一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于風(fēng)力發(fā)電裝置，尤其涉及一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]滑環(huán)，也稱做旋轉(zhuǎn)電氣接口、電氣旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可用于任一要求無限制連續(xù)旋轉(zhuǎn)時從固定結(jié)構(gòu)到旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)傳輸電源和數(shù)據(jù)信號的電統(tǒng)中。常常被使用在要求無限制、連續(xù)或者間斷旋轉(zhuǎn)，傳輸電源和數(shù)據(jù)信號的機(jī)電系統(tǒng)中，能簡化和改進(jìn)系統(tǒng)性能，并且不損壞導(dǎo)線。目前，滑環(huán)是實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)動態(tài)實現(xiàn)信號和功率傳輸?shù)闹饕娖餮b置，主要由環(huán)體和電刷接觸的方式，并做相對旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)體上進(jìn)行信號和功率的傳輸，他的主要構(gòu)造是由環(huán)體(也稱集電環(huán))、電刷、滑環(huán)支架、軸承、軸承端蓋組合而成，滑環(huán)在工作的時候環(huán)體和電刷保持滑動接觸，實現(xiàn)信號和功率的傳輸，導(dǎo)電環(huán)為集電環(huán)的核心部件，對滑環(huán)的壽命和性能起到?jīng)Q定性的作用。
[0003]目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)中80%的變槳方式是采用電變槳，電變槳方式就是通過導(dǎo)電滑環(huán)向旋轉(zhuǎn)的輪轂電機(jī)提供電源和通訊信號，電變槳導(dǎo)電滑環(huán)的功率滑環(huán)通過的電流一般超過60A，信號滑環(huán)的電流小于0.5A，目前一般采用信號滑環(huán)和功率滑環(huán)尺寸一致的設(shè)計結(jié)構(gòu)；由于功率滑環(huán)通過的電流較大，特別是在短時內(nèi)會產(chǎn)生很大的峰值電流，產(chǎn)生較大的發(fā)熱量，因此功率環(huán)需要具有一定的體積以吸收和傳導(dǎo)熱量，避免裝置被損毀。而信號滑環(huán)需要更加穩(wěn)定可靠的傳輸效果，信號滑環(huán)的直徑越大其周長就越大，信號滑環(huán)旋轉(zhuǎn)一周的長度也就越長，圓周的線速度也越大，即增加了電刷的磨損也降低了信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。在使用過程中會造成滑環(huán)的通訊故障較多。
[0004]目前的滑環(huán)結(jié)構(gòu)主要有碳刷結(jié)構(gòu)、銀環(huán)結(jié)構(gòu)和V型槽環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0005]高端滑環(huán)目前基本是采用V型槽結(jié)構(gòu)，V型槽環(huán)由銅基材經(jīng)過精密車床加工而成，形成一個類似V字型的槽，槽的表面電鍍金合金鍍層提高表面電接觸性能和硬度，電刷以微弱的壓力輕輕接觸在V型槽中，保證電刷與旋轉(zhuǎn)運動的滑環(huán)的接觸點處于滑環(huán)的同一個圓周軌跡上，使傳輸穩(wěn)定性大幅提高，特別是在微弱信號的傳輸效果更加顯著，但是滑環(huán)的直徑對滑環(huán)的壽命影響較大，直徑越大，每旋轉(zhuǎn)一圈的電刷直線磨損距離越長，電刷壽命越短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是提出一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)的技術(shù)方案，提高信號滑環(huán)的工作穩(wěn)定性和電刷的使用壽命。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，所述組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)包括信號滑環(huán)和功率滑環(huán)，所述信號滑環(huán)和功率滑環(huán)分別設(shè)有多個由絕緣環(huán)隔離的導(dǎo)電環(huán)，所述信號滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)外徑小于所述功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)的外徑;所述信號滑環(huán)和功率滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸在軸向互相連接并同軸轉(zhuǎn)動。
[0008]更進(jìn)一步，所述信號滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸和功率滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸通過設(shè)有方型凸臺的聯(lián)軸器互相連接。
[0009]更進(jìn)一步，所述信號滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)和功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)都設(shè)有V形環(huán)槽的導(dǎo)電環(huán)。
[0010]更進(jìn)一步，所述信號滑環(huán)的外徑不大于16mm;所述功率滑環(huán)的V形槽環(huán)外徑不小于40mm ο
[0011]更進(jìn)一步，所述信號滑環(huán)是在多個所述導(dǎo)電環(huán)之間澆筑環(huán)氧樹脂形成的整體信號滑環(huán)。
[0012]本實用新型的有益效果是:采用了獨立的信號滑環(huán)和功率滑環(huán)，信號滑環(huán)的外徑小于功率滑環(huán)的外徑，提高了信號滑環(huán)的傳輸穩(wěn)定性和使用壽命，節(jié)省了貴金屬材料和制造成本;可單獨更換信號滑環(huán)或功率滑環(huán)，節(jié)約了設(shè)備維護(hù)成本。
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作一詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是本實用新型信號滑環(huán)結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖3是本實用新型信號滑環(huán)安裝在信號滑環(huán)架體組件上的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4是圖3的A向視圖；
[0018]圖5是本實用新型功率滑環(huán)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1至圖5，一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，所述組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)包括信號滑環(huán)10(如圖2所示)和功率滑環(huán)20(如圖5所示)，所述信號滑環(huán)和功率滑環(huán)分別設(shè)有多個由絕緣環(huán)隔離的導(dǎo)電環(huán)，(圖中信號滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)為11，功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)為21;信號滑環(huán)的絕緣環(huán)為12，功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)為22)所述信號滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)外徑dl小于所述功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)的外徑d2;所述信號滑環(huán)和功率滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸在軸向互相連接并同軸轉(zhuǎn)動。
[0020]所述信號滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸和功率滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸通過設(shè)有方型凸臺的聯(lián)軸器30互相連接。
[0021]所述信號滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)和功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)都是設(shè)有V形環(huán)槽的導(dǎo)電環(huán)(圖中信號滑環(huán)導(dǎo)電環(huán)的V形環(huán)槽為13，功率滑環(huán)導(dǎo)電環(huán)的V形環(huán)槽為23)。
[0022]所述信號滑環(huán)的外徑dl不大于16mm;所述功率滑環(huán)的V形槽環(huán)外徑d2不小于40mm。
[0023]所述信號滑環(huán)是在多個所述導(dǎo)電環(huán)之間澆筑環(huán)氧樹脂形成的整體信號滑環(huán)。
[0024]實施例一:
[0025]如圖1至圖5，一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)包括信號滑環(huán)10(如圖2所示)和功率滑環(huán)20(如圖5所示)，信號滑環(huán)和功率滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸在軸向互相連接并同軸轉(zhuǎn)動。
[0026]如圖2所示，信號滑環(huán)設(shè)有多個沿軸向排列的導(dǎo)電環(huán)11，導(dǎo)電環(huán)環(huán)是導(dǎo)電金屬環(huán)，導(dǎo)電環(huán)的外徑設(shè)有V形環(huán)槽13，在V形環(huán)槽的表面有一層鍍金層，以提高其導(dǎo)電穩(wěn)定性。信號滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)外徑dl=16mm。本實施中有20個沿軸向排列的導(dǎo)電環(huán)，相鄰的導(dǎo)電環(huán)之間設(shè)有絕緣環(huán)12。導(dǎo)電環(huán)和絕緣環(huán)套裝在一個樹脂結(jié)構(gòu)體14上，樹脂結(jié)構(gòu)體的中心設(shè)有一支芯軸15，芯軸的兩端通過螺紋連接安裝有前端頭16和后端頭17。芯軸、前端頭和后端頭構(gòu)成信號滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸。
[0027]信號滑環(huán)傳輸數(shù)據(jù)為Canbus和RS485等協(xié)議，需要較高的傳輸可靠性和穩(wěn)定性，信號滑環(huán)是在多個導(dǎo)電環(huán)之間澆筑環(huán)氧樹脂形成的整體信號滑環(huán)。使用外徑16mm、內(nèi)徑12mm環(huán)片通過結(jié)構(gòu)件連接裝配、樹脂澆注、固化、加工、熱處理、精加工、電鍍等多道工藝完成。環(huán)體一次整體加工成型，環(huán)道回轉(zhuǎn)精度高，穩(wěn)定性好，由于環(huán)道的外徑小，壽命更長。
[0028]如圖3、圖4所示，信號滑環(huán)通過軸承18安裝在一個信號滑環(huán)架體組件19上。在信號滑環(huán)的后端頭是安裝有一個設(shè)有方型凸臺的聯(lián)軸器30。
[0029]如圖5所示，功率滑環(huán)的傳輸電流為60A?100A、傳輸電壓為400VAC，功率滑環(huán)設(shè)有5個沿軸向排列的導(dǎo)電環(huán)21，導(dǎo)電環(huán)是導(dǎo)電金屬環(huán)，每個導(dǎo)電環(huán)設(shè)有12個V形環(huán)槽，在V形環(huán)槽的表面有一層鍍金層；功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)外徑d2=43mm。相鄰的導(dǎo)電環(huán)之間設(shè)有絕緣環(huán)23。功率滑環(huán)還設(shè)有6個沿軸向排列的窄導(dǎo)電環(huán)24，每個導(dǎo)電環(huán)設(shè)有2個V形環(huán)槽。導(dǎo)電環(huán)和窄導(dǎo)電環(huán)以碟片方式組合為一體。導(dǎo)電環(huán)、窄導(dǎo)電環(huán)和絕緣環(huán)套裝在一個樹脂結(jié)構(gòu)體25上，樹脂結(jié)構(gòu)體的中心設(shè)有一支芯軸26，芯軸的前端安裝有前端頭27，在前端頭上設(shè)有連接方孔28。芯軸和前端頭構(gòu)成功率滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸。
[0030]如圖1所示，功率滑環(huán)通過軸承41安裝在一個主滑環(huán)架體組件40上。信號滑環(huán)架體組件安裝在主滑環(huán)架體組件上，信號滑環(huán)后端頭的聯(lián)軸器與功率滑環(huán)前端頭的連接方孔相連接，使功率滑環(huán)帶動信號滑環(huán)轉(zhuǎn)動。在信號滑環(huán)的外部設(shè)有保護(hù)罩60，用來保護(hù)信號滑環(huán)。
[0031]信號滑環(huán)和功率滑環(huán)的V形環(huán)槽以微弱的壓力與電刷50接觸(圖中省略了與信號滑環(huán)接觸的電刷)，電刷嵌入在V形環(huán)槽中保持與信號滑環(huán)和功率滑環(huán)的導(dǎo)通。
【主權(quán)項】
1.一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)包括信號滑環(huán)和功率滑環(huán)，所述信號滑環(huán)和功率滑環(huán)分別設(shè)有多個由絕緣環(huán)隔離的導(dǎo)電環(huán)，所述信號滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)外徑小于所述功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)的外徑;所述信號滑環(huán)和功率滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸在軸向互相連接并同軸轉(zhuǎn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述信號滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸和功率滑環(huán)的轉(zhuǎn)動軸通過設(shè)有方型凸臺的聯(lián)軸器互相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述信號滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)和功率滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)都設(shè)有V形環(huán)槽的導(dǎo)電環(huán)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述信號滑環(huán)的外徑不大于16mm;所述功率滑環(huán)的V形槽環(huán)外徑不小于40mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述信號滑環(huán)是在多個所述導(dǎo)電環(huán)之間澆筑環(huán)氧樹脂形成的整體信號滑環(huán)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)，所述組合式風(fēng)電變槳導(dǎo)電滑環(huán)包括信號滑環(huán)和功率滑環(huán)，所述信號滑環(huán)和功率滑環(huán)在軸向互相連接并同軸轉(zhuǎn)動。所述信號滑環(huán)和功率滑環(huán)都設(shè)有V形槽環(huán)，所述信號滑環(huán)的V形槽環(huán)外徑小于所述功率滑環(huán)的V形槽環(huán)外徑。本實用新型的有益效果是：采用了獨立的信號滑環(huán)和功率滑環(huán)，信號滑環(huán)的外徑小于功率滑環(huán)的外徑，提高了信號滑環(huán)的傳輸穩(wěn)定性和使用壽命，節(jié)省了貴金屬材料和制造成本；可單獨更換信號滑環(huán)或功率滑環(huán)，節(jié)約了設(shè)備維護(hù)成本。
【IPC分類】H01R39/08
【公開號】CN205212132
【申請?zhí)枴緾N201521058364
【發(fā)明人】李問國, 程余
【申請人】中能動力（北京）滑環(huán)設(shè)備制造有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月18日