风电主功率滑环的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风力发电机组的偏航系统，具体涉及一种风电主功率滑环。
【背景技术】
[0002]自然界中的风是一种不稳定的资源，它的速度与风向是不定的。为了使风力发电机吸收风能的功率最大、发挥最大效能，机舱必须准确对风，因此必须使叶轮法线方向与风向基本一致。当风向改变超过允许误差范围时，系统计算机发出自动偏航指令，传感器和偏航电机组成的对风系统执行校正动作，使机舱准确对风。由偏航引发的一个问题是风电电缆会随着风力发电机舱的转动而扭转，若风力发电机舱多次向同一方向转动，将可能引起风电电缆缠绕、绞死甚至绞断。现有的技术解决方案是通过解缆系统进行解缆，不同风力发电机需要解缆时的缠绕圈数都有相关规定。当达到风机规定的解缆圈数时，系统自动解缆，此时启动偏航电机向相反方向转动缠绕圈数解缆，将机舱返回电缆无缠绕位置。风力发电机也规定了极值圈数，当风机故障自动解缆功能未起作用时，若风电电缆扭转达到极值圈数时，扭缆开关启动，上报扭缆故障，风力发电机将停机等待人工解缆。在自动解缆过程中，必须屏蔽自动偏航动作，即解缆与偏航不能同时进行。
[0003]解缆系统由位置传感器、控制器、解缆电机等组成，运用该系统保护电缆具有以下缺点:(1)增加了系统复杂度和技术难度，使整个风力发电系统的故障情形更为复杂多样；
(2)在解缆的过程中，偏航系统停止控制发电机舱的准确对风工作，这降低了风力发电机的风能吸收功率，影响了发电效能；(3)当遭遇台风等极端天气条件时，如果恰巧需要解缆，由于偏航系统被延缓，发电机舱不能及时对风做出正确反应，增加了风电机组在极端天气条件下的损毁几率。
[0004]为克服现有技术缺陷，本发明提出一种风电主功率滑环系统，系统结构简单，能够保证风力发电机组以主功率额定值进行电气传输，代替解缆系统对电缆进行保护，在减少故障率的同时提高风电机组发电效能，并降低风机在极端天气条件下的损毁率。
【发明内容】
[0005]本发明旨在防止风电机组主功率电缆发生大角度扭曲，使系统不再需要解缆系统，达到简化风电机组偏航控制系统的作用。
[0006]为实现上述功能，本发明采用如下技术方案:
[0007]本发明风电主功率滑环是如下一种风电主功率滑环，由多个部件构成:内底盘、夕卜底盘、轴承、内绝缘板、外绝缘板、铜环、弹性连接触头、接线端子。所述内底盘和外底盘为同心圆盘，均安装在风电主功率滑环底部，二者通过轴承连接。所述内绝缘板和外绝缘板均有多个，为长条状结构，平行于风电主功率滑环的轴线，内绝缘板底部安装在内底盘上，并均布于圆周上，外绝缘板底部安装于外底盘上，并均布于圆周上。所述铜环包含多组，依次套装固定在内绝缘板上，安装平面垂直于风电主功率滑环的轴线，各铜环组之间绝缘并保持安全距离，铜环导电性能满足风电机组主功率输电要求。所述弹性连接触头分为多组，每组包含多对弹性连接触头，且每对对称安装在外绝缘板上，每组弹性连接触头对应于一组铜环，且安装平面与铜环的安装平面共面，弹性连接触头通过弹簧始终压紧在铜环上以保证电流导通，弹性连接触头电学参数与风电机组主功率输电额定值匹配。接线端子安装于铜环内侧，作为滑环内部电缆与铜环的电气连接。所述的风电主功率滑环可以分为内环和外环两部分，铜环、内绝缘板和内底盘固连组成内环，弹性连接触头、外绝缘板和外底盘固连组成外环且外环固定，通过内底盘、外底盘和轴承的连接，内环可相对外环转动，实现滑环功能，防止风电电缆发生大角度扭曲，使风电机组偏航系统不再需要解缆系统，通过弹性连接触头压紧在铜环上，实现内环和外环的电气传输。
[0008]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0009]1、本发明在保证了风力发电机组以主功率额定值进行电气传输的同时，省去了复杂的解缆机构，简化了风电机组偏航系统，降低了技术难度和制造、维护成本，可以减少风电机组的故障率；
[0010]2、由于省去解缆系统，就不会再出现解缆过程中偏航系统停止准确对风的现象，提高了风力发电机吸收风能的功率，使发电效能有效增加；
[0011]3、当遭遇台风等极端天气条件时，偏航系统不再受到解缆系统的干扰而延缓，可以立即做出正确响应，将发电机舱调整至最安全的位置，大大降低极端天气条件时风电机组损毁的几率。
【附图说明】
[0012]图1是风电主功率滑环系统安装示意图。
[0013]图2是内底盘外底盘及轴承安装示意图。
[0014]图3是导电组件安装局部细节示意图。
[0015]图4是内环部件安装示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明进行进一步说明。
[0017]如图1示意性地给出了根据本发明实施例的风电主功率滑环系统安装图，图2给出了滑环内底盘外底盘及轴承的安装示意图，参照图1和图2，根据本发明实施例的风电主功率滑环包括内底盘1、外底盘2、轴承3、内绝缘板4、外绝缘板5、铜环6、弹性连接触头7、接线端子8。
[0018]内底盘I和外底盘2为同心圆盘，均安装在风电主功率滑环底部，二者通过轴承3连接。内绝缘板4和外绝缘板5均有多个，为长条状结构，平行于风电主功率滑环的轴线，内绝缘板4底部安装在内底盘I上，并均布于圆周上，外绝缘板5底部安装于外底盘2上，并均布于圆周上。铜环6包含多组，依次套装固定在内绝缘板上，安装平面垂直于风电主功率滑环的轴线，各铜环6组之间绝缘并保持安全距离，铜环6导电性能满足风电机组主功率输电要求。弹性连接触头7分为多组，每组包含多对弹性连接触头7，且每对对称安装在外绝缘板5上，每组弹性连接触头7对应于一组铜环6，且安装平面与铜环6的安装平面共面，弹性连接触头7通过弹簧始终压紧在铜环6上以保证电流导通，弹性连接触头7电学参数与风电机组主功率输电额定值匹配。接线端子8安装于铜环6内侧，作为滑环内部电缆与铜环6的电气连接。
[0019]风电主功率滑环可以分为内环和外环两部分，内底盘1、内绝缘板4和铜环6固连组成内环，外底盘2、弹性连接触头7和外绝缘板8固连组成外环，外环固定，通过内底盘1、外底盘2和轴承3的连接，可实现内环与外环相对转动，即实现滑环功能，防止风电电缆发生大角度扭曲，使风电机组偏航系统不再需要解缆机构。
[0020]图3为本发明风电主功率滑环一个实施例的导电组件安装局部细节示意图，通过弹性连接触头7压紧铜环6，以实现外环与内环的电气传输，铜环6内圆上焊接三组铜片，相邻铜片组以铜环6的轴线为轴成夹角120°分布，每组包含两个平行的铜片，两铜片中间夹持内绝缘板4，并用螺栓固定，铜片两侧各有一个接线端子8，内环又通过铜片将电流传给接线端子8，并最终通过电缆传出滑环。
[0021]图4为本发明风电主功率滑环一个实施例的内环部件安装示意图，内环由内绝缘板4、铜环6、弹性连接触头7、接线端子8构成，其中六根内绝缘板4均布于圆周上；铜环6分为八组，上部三组中每组包含两个端面接触的铜环6，其余五组各包含一个铜环6，相邻两铜环6以焊接铜片的位置为基准，以铜环6圆心为轴错开60° ;弹性连接触头7的触片通过弹簧压紧在铜环6上，与铜环6相应也分为八组。
【主权项】
1.一种风电主功率滑环，其特征在于:风电主功率滑环包括内底盘、外底盘、轴承、内绝缘板、外绝缘板、铜环、弹性连接触头、接线端子；内底盘和外底盘为同心圆盘，均安装在风电主功率滑环底部，二者通过轴承连接；内绝缘板和外绝缘板均有多个，为长条状结构，平行于风电主功率滑环的轴线，内绝缘板底部安装在内底盘上，并均布于圆周上，外绝缘板底部安装于外底盘上，并均布于圆周上；铜环包含多组，依次套装固定在内绝缘板上，安装平面垂直于风电主功率滑环的轴线，各铜环组之间绝缘并保持安全距离，铜环导电性能满足风电机组主功率输电要求；弹性连接触头分为多组，每组包含多对弹性连接触头，且每对对称安装在外绝缘板上，每组弹性连接触头对应于一组铜环，且安装平面与铜环的安装平面共面，弹性连接触头通过弹簧始终压紧在铜环上以保证电流导通，弹性连接触头电学参数与风电机组主功率输电额定值匹配；接线端子安装于铜环内侧，作为滑环内部电缆与铜环的电气连接；风电主功率滑环可以分为内环和外环两部分，铜环、内绝缘板、内底盘三者固连组成内环，弹性连接触头、外绝缘板、外底盘三者固连组成外环且外环固定，通过内底盘、外底盘和轴承的连接，内环可以相对外环转动，实现滑环功能，防止风电电缆发生大角度扭曲，通过弹性连接触头压紧在铜环上，实现内环和外环的电气传输。2.根据权利要求1所述的风电主功率滑环，其特征在于:弹性连接触头压紧铜环，实现外环与内环的电气传输，铜环内圆上焊接三组铜片，相邻铜片组以铜环的轴线为轴成夹角120°分布，每组包含两个平行的铜片，两铜片中间夹持内绝缘板，并用螺栓固定，铜片两侧各有一个接线端子，内环通过铜片将电流传给接线端子，并最终通过电缆传出滑环。3.根据权利要求1所述的风电主功率滑环，其特征在于:铜环分为八组，上部三组中每组包含两个端面接触的铜环，其余五组各包含一个铜环，相邻两铜环以焊接铜片的位置为基准，以铜环的轴线为轴错开60°，弹性连接触头的触片通过弹簧压紧在铜环上，与铜环相应也分为八组。
【专利摘要】本发明公开了一种风电主功率滑环。风电主功率滑环包括内底盘、外底盘、轴承、内绝缘板、外绝缘板、铜环、弹性连接触头、接线端子。内底盘和外底盘为滑环底部的同心圆盘，通过轴承连接。内绝缘板底部安装于内底盘，外绝缘板底部安装于外底盘。多组铜环固定在内绝缘板上，弹性连接触头通过弹簧始终压紧在铜环上。铜环、内绝缘板和内底盘组成内环，弹性连接触头、外绝缘板和外底盘组成外环且外环固定，内底盘和外底盘的轴承连接使内环可相对外环转动，实现滑环功能，防止电缆发生大角度扭曲，弹性连接触头压紧在铜环上，实现内环和外环的电气传输。本发明可保证风力发电机组以额定主功率进行电气传输，代替解缆系统保护电缆，简化了偏航系统。
【IPC分类】F03D80/00, H01R39/08
【公开号】CN105337132
【申请号】CN201510822167
【发明人】王敏庆, 盛美萍, 李润堃, 吴晴晴
【申请人】西北工业大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月18日