑环转子线圈中输入交流电，滑环定子线圈中亦可产生感应电压，因此根据现场情况，可将滑环定子线圈作为电能输入端亦可将滑环转子线圈作为电能输入端。

附图说明：

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1为一种无刷磁耦滑环结构示意图

图1中：

101、滑环定子支架；102、滑环定子线圈；103、滑环定子光传输装置；

201、滑环转子支架；202、滑环转子线圈； 203、滑环转子光传输装置；

301、外部电气设备A；

401、外部电气设备B；

501、光缆。

具体实施方式：

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

现在将参考附图更全面的描述示例实施方式。然而，示例的实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其他的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义的理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明一实施例提供的一种无刷磁耦滑环包括：

一种无刷磁耦滑环由滑环定子支架101、滑环定子线圈102、滑环定子光传输装置103、滑环转子支架201、滑环转子线圈202、滑环转子光传输装置203、光缆501组成。

滑环定子支架101为中空柱体结构，滑环定子支架101侧面安装有滑环定子线圈102，滑环定子支架101其中一底面安装有滑环定子光传输装置103，滑环定子支架101另外一底面与机电设备中发生相对旋转的部位连接。

滑环定子线圈102为金属导电线圈，安装在滑环定子支架101上，滑环定子线圈102通过导线与外部电气设备A301连接，滑环定子线圈102可作为电能输入端使用，亦可作为电能输出端使用，当滑环定子线圈102作为电能输入端使用时，外部电气设备A301给滑环定子线圈102通入交流电后，滑环定子线圈102内部会产生可变磁场。

滑环定子光传输装置103安装在滑环定子支架101其中一底面，滑环定子光传输装置103与滑环转子光传输装置203相对，且不接触，二者之间通过光信号进行数据通信及控制信号传输，滑环定子光传输装置103通过光缆与外部电气设备A301连接。

滑环转子支架201为中空柱体结构，滑环转子支架201侧面安装有滑环转子线圈202，滑环转子支架201其中一底面安装有滑环转子光传输装置203，滑环转子支架201与机电设备中发生相对旋转的部位连接，滑环定子支架101嵌套于滑环转子支架201内部，且滑环定子支架101与滑环转子支架201可随与之相连的机电设备发生相对旋转。

滑环转子线圈202为金属导电线圈，安装在滑环转子支架201侧面，通过导线与外部电气设备B301连接，滑环转子线圈202可作为电能输入端，亦可作为电能输出端，具体使用方式可根据现场情况确定。

滑环转子光传输装置203安装在滑环转子支架201其中一底面，滑环转子光传输装置203与滑环定子光传输装置103相对，且不接触，二者之间通过光信号进行数据通信，滑环转子光传输装置203通过光缆与外部电气设备B连接。

Claims (3)

1.一种无刷磁耦滑环，其特征在于，包含：

滑环定子支架（101）与滑环转子支架（201）分别与机电设备中发生相对旋转的部位连接，滑环定子支架（101）与滑环转子支架（201）之间通过可变磁场进行能量传递，滑环定子支架（101）与滑环转子支架（201）之间通过光信号进行数据通信和控制信号传递。

2.如权利要求1所述的一种无刷磁耦滑环，其特征在于：

所述滑环定子支架（101）为中空柱体结构，嵌套在滑环转子支架（201）内部，滑环定子支架（101）其中一底面安装有滑环定子光传输装置（103），滑环定子光传输装置（103）通过光缆（501）与外部电气设备A（301）连接，滑环定子线圈（102）安装在滑环定子支架（101）侧面，滑环定子线圈（102）可作为电能输入端或输出端通过金属导线与外部电气设备A（301）连接。

3.如权利要求1所述的一种无刷磁耦滑环，其特征在于：

所述滑环转子支架（201）为中空柱体结构，滑环转子支架（201）其中一底面安装有滑环转子光传输装置（203），滑环转子光传输装置（203）通过光缆（501）与外部电气设备B（401）连接，滑环转子线圈（202）安装在滑环转子支架（201）侧面，滑环转子线圈（202）可作为电能输入端或输出端通过金属导线与外部电气设备B（401）连接。