滑环结构及风力发电机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种滑环结构及风力发电机组。滑环结构包括旋转部、固定部和电刷；其中：所述旋转部能绕其轴心线旋转；所述旋转部上设有导电轴，所述导电轴设于所述固定部内并由所述固定部转动支撑；所述电刷固定于所述固定部内并抵接在所述导电轴上，电信号在所述导电轴和所述电刷之间传递。本实用新型的滑环结构，通过将电刷设置在固定部上，从而使得在滑环结构工作时，导电轴旋转，电刷和固定部固定，固定部内产生的金属粉粉尘处于静止的空间中，不再被扬起，而是沉积在固定部的底部，降低了金属粉尘影响电刷和导电轴接触的可能性，提高了滑环结构的可靠性。
【专利说明】
滑环结构及风力发电机组
技术领域
[0001]本实用新型涉及电接触滑动连接领域，具体涉及一种滑环结构及风力发电机组。
【背景技术】
[0002]滑环结构是风力发电机组上不可或缺的动静过渡部件，用以确保轮毂和机舱内信号的交换。现有技术中，滑环结构多置于轮毂内部，工作环境较差，轮毂内存在震动、金属粉尘、高温等因素，对滑环结构的使用寿命均会产生不利影响。现有滑环结构多采用的结构是导电轴不转动，而电刷随轮毂转动，
【申请人】发现上述滑环结构至少存在以下问题:
[0003]1、现有滑环结构中电刷设置在转动部上并伴随旋转部转动，导电轴容纳在旋转部内腔中。旋转部旋转时，旋转部内腔中的金属粉尘处于运动空间中，会因为旋转部的旋转而被扬起，容易造成电刷和导电轴接触不良，从而增加了滑环结构的故障率，降低了风机可利用率，增加了风场维护成本。
[0004]2、在现有的导电轴不动，电刷转动的方案中，电刷和导电轴之间依靠电刷自身的弹性相接触，当机组运行一段时间后电刷弹性接触能力会下降，也容易引发电刷和导电轴接触不良。
[0005]3、现有滑环结构中，电缆和导电轴固定连接，如果导电轴发生问题需要对导电轴进行更换时，往往需要同时更换电缆，维护过程繁琐。
[0006]4、现有滑环结构中，法兰部和齿轮箱的空心轴之间通过安装底座连接，安装底座上设置出线口用以输出信号线、电源线等线束，安装底座本身具有一定长度，从而导致滑环结构的装配尺寸比较长，不够紧凑，滑环结构惯性力大。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种滑环结构及风力发电机组，以通过将电刷固定设置，有效地提升滑环结构的可靠性。
[0008]根据本实用新型的一方面，提供一种滑环结构，包括:旋转部、固定部和电刷；其中:所述旋转部能绕其轴心线旋转;所述旋转部上设有导电轴，所述导电轴设于所述固定部内并由所述固定部转动支撑;所述电刷固定于所述固定部内并抵接在所述导电轴上，电信号在所述导电轴和所述电刷之间传递。
[0009]具体地，在前述的滑环结构中，所述固定部包括:固定部主体，具有筒状结构并套设于所述导电轴的外部;轴承，连接所述固定部主体和所述导电轴。
[0010]具体地，在前述的滑环结构中，所述固定部上固定安装有支架，所述支架上固定安装有所述电刷，所述电刷抵接在所述导电轴上。
[0011]具体地，在前述的滑环结构中，所述固定部还包括:第一连接器，设在所述固定部主体上，并与所述电刷电连接。
[0012]具体地，在前述的滑环结构中，所述旋转部还包括:浪涌保护装置，与所述导电轴电连接。
[0013]具体地，在前述的滑环结构中，所述旋转部还包括:第二连接器，与所述浪涌保护装置相连接。
[0014]具体地，在前述的滑环结构中，所述旋转部还包括:固定耳板，设在所述浪涌保护装置的外壳上。
[0015]具体地，在前述的滑环结构中，还包括:法兰部，与所述固定部相连接;所述法兰部上设有朝径向方向开设的出线口。
[0016]具体地，在前述的滑环结构中，所述法兰部包括第一法兰、第二法兰和连接部，所述连接部连接在所述第一法兰和所述第二法兰之间；所述第一法兰与所述固定部相连接；所述出线口包括设于所述连接部上的第一缺口和设于所述第二法兰上的第二缺口，所述第一缺口和所述第二缺口相连通。
[0017]根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，包括前述的滑环结构。
[0018]根据本实用新型实施例提供的滑环结构，通过将导电轴设置在旋转部上，将电刷设置在固定部上，从而使得在滑环结构工作时，导电轴旋转，电刷和固定部固定，固定部内产生的金属粉粉尘处于静止的空间中，不再被扬起，而是沉积在固定部的底部，降低了金属粉尘影响电刷和导电轴接触的可能性，提高了滑环结构的可靠性。
[0019]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构中，固定部内设有支撑部和轴承，用以转动支撑导电轴，提高了导电轴在固定部内转动的平稳性，延长了滑环结构的使用寿命。
[0020]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构中，电刷本身不转动，由支架抵接到导电轴上与导电轴接触，由支架提供电刷与导电轴的弹性接触力，长期使用也不会因电刷自身弹性性能下降导致电刷与导电轴之间接触不良，提高了滑环结构的可靠性。
[0021]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构的导电轴上设有浪涌保护装置，可更有效的保护滑环结构所连接的电气设备。
[0022]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构的浪涌保护装置还连接有第二连接器，导电轴通过第二连接器与电缆之间可拆卸的连接，当需要更换或者维修导电轴时，通过第二连接器将电缆从浪涌保护装置上断开，进而可以对导电轴进行更换或者维修，简化了维护过程。
[0023]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构中，在法兰部上开设出线口，无需额外设置安装底座，法兰部可直接连接到齿轮箱的空心轴，从而减小了滑环结构的装配尺寸，降低了滑环结构惯性力。
[0024]本实用新型实施例的风力发电机组，采用前述的滑环结构，有效的提升了风力发电机组的可靠性和可维护性。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型实施例一的滑环结构的结构图；
[0026]图2是图1的A-A剖面的剖视图；
[0027]图3示出本实用新型实施例一的滑环结构的立体图。
[0028]图中附图标号说明:
[0029]1、旋转部;2、固定部;3、法兰部；11、哈丁接口； 12、浪涌保护装置；13、导电轴；14、固定耳板;21、哈丁接口； 22、固定部主体;23、支架;24、电刷;25、第一支撑部;26、第二支撑部；251、261、轴承；27、编码器接口； 31、第一法兰；32、连接部；33、第二法兰；34、出线口；341、第一缺口； 342、第二缺口。
【具体实施方式】
[0030]在下文中，将参照附图更加充分地描述各个示例性实施方式，在附图中示出了一些示例性实施方式。但是，发明构思可以体现为多种不同形式，并且不应视为限于本文所描述的示例性实施方式。相反地，这些实施方式被提供以使该说明书是全面且完整的，并将本发明的实施方式的范围充分传递到本领域技术人员。
[0031 ] 实施例一
[0032]图1至图3是示出根据本实用新型实施例一的滑环结构的结构示意图。
[0033]参照图1至图3，本实施例的滑环结构包括:旋转部1、固定部2和电刷24;其中:旋转部I能绕其轴心线Ax旋转;旋转部I上设有导电轴13，导电轴13设于固定部2内并由固定部2转动支撑;电刷24固定于固定部2内并抵接在导电轴13上，电信号在导电轴13和电刷24之间传递。
[0034]本实施例的滑环结构，通过将固定部固定地设置，导电轴13设置在旋转部I上，将电刷24设置在固定部2上，从而使得在滑环结构工作时，导电轴13旋转，电刷24和固定部2固定，固定部2内产生的金属粉粉尘处于静止的空间中，不再被扬起，而是沉积在固定部2的底部，进而降低了金属粉尘影响电刷24和导电轴13接触的可能性，提高了滑环结构的可靠性。
[0035]此外，固定部2可包括:固定部主体22，其具有筒状结构并套设于导电轴13的外部；轴承，连接所述固定部主体22和所述导电轴13。通过轴承(如轴承251和261)支撑导电轴，能够使导电轴转动的更稳定。
[0036]具体地，固定部2上固定安装有支架23。支架23上固定安装有电刷24，电刷24抵接在导电轴13上。在使用过程中，电刷24本身不转动，在支架23作用下电刷24抵接到导电轴13上与导电轴13接触，由支架23提供电刷24与导电轴13的弹性接触力，长期使用也不会因电刷24自身弹性性能下降导致电刷24与导电轴13之间接触不良，提高了滑环结构的可靠性。
[0037]具体地，支架23可包括多根支撑杆，如图2中所示，支撑杆在固定部主体22的内腔中沿着旋转部的轴心线Ax延伸方向延伸，支撑杆的一端固定在第一支撑部25上，另一端固定在第二支撑部26上。电刷24安装在支撑杆上，并在支撑杆的作用下压靠抵接到导电轴13上。当导电轴13转动时，电刷24也能始终与导电轴13保持接触。具体地，支撑杆具有弹性，用以弹性支撑电刷24。具体地，每个电刷24对应设置两根支撑杆，如图2中所示，支撑杆分别设置在电刷的两侧，向导电轴13的方向托起电刷24，电刷24至少中间部分与导电轴13接触以形成电连接。
[0038]具体地，支架23不限于采用支撑杆的形式，也可采用其他结构;不限于安装在第一支撑部25和第二支撑部26上，也可以安装到固定部主体22的内壁上，或者安装在支撑部和固定部主体22的内壁上。任何能实现将电刷24抵接到导电轴13上并具有支架形式的结构均在本实施例的限制范围内。
[0039]此外，固定部2还可包括设在固定部主体22上，并与电刷24电连接的第一连接器。第一连接器用以在固定部2侧输入和/或输出电信号。
[0040]具体地，第一连接器可包括电气接口。设置电气接口可使固定部与外部设备之间实现快速连接或者拆卸，便于安装和维护。具体地，电气接口可采用哈丁接口，如图3中所示，固定部主体22上设有两个哈丁接口 21，分别连接机舱动力线和信号线;哈丁接口的数量不限于两个，也可设置I个或者多个；电气接口的类型也不限于哈丁接口，还可以采用本领域熟知的任何电气接口。
[0041 ] 具体地，第一连接器还可包括编码器接口 27 ο编码器接口 27与电刷24电连接，用于与编码器相连接。
[0042]此外，旋转部I还可包括与导电轴13电连接的浪涌保护装置12。具体地，如图2中所示，导电轴13的一部分转动设置在固定部2的内部，另一部分伸出固定部2，浪涌保护装置12设置在固定部2的外部，并跟随导电轴13同步转动。
[0043]浪涌保护装置12用于将窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泻流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
[0044]具体地，浪涌保护装置12可采用开关型、限压型、分流或扼流型等不同类型的浪涌保护器。
[0045]在此基础上，本实施例中的滑环结构在实际安装时，浪涌保护装置被安装在靠近变桨柜的位置，电路上更接近变桨柜，由此可以对变桨柜提供更好的保护。
[0046]此外，旋转部I还包括与浪涌保护装置12相连接的第二连接器。第二连接器用以在旋转部I侧输入和/或输出电信号。
[0047]具体地，第二连接器包括电气接口。设置的电气接口可使旋转部可以与外部设备，例如电缆等，实现与外部设备之间的快速连接或者拆卸，便于安装和维护。当需要更换旋转部时，仅需将电缆通过电气接口从浪涌保护装置上拆卸下来即可，无需更换电缆，使得滑环结构的维护更加方便，同时也降低了维护成本。
[0048]具体地，电气接口可采用哈丁接口。如图3中所示，浪涌保护装置12上设有两个哈丁接口 11;哈丁接口的数量并不限于两个，也可设置I个或者多个；电气接口的类型也不限于哈丁接口，还可以采用本领域熟知的任何电气接口。
[0049]此外，旋转部I还可包括固定耳板14，其设在浪涌保护装置12的外壳上。固定耳板14的作用是连接横向控制臂和滑环扭转连接杆(图中未示出)。
[0050]此外，本实施例的滑环结构还包括与固定部2相连接的法兰部3，并且法兰部3上设有朝径向方向开设的出线口 34。通过将出线口 34设置在法兰部3上，滑环结构在安装时无需额外设置安装底座，法兰部3可直接连接到齿轮箱的空心轴(图中未示出)，从而减小了滑环结构的装配尺寸，降低了滑环结构惯性力。出线口34可用于输出信号线、电源线和/或检测转速信号线等线缆。
[0051 ]在此基础上，具体地，如图2中所示，法兰部3可包括第一法兰31、第二法兰33和连接部32，连接部32连接在第一法兰31和第二法兰33之间；第一法兰31与固定部2相连接；出线口 34包括设于连接部32上的第一缺口 341和设于第二法兰33上的第二缺口 342，第一缺口341和第二缺口 342相连通。
[0052]如图2中所示，第一法兰31连接至第二支撑部26的外侧;连接部32为中空的筒状结构，连接部32的周壁上在靠近第二法兰33的位置开有第一缺口 341;第二法兰33上开设有径向方向延伸的第二缺口 342，第二缺口 342与第一缺口 341在连接部32和第二法兰的交汇处连通，形成完整的出线口 34。通过在法兰部3上设置出线口 34，可省去安装底座，减少了滑环结构的装配尺寸。
[0053]实施例二
[0054]本实施例二提供了一种风力发电机组，其安装有实施例一中的滑环结构。其技术效果参见实施例一的滑环结构的技术效果，能有效改善风力发电机组电气系统的可靠性和可维护性。
[0055]本实用新型实施例提供的滑环结构，通过将导电轴设置在旋转部上，将电刷设置在固定部上，从而使得在滑环结构工作时，导电轴旋转，电刷和固定部固定，固定部内产生的金属粉粉尘处于静止的空间中，不再被扬起，而是沉积在固定部的底部，降低了金属粉尘影响电刷和导电轴接触的可能性，提高了滑环结构的可靠性。
[0056]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构中，固定部内设有支撑部和轴承，用以转动支撑导电轴，提高了导电轴在固定部内转动的平稳性，延长了滑环结构的使用寿命。
[0057]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构中，电刷本身不转动，由支架抵接到导电轴上与导电轴接触，由支架提供电刷与导电轴的弹性接触力，长期使用也不会因电刷自身弹性性能下降导致电刷与导电轴之间接触不良，提高了滑环结构的可靠性。
[0058]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构的导电轴上设有浪涌保护装置，可更有效的保护滑环结构所连接的电气设备。
[0059]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构的浪涌保护装置还连接有第二连接器，导电轴通过第二连接器与电缆之间可拆卸的连接，当需要更换或者维修导电轴时，通过第二连接器将电缆从导电轴上断开，进而可以对导电轴进行更换或者维修，简化了维护过程。
[0060]在此基础上，本实用新型实施例的滑环结构中，在法兰部上开设出线口，无需额外设置安装底座，法兰部可直接连接到齿轮箱的空心轴，从而减小了滑环结构的装配尺寸，降低了滑环结构惯性力。
[0061]本实用新型实施例的风力发电机组，采用前述的滑环结构，有效的提升了风力发电机组的可靠性和可维护性。
[0062]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种滑环结构，包括:旋转部(I)、固定部(2)和电刷(24);其中: 所述旋转部(I)能绕其轴心线(Ax)旋转； 所述旋转部(I)上设有导电轴(13)，所述导电轴(13)设于所述固定部(2)内并由所述固定部(2)转动支撑;其特征在于， 所述电刷(24)固定于所述固定部(2)内并抵接在所述导电轴(13)上，电信号在所述导电轴(13)和所述电刷(24)之间传递。2.如权利要求1所述的滑环结构，其特征在于:所述固定部(2)包括: 固定部主体(22)，具有筒状结构并套设于所述导电轴(13)的外部； 轴承，连接所述固定部主体(22)和所述导电轴(13)。3.如权利要求2所述的滑环结构，其特征在于:所述固定部(2)上固定安装有支架(23)，所述支架(23)上固定安装有所述电刷(24)，所述电刷(24)抵接在所述导电轴(13)上。4.如权利要求2所述的滑环结构，其特征在于:所述固定部(2)还包括: 第一连接器，设在所述固定部主体(22)上，并与所述电刷(24)电连接。5.如权利要求1所述的滑环结构，其特征在于:所述旋转部(I)还包括: 浪涌保护装置(12)，与所述导电轴(13)电连接。6.如权利要求5所述的滑环结构，其特征在于:所述旋转部(I)还包括: 第二连接器，与所述浪涌保护装置(12)相连接。7.如权利要求5所述的滑环结构，其特征在于:所述旋转部(I)还包括: 固定耳板(14)，设在所述浪涌保护装置(12)的外壳上。8.如权利要求1所述的滑环结构，其特征在于:还包括: 法兰部(3)，与所述固定部(2)相连接； 所述法兰部(3)上设有朝径向方向开设的出线口(34)。9.如权利要求8所述的滑环结构，其特征在于: 所述法兰部(3)包括第一法兰(31)、第二法兰(33)和连接部(32)，所述连接部(32)连接在所述第一法兰(31)和所述第二法兰(33)之间； 所述第一法兰(31)与所述固定部(2)相连接； 所述出线口(34)包括设于所述连接部(32)上的第一缺口(341)和设于所述第二法兰(33)上的第二缺口( 342)，所述第一缺口( 341)和所述第二缺口( 342)相连通。10.—种风力发电机组，其特征在于:包括如权利要求1-9中任一项所述的滑环结构。
【文档编号】H01R39/12GK205509200SQ201620336919
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】靳新阳, 王新元, 赵世培
【申请人】新疆金风科技股份有限公司