一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，采用碳刷代替貴金屬片或絲作為主要傳輸介質(zhì)，提高了電流傳輸?shù)姆€(wěn)定性，不易被電流過載燒毀，增加了使用壽命；包括第一碳刷架組和第二碳刷架組，分別輸出電流信號和控制信號；第一碳刷架組的碳刷架包括刷握，刷握的側(cè)設(shè)置有碳刷，所述碳刷具有恒壓彈簧和報(bào)警裝置；第二碳刷架組包括數(shù)個(gè)支架和鈹青銅掛臂，鈹青銅掛臂底部設(shè)置有碳刷；定子與轉(zhuǎn)子的接線部之間采用雙軸承設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子的連接部采用厚壁設(shè)計(jì)并采用加強(qiáng)筋，運(yùn)行穩(wěn)定，不易抖動(dòng)，增加了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
【專利說明】—種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，而且更具體的涉及一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的迅速發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組正從恒速恒頻向變速恒頻，定槳距向變槳聚方向發(fā)展。變槳距風(fēng)電機(jī)組以其能最大限度捕捉風(fēng)能、輸出功率平穩(wěn)、機(jī)組受力小等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的主流機(jī)型。集電環(huán)作為變槳距風(fēng)電機(jī)組的核心部件，其運(yùn)行性能和穩(wěn)定性對于整個(gè)風(fēng)電機(jī)組至關(guān)重要。變槳距風(fēng)電機(jī)組一般采用貴金屬絲或片當(dāng)做傳輸介質(zhì)存在以下問題:(I)其磨損較快，更換介質(zhì)頻率較高；(2)如果在工作過程中的瞬間電流過大時(shí)，傳輸介質(zhì)容易燒毀；(3)傳輸介質(zhì)在工作過程中傳輸信號和電能時(shí)有不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生；(4)在長期工作時(shí)有軸承暴死、集電環(huán)跳動(dòng)嚴(yán)重的現(xiàn)象發(fā)生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中變槳距風(fēng)電機(jī)組傳輸介質(zhì)容易磨損和燒毀并且在傳輸過程當(dāng)中存在信號不穩(wěn)定等技術(shù)缺陷，提供一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子具有數(shù)個(gè)電刷并連接有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)子具有一集電環(huán)并可圍繞轉(zhuǎn)軸相對定子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電刷與集電環(huán)相接觸以傳輸電流，其特征在于，所述電刷包括第一碳刷架組和第二碳刷架組，所述第一碳刷組傳輸電流信號，所述第二碳刷組傳輸控制信號。
[0006]進(jìn)一步的，所述第一碳刷架組包括數(shù)組碳刷架，所述碳刷架包括刷握，所述刷握設(shè)置于一連接桿上，連接桿與定子連接，刷握于連接桿兩側(cè)設(shè)置有碳刷，所述碳刷具有恒壓彈簧使碳刷保持與集電環(huán)接觸。
[0007]進(jìn)一步的，所述碳刷還具有報(bào)警裝置，當(dāng)碳刷磨損消耗到需要更換的狀態(tài)時(shí)，報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。
[0008]進(jìn)一步的，所述第一碳刷架組的碳刷架的電流出線與定子的排插連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述第二碳刷架組包括數(shù)個(gè)支架和碳刷掛臂，所述支架安裝于轉(zhuǎn)子的上下兩側(cè)，所述掛臂頂部具有一掛鉤，掛臂底部設(shè)置有碳刷，掛臂通過掛鉤與支架連接使碳刷保持與集電環(huán)接觸。
[0010]進(jìn)一步的，所述碳刷掛臂的材質(zhì)為鈹青銅。
[0011]進(jìn)一步的，所述第二碳刷架組的支架的電流出線與定子的排插連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述定子與轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有軸承，所述軸承為環(huán)狀套接于定子之上。
[0013]進(jìn)一步的,所述軸承為4個(gè)。
[0014]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子具有一連接部以連接風(fēng)機(jī)槳軸，所述連接部采用厚壁設(shè)計(jì)并用加強(qiáng)筋與轉(zhuǎn)子連接。
[0015]本發(fā)明具有的有益效果:
[0016]1.采用碳刷代替貴金屬片或絲作為主要傳輸介質(zhì)，大大增加了與集電環(huán)的接觸面積，同時(shí)碳刷架具有恒壓彈簧將碳刷下壓，使其保持與集電環(huán)的持續(xù)充分接觸，提高了電流傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
[0017]2.貴金屬片或絲作為主要傳輸介質(zhì)相比，采用碳刷作為傳輸介質(zhì)使用壽命可延長至四到五倍。
[0018]3.碳刷可在3s內(nèi)承受相當(dāng)于兩倍的額定電流，不易被電流過載燒毀。
[0019]4.轉(zhuǎn)子與定子之間增加到四個(gè)軸承，并且在轉(zhuǎn)子與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)槳中軸連接部增加加強(qiáng)筋與壁厚，使之運(yùn)行穩(wěn)定，不易抖動(dòng)，增加了整體性和強(qiáng)度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2本實(shí)用新型的第一碳刷架組碳刷架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3本實(shí)用新型的第二碳刷架組的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型的第二碳刷架組的碳刷掛臂的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]如圖1所示，一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，包括轉(zhuǎn)子200、定子100、第一碳刷架組250和第二碳刷架組240。所述定子設(shè)有轉(zhuǎn)軸201，轉(zhuǎn)子200安裝于轉(zhuǎn)軸201之上可圍繞轉(zhuǎn)軸201進(jìn)行相對定子100的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]定子100尾部上安裝有編碼器102和編碼器出線插頭104，編碼器102和加編碼器出線插頭104通過聯(lián)軸器101與轉(zhuǎn)軸201相連接。編碼器102的作用在于將轉(zhuǎn)軸201的角位移或直線位移的模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字量輸出的形式，外界可通過編碼器102記錄轉(zhuǎn)軸201的轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)軸201內(nèi)部設(shè)有加熱器(圖上未標(biāo)示)，加熱器主要對轉(zhuǎn)軸201和聯(lián)軸器101進(jìn)行加熱，使其保持在工作溫度。
[0028]轉(zhuǎn)子包括集電環(huán)210，接線部220和連接部230。集電環(huán)外壁除與第一碳刷組250和第二碳刷組240的接觸部分其余外壁均包裹著絕緣材料。接線部220設(shè)有哈丁插頭221，哈丁插頭221與第一碳刷組250和第二碳刷組240的電流出線相連接。連接部230通過螺栓232固定在接線部220之上，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)槳中軸通過連接部230與轉(zhuǎn)子200相連，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子200的轉(zhuǎn)動(dòng)。為保證轉(zhuǎn)槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)子200的連接部230與接線部220之間還設(shè)置有加強(qiáng)筋234，連接部230的壁厚也增加到15mm以上。
[0029]定子100與轉(zhuǎn)子200的結(jié)合處設(shè)置有軸承，軸承為環(huán)狀，套接于定子之上。軸承共有四個(gè)，分別設(shè)置于集電環(huán)210前后兩端(216、214)和轉(zhuǎn)子的接線部215，其中轉(zhuǎn)子的接線部的軸承215為雙軸承設(shè)計(jì)，用以減少振動(dòng)，保證轉(zhuǎn)子200運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。
[0030]定子100內(nèi)設(shè)有連接桿212，連接桿212固定第一碳刷架組250的碳刷架。如圖2所示，第一碳刷架組250的碳刷架包括刷握251，刷握251具有一圓形開孔256，用以與連接桿212相連接，刷握251與連接桿212之間固定的松緊程度由螺栓258來調(diào)節(jié)。刷握251頂部的螺栓257提供一出線位置，用以提供電流排線出線。刷握251兩側(cè)各設(shè)置有一碳刷252，碳刷252上設(shè)有恒壓彈簧253，其作用在于使碳刷252保持與集電環(huán)210接觸。刷握頂部的螺栓255壓緊固定碳刷252的電流出線導(dǎo)線。碳刷252還具有報(bào)警裝置254，報(bào)警裝置254實(shí)時(shí)監(jiān)控碳刷252與集電環(huán)210的接觸狀態(tài)，當(dāng)碳刷252磨損消耗到需要更換的狀態(tài)時(shí)觸發(fā)限位警報(bào)。第一碳刷組250的碳刷架數(shù)量共為五個(gè)，通過碳刷252與集電環(huán)210的接觸提供五路主電流/[目號，每路額定電流為100A,最大承受:過載電流可達(dá)到3S內(nèi)200A。
[0031]如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型的第二碳刷架組240包括兩組支架245，分別設(shè)于集電環(huán)210上下兩側(cè)，每側(cè)支架245上安裝有3塊電路板248，每塊電路板248上連接有四個(gè)碳刷掛臂242。碳刷掛臂242為鈹青銅材質(zhì)，頂部具有一掛鉤244，用以與支架245連接，碳刷掛臂242底部具有一碳刷243，碳刷243與集電環(huán)210接觸獲得電流。電路板248采集四路碳刷掛臂242傳輸?shù)碾娏餍盘柡?，通過插口式接頭249接入排線將電流傳輸至轉(zhuǎn)子接線部的哈丁插頭221。電路板248四個(gè)邊角上設(shè)有四個(gè)排線搭扣247，引導(dǎo)碳刷掛臂242上的電流出線連接至插口式接頭249。第二碳刷組240提供六組共二十四路控制信號，其中六路為控制電源，其余十八路為控制信號，控制電源額定電流為10A，電壓為AC230V ;控制信號額定電流為6A。
[0032]所述第一碳刷組250和第二碳刷組240輸出的電流出線通過軸承鑲嵌塊時(shí)加套絕緣軟管并用熱縮管扎緊，通過接線部的哈丁插頭210與定子100相連。定子100上設(shè)有排插口 103，電流出線匯總至排插口 130后可與外部設(shè)備連接。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子具有數(shù)個(gè)電刷并連接有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)子具有一集電環(huán)并可圍繞轉(zhuǎn)軸相對定子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電刷與集電環(huán)相接觸以傳輸電流，其特征在于，所述電刷包括第一碳刷架組和第二碳刷架組，所述第一碳刷組傳輸電流信號，所述第二碳刷組傳輸控制信號。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述第一碳刷架組包括數(shù)組碳刷架，所述碳刷架包括刷握，所述刷握設(shè)置于一連接桿上，連接桿與定子連接，刷握于連接桿兩側(cè)設(shè)置有碳刷，所述碳刷具有恒壓彈簧使碳刷保持與集電環(huán)接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述碳刷還具有報(bào)警裝置，當(dāng)碳刷磨損消耗到需要更換的狀態(tài)時(shí)，報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述第一碳刷架組的碳刷架的電流出線與定子的排插連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述第二碳刷架組包括數(shù)個(gè)支架和碳刷掛臂，所述支架安裝于轉(zhuǎn)子的上下兩側(cè)，所述掛臂頂部具有一掛鉤，掛臂底部設(shè)置有碳刷，掛臂通過掛鉤與支架連接使碳刷保持與集電環(huán)接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述碳刷掛臂的材質(zhì)為鈹青銅。
7.如權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述第二碳刷架組的支架的電流出線與定子的排插連接。
8.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述定子與轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有數(shù)個(gè)軸承，所述軸承為環(huán)狀套接于定子之上。
9.如權(quán)利要求8所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述軸承為4個(gè)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的集電環(huán)單元，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子具有一連接部以連接風(fēng)機(jī)槳軸，所述連接部采用厚壁設(shè)計(jì)并用加強(qiáng)筋與轉(zhuǎn)子連接。
【文檔編號】H01R39/58GK203932621SQ201420216341
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】王天子, 潘木軍, 盧軍, 黃軍節(jié), 尹連東 申請人:上海摩騰碳制品有限公司