CN208820632U - 一种风力发电机集电环碳刷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机集电环碳刷装置，包括刷座、刷握、碳刷和涡卷弹簧，其中，刷座包括刷座本体、固定板、第一锁定孔、梯形槽和固定孔。所述刷握包括与梯形槽匹配的梯形体，固定在梯形体上的连接板，固定在连接板上、用于碳刷安装的碳刷安装体，贯穿梯形体设置的操作柄，设置在碳刷安装体顶部的燕尾轨，套在燕尾轨上、用于安装涡卷弹簧的接触力调节板，设置在接触力调节板上的调节锁定装置，以及设置在连接板上、且与刷辫连接的刷辫固定螺栓。通过上述方案，本实用新型具有结构简单、调整可靠、更换便捷等优点。

Description

一种风力发电机集电环碳刷装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其是一种风力发电机集电环碳刷装置。

背景技术

集电环碳刷装置，是风力发电机转子(旋转部件)与直流励磁(固定部件)之间的连接部件，其中，集电环安装在转子轴上，并随转子一起旋转，通过集电环碳刷装置将励磁电流引入转子内，在旋转的转子周围产生旋转的电磁场，旋转的电磁场切割定子线棒产生交流电。由此可见，集电环碳刷装置在风力发电机中起着至关重要的作用。总所周知，风力发电机和集电环均为卧式安装，正极(负极)碳刷安装在同一纵向平面。小型风力发电机的碳刷可设置一组(即正极一个，负极一个)或几组，其均安装在集电环的上半部分。但是针对于中大型风力发电机(励磁电流较高者)，需要环集电环一周设置数个碳刷。通常情况下，风力发电机的碳刷尺寸为25mm*32mm*60mm，其重量可达0.18～0.2kg。在中大型风力发电机中，分布在集电环上半部分的碳刷与集电环之间的挤压接触力F1等于弹簧挤压力F2与碳刷重力G*cosθ之和，而分布在集电环下半部分的碳刷与集电环之间的挤压接触力F1等于弹簧挤压力F2减去碳刷重力G*cosθ(θ表示碳刷安装点和集电环中心连线与重力方向的夹角)。

目前，碳刷架安装的位置均采用碳刷架与集电环之间的距离为标准进行调整(如图1所示)，其安装方式的不足之处在于，安装在不同位置的碳刷受力不等，使碳刷磨损程度呈现上大下小。由于碳刷磨损程度，使得安装集电环上半部分的碳刷的温度、电流均高于安装集电环下半部分的碳刷的。严重时，可能损坏碳刷和划伤集电环。另外，在负极粉化效应的影响下，加速了安装在集电环上半部分的负极碳刷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风力发电机集电环碳刷装置，主要解决现有技术中存在的受力不平衡、磨损不均匀等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种风力发电机集电环碳刷装置，包括用于安装在风力发电机碳刷安装架上的刷座，与刷座配套使用的刷握，安装在刷握内、且与集电环接触的碳刷，以及安装在刷握上、用于向碳刷提供挤压接触力的涡卷弹簧。所述碳刷上设有电气连接的刷辫。

所述刷座包括刷座本体，设置在刷座本体两侧边缘的固定板，设置在刷座本体前端、且靠近集电环一侧的第一锁定孔，设置在刷座本体上、且与第一锁定孔连通的梯形槽，以及设置在固定板上、且采用螺栓与碳刷安装架连接的固定孔。

所述刷握包括与梯形槽匹配的梯形体，固定在梯形体上的连接板，固定在连接板上、用于碳刷安装的碳刷安装体，贯穿梯形体设置的操作柄，设置在碳刷安装体顶部的燕尾轨，套在燕尾轨上、用于安装涡卷弹簧的接触力调节板，设置在接触力调节板上的调节锁定装置，以及设置在连接板上、且与刷辫连接的刷辫固定螺栓。

进一步地，所述调节锁定装置包括开设在接触力调节板上、且至少配备一个的调节锁定螺纹孔，与调节锁定螺纹孔匹配的锁定螺杆，以及套设在锁定螺杆上的背帽螺母和锁定螺母。

进一步地，所述风力发电机集电环碳刷装置，还包括印制在碳刷安装体上表面的标尺。

更进一步地，所述风力发电机集电环碳刷装置，还包括开设在所述接触力调节板上、且用于涡卷弹簧安装固定的第二锁定孔。

更进一步地，所述风力发电机集电环碳刷装置，还包括与操作柄的一端连接的操作把手，与操作柄的另一端连接的锁定杆，以及设置在锁定杆上、且与第一锁定孔匹配的锁定销。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型巧妙地在碳刷安装体上设置燕尾轨和接触力调节板，根据碳刷安装的位置，确定接触力调节板的位置，使每一位置的碳刷与集电环挤压接触力相同。

(2)本实用新型采用第一锁定孔、操作柄、操作把手、锁定销、梯形槽和梯形体，既能使刷座与刷握连接可靠，又方便对碳刷进行在线更换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，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相关的附图。

图1为现有技术的结构示意图。

图2为本实用新型的刷座俯视图。

图3为本实用新型的刷座左视图。

图4为本实用新型的刷握结构示意图。

图5为本实用新型的接触力调整板结构示意图。

图6为本实用新型的安装示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-刷座，2-刷握，3-碳刷，4-涡卷弹簧，10-刷座本体，11-固定板，12-第一锁定孔，13-梯形槽，14-固定孔，21-碳刷安装体，22-连接板，23-梯形体，24-操作柄，25-操作把手，26-接触力调节板，27-燕尾轨，29-标尺，31-刷辫，221-刷辫固定螺栓，241-锁定杆，242-锁定销，261-第二锁定孔，262-调节锁定螺纹孔，281-锁定螺杆，282-背帽螺母，283-锁定螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图2至图6所示，本实施例提供了一种风力发电机集电环碳刷装置，其目的在于，保证电气连接可靠的同时，也能提供便于调整集电环与碳刷挤压接触力的装置，保证各碳刷的挤压接触力、电流均相等，进而延长定检时间。另外，需要说明的时，本实施例中涉及的“第一”、“第二”等用语仅用于区分同类部件。具体来说，该碳刷装置包括用于安装在风力发电机碳刷安装架上的刷座1，与刷座1配套使用的刷握2，安装在刷握2内、且与集电环接触的碳刷3，以及安装在刷握2上、用于向碳刷3提供挤压接触力的涡卷弹簧4。其中，碳刷3上设有电气连接的刷辫31。

在本实施例中，刷座1包括刷座本体10，设置在刷座本体10两侧边缘的固定板11，设置在刷座本体10前端、且靠近集电环一侧的第一锁定孔12，设置在刷座本体10上、且与第一锁定孔12连通的梯形槽13，以及设置在固定板11上、且采用螺栓与碳刷安装架连接的固定孔14。在刷座安装时，通过U型的固定孔14调整刷座的位置，保证任一刷座前端与集电环的距离相等。在此，调整刷座是为了排除距离差异对碳刷挤压接触力的影响。

在本实施例中，该刷握2又包括与梯形槽13匹配的梯形体23，固定在梯形体23上的连接板22，固定在连接板22上、用于碳刷安装的碳刷安装体21，贯穿梯形体23设置的操作柄24，设置在碳刷安装体21顶部的燕尾轨27，套在燕尾轨27上、用于安装涡卷弹簧4的接触力调节板26，设置在连接板22上、且与刷辫31连接的刷辫固定螺栓221，开设在接触力调节板26上、且至少配备一个的调节锁定螺纹孔262，与调节锁定螺纹孔262匹配的锁定螺杆281，套设在锁定螺杆281上的背帽螺母282和锁定螺母283，开设在所述接触力调节板26上、且用于涡卷弹簧4安装固定的第二锁定孔261，与操作柄24的一端连接的操作把手25，与操作柄24的另一端连接的锁定杆241，设置在锁定杆241上、且与第一锁定孔12匹配的锁定销242，以及印制在碳刷安装体21上表面的标尺29。

下面简要说明各碳刷挤压接触力调整过程：

(1)集电环上半部的碳刷：

通常情况下，碳刷的挤压接触力F1等于弹簧挤压力F2与碳刷重力G*cosθ之和，因此，需要削减碳刷重力G*cosθ，根据JB/T 7366《平面涡卷弹簧设计计算》的公式(1)～(3)、(14)～(21)，可求得削减碳刷重力的调节距离L1(其计算过程属于现有技术，在此不予赘述)。以水平安装的刷握为基准，将上半部分的刷握的接触力调节板26向集电环反向一侧调整距离为L1。如此一来，使得上半部分的碳刷挤压接触力(与水平方向的碳刷)相等。在此，需要说明的是，θ表示碳刷安装点和集电环中心连线与重力方向的夹角。

(2)集电环下半部的碳刷：

通常情况下，碳刷的挤压接触力F1等于弹簧挤压力F2与碳刷重力G*cosθ之差。因此，需要克服碳刷重力G*cosθ，同理地，根据JB/T 7366《平面涡卷弹簧设计计算》可求得调节距离L2，将集电环下半部分的碳刷的接触力调节板26向集电环一侧调整距离为L2。

本实用新型提供了碳刷与集电环挤压接触力调整的部件，根据碳刷安装的位置进行准确的调整，使碳刷的接触更为可靠，有效地排出碳刷重力的影响。综上所述，本实用新型具有结构简单、调整可靠、更换便捷等优点，在风力发电技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风力发电机集电环碳刷装置，包括用于安装在风力发电机碳刷安装架上的刷座(1)，与刷座(1)配套使用的刷握(2)，安装在刷握(2)内、且与集电环接触的碳刷(3)，以及安装在刷握(2)上、用于向碳刷(3)提供挤压接触力的涡卷弹簧(4)，所述碳刷(3)上设有电气连接的刷辫(31)，其特征在于：

所述刷座(1)包括刷座本体(10)，设置在刷座本体(10)两侧边缘的固定板(11)，设置在刷座本体(10)前端、且靠近集电环一侧的第一锁定孔(12)，设置在刷座本体(10)上、且与第一锁定孔(12)连通的梯形槽(13)，以及设置在固定板(11)上、且采用螺栓与碳刷安装架连接的固定孔(14)；

所述刷握(2)包括与梯形槽(13)匹配的梯形体(23)，固定在梯形体(23)上的连接板(22)，固定在连接板(22)上、用于碳刷安装的碳刷安装体(21)，贯穿梯形体(23)设置的操作柄(24)，设置在碳刷安装体(21)顶部的燕尾轨(27)，套在燕尾轨(27)上、用于安装涡卷弹簧(4)的接触力调节板(26)，设置在接触力调节板(26)上的调节锁定装置，以及设置在连接板(22)上、且与刷辫(31)连接的刷辫固定螺栓(221)。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机集电环碳刷装置，其特征在于，所述调节锁定装置包括开设在接触力调节板(26)上、且至少配备一个的调节锁定螺纹孔(262)，与调节锁定螺纹孔(262)匹配的锁定螺杆(281)，以及套设在锁定螺杆(281)上的背帽螺母(282)和锁定螺母(283)。

3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机集电环碳刷装置，其特征在于，还包括印制在碳刷安装体(21)上表面的标尺(29)。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机集电环碳刷装置，其特征在于，还包括开设在所述接触力调节板(26)上、且用于涡卷弹簧(4)安装固定的第二锁定孔(261)。

5.根据权利要求4所述的一种风力发电机集电环碳刷装置，其特征在于，还包括与操作柄(24)的一端连接的操作把手(25)，与操作柄(24)的另一端连接的锁定杆(241)，以及设置在锁定杆(241)上、且与第一锁定孔(12)匹配的锁定销(242)。