一种导电装置及风力发电设备的制作方法

本发明实施例涉及发电技术，尤其涉及一种导电装置及风力发电设备。

背景技术：

目前双馈型或者永磁型风力发电机组在偏航时存在电缆扭缆的问题，不管风力发电机组中的变流器位于机舱还是塔下，都需使用动力电缆(690v)、部分机组供电电缆(400v)和通讯光缆连接机舱和塔下。通常电缆、通讯光缆等线缆从机舱桥架末端垂直悬空至马鞍扭缆平台，再通过卡箍固定在塔筒的电缆支撑架上。当风向变化时，偏航系统控制机舱进行对风，此时机舱带着线缆扭动，按照机组设计和线缆特性要求，为防止线缆被扭断，当线缆的扭缆角度超出±720°时，偏航系统会触发安全链机制，即发电机组关机，偏航系统控制机舱回复初始位置，但扭缆角度过大时，部分机组还需要手动解缆，使机舱回复初始位置。

通常，机舱线缆到马鞍扭缆平台大约有10m左右的长度，风向变化或风速较大时候，机舱偏航或机舱晃动大，会造成电缆的晃动、电缆长度变化等问题，久而久之，则会造成电缆磨损。当风力发电机组中悬垂段线缆束密集时，单根线缆周边的空气流通小，全功率发电时单根电缆分配到的电流较大，电缆发热会较多，容易加速局部电缆老化。

技术实现要素：

本发明提供一种导电装置及风力发电设备，以克服风力发电设备在偏航时遇到的扭缆角度限制，同时解决了电缆易磨损、偏航系统操作性差、难以维护的问题。

第一方面，本发明实施例提出一种导电装置，包括：第一导电组件、第二导电组件、第一无线通信模块和第二无线通信模块；所述第一导电组件设有第一接线端子，所述第二导电组件包括导电触点、导电部和第二接线端子，所述第二接线端子通过所述导电部与所述导电触点相连接，所述第二导电组件通过所述导电触点与所述第一导电组件滑动连接；所述第一通信模块与所述第一导电组件固定连接，所述第一通信模块与所述第二无线通信模块通信连接。

可选的，所述第一导电组件中空，所述第一导电组件的内表面绝缘，所述第一无线通信模块以及所述第二无线通信模块间隔的固定在所述第一导电组件的内部。

可选的，所述第一导电组件中空，所述第一导电组件的内表面绝缘，所述第一无线通信模块固定在所述第一导电组件的内部，

所述导电部的外表面绝缘，所述导电部与一连接部固定连接，所述第二无线通信模块与所述连接部固定连接。

可选的，还包括线束套管，所述线束套管与所述导电部相连接。

第二方面，本发明实施例提出一种风力发电设备，包括机舱、塔筒和偏航系统，所述偏航系统包括偏航轴承，还包本发明实施例记载的导电装置，所述塔筒的内部设有第一固定支架，所述偏航轴承的内圈固定有第二固定支架，第一导电组件与所述第一固定支架固定连接，第二导电组件与所述第二固定支架固定连接。

可选的，第二无线通信模块与所述第二固定支架固定连接。

可选的，所述第一导电组件中空，所述第一导电组件的内表面绝缘，第一无线通信模块固定在所述第一导电组件的内部，所述第一无线通信模块与第二无线通信模块同轴设置，

所述第一固定支架嵌入所述第一导电组件的内部，所述第一固定支架设有第一线束通道，所述第一线束通道用于通过与所述第一无线通信模块电连接的线缆。

可选的，所述第二固定支架设有第二线束通道，

所述第二线束通道用于通过与所述第二无线通信模块电连接的线缆，所述第二线束通道还用于通过所述机舱内发电机的输出电缆，所述输出电缆与第二接线端子电连接。

可选的，还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器通过齿轮与所述偏航轴承的外圈相啮合。

可选的，还包括阻尼器，所述阻尼器的外壳内设有弹簧和阻尼滑块，所述弹簧将所述阻尼滑块压在所述偏航轴承的表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出的导电装置，设有可相对转动的第一导电组件和第二导电组件，且具有可以无线通信的第一无线通信模块和第二无线通信模块，利用导电装置可以实现电源部分通过导电组件传输，信号部分通过无线通信模块传输。本发明提出的风力发电设备设有上述导电装置，当机舱发生旋转时，不会出现扭揽现象，也不需要进行解缆操作，提高了风力发电设备的操作性、减小了风力发电设备的维护难度。

附图说明

图1是实施例一中的导电装置结构示意图；

图2是实施例一中的另一种导电装置结构示意图；

图3是实施例二中的风力发电设备结构示意图。

附图标记说明：

第一导电组件-1，第一接线端子，第二导电组件-2，导电触点-21，导电部-22，第二接线端子-23，连接部-24，线束套管-25，第一无线通信模块-3，第二无线通信模块-4，机舱-100，塔筒-200，第一固定支架-201，偏航系统-300，偏航轴承-301，第二固定支架-302。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是实施例一中的导电装置结构示意图，参考图1，本实施例提出一种导电装置，包括：第一导电组件1、第二导电组件2、第一无线通信模块3和第二无线通信模块4。第一导电组件1设有第一接线端子11，第二导电组件2包括导电触点21、导电部22和第二接线端子23，第二接线端子23通过导电部22与导电触点21相连接，第二导电组件2通过导电触点21与第一导电组件1滑动连接。第一通信模块3与第一导电组件1固定连接，第一通信模块3与第二无线通信模块4通信连接。

本实施例中，第一无线通信模块3与第一导电组件1固定连接，例如固定在第一导电组件1的外表面，此时第二无线通信模块4同样可以设置在第一导电组件1的外表面。可选的，第二无线通信模块4也可以设置在除第一导电组件1之外的支架上，只要保证第一无线通信模块3与第二无线通信模块4可以正常通信即可。

可选的，第一无线通信模块3以及第二无线通信模块4可选用蓝牙通信模块或者激光通信模块。

可选的，第一导电组件1的主体可以为柱体结构，第二导电组件2可以通过导电触点21与第一导电组件1主体的顶面滑动连接，也可以通过导电触点21与第一导电组件1主体的侧面滑动连接。示例性的，第一导电组件1主体的侧面可以为光滑的导电面。此时第一导电组件1外表面金属导电层环选用黄铜浇铸加工制成，使第一导电组件1外表面具有良好的硬度和耐磨性。第一导电组件1主体的侧面也可以设置凹槽，此时第一导电组件1主体的表面绝缘，凹槽的表面导电，导电触点21嵌入在凹槽内。此时第一导电组件1外表面的绝缘层选用不饱和聚酯团状模塑料压制而成，可以提高第一导电组件1的抗压、抗冲击以及抗老化性能。

可选的，导电触点包括石墨电刷、电化石墨电刷、金属石墨碳刷以及纯金属电刷。

本实施例中，导电装置作为连接两端线缆的中间组件，例如，利用第一接线端子11连接一电缆，利用第二接线端子23连接另一电缆，示例性的，与第一接线端子11连接的电缆可以为与变压设备相连接的电缆，与第二接线端子23连接的电缆可以为发电机电能输出端的输电电缆，由于输电电缆固定在第二导电组件2上，且第二导电组件2可相对第一导电组件1转动，因此当发电机发生旋转时，不会出现扭揽现象。

作为一种可替换方案，第一导电组件1中空，第一导电组件1的内表面绝缘，第一无线通信模块3以及第二无线通信模块4间隔的固定在所述第一导电组件的内部。可选的，可在第一导电组件1的内部设置一绝缘套筒，使得第一导电组件的内表面绝缘，绝缘套筒可选用环氧树脂和无碱玻纤布浸渍浇注而成。

示例性的，第二无线通信模块4可以用于接收发电机的工作状态，为了避免出现扭揽的情况，发电机通过无线的方式将数据信息发送至第二无线通信模块4。

图2是实施例一中的另一种导电装置结构示意图，参考图2，图2所示的导电装置中的第一导电组件1中空，第一导电组件1的内表面绝缘，第一无线通信模块3固定在第一导电组件1的内部，导电部22的外表面绝缘，导电部22与一连接部24固定连接，第二无线通信模块4与连接部24固定连接。

图2所示的导电装置中，第二无线通信模块4通过连接部24固定在第二导电组件2的主体上，示例性的，发电机可以通过通讯线缆与第二无线通信模块4相连接，当发电机发生旋转时，通讯线缆随着第二导电组件2转动，因此不会发生扭揽现象。

可选的，导电装置还可以包括线束套管25，线束套管25与导电部22相连接。具体的线束套管25套在导电部22的外部，线束套管25用于保护与导电部22相连接的线缆。

本实施例提出的导电装置，设有可相对转动的第一导电组件1和第二导电组件2，且具有可以无线通信的第一无线通信模块3和第二无线通信模块4，利用导电装置可以实现电源部分通过导电组件传输，信号部分通过无线通信模块传输。通过导电装置可以消除由于发电机发生旋转时，出现的扭揽现象。

实施例二

图3是实施例二中的风力发电设备结构示意图，参考图3，本实施例提出一种风力发电设备，包括机舱100、塔筒200和偏航系统300，偏航系统300包括偏航轴承301，还包括实施例记载的任意的导电装置，塔筒200的内部设有第一固定支架201，偏航轴承301的内圈固定有第二固定支架302，第一导电组件1与第一固定支架201固定连接，第二导电组件2与第二固定支架302固定连接。

参考图3，机舱100通过偏航轴承301与塔筒200相连接，偏航轴承301用于承载整个机舱100的机械载荷，偏航轴承301的外圈为一齿轮结构与塔筒200相连接，这样整个机舱100就相当于安装在了以塔筒200为基础的一个回转支承上。

本实施例中，第二固定支架302固定在偏航轴承301的内圈，且与第二导电组件2固定连接，第一固定支架201固定在塔筒200内部的平台上，且与第一导电组件1固定连接，因此当机舱100发生旋转时，第二导电组件2相对机舱100静止，相对塔筒200转动。通过导电装置完成机舱100至塔筒200的电力以及通讯传输，可以避免偏航系统300工作时，发成的扭揽问题。

优选的，第二无线通信模块4与第二固定支架302固定连接。

优选的，第一导电组件1中空，第一导电组件1的内表面绝缘，第一无线通信模块3固定在第一导电组件1的内部，第一无线通信模块3与第二无线通信模块4同轴设置，第一固定支架201嵌入第一导电组件1的内部，第一固定支架201设有第一线束通道，第一线束通道用于通过与第一无线通信模块3电连接的线缆。第二导电组件2通过导电触点21与第一导电组件1的外表面滑动连接，其中，为提高电能传输效率，第二导电组件2上设置有多个导电触电21。

为满足风力发电设备的机械需求，本实施例中第一导电组件1内部设置绝缘套筒，绝缘套筒采用环氧树脂和无碱玻纤布浸渍浇注而成，耐化学腐蚀，强度高。第一导电组件1的主体采用h62黄铜，抗拉强度(rmn/mm2)≥385.0，延伸率(a％)≥15.0。第一导电组件1的顶面和底面设置有绝缘环，绝缘环采用团状模塑料(up—bmc)压制而成，热变形温度为200～280℃。第二导电组件2的导电部22采用无氧紫铜加工而成，使导电部22具有高导电率且具备良好的耐蚀性能。可选的，导电触电21采用导电碳刷，碳刷的含铜量为50％，恒流密度为10-23a/cm²，洛氏硬度为110。

优选的，第二固定支架302设有第二线束通道，第二线束通道用于通过与第二无线通信模块4电连接的线缆，第二线束通道还用于通过机舱100内发电机的输出电缆，输出电缆与第二接线端子电连接。将第二固定支架302做成内部中空的架体，并把线缆设置在架体的内部，可以减少线缆之间的磨损，提高线缆的寿命。

可选的，风力发电设备还包括扭矩传感器，扭矩传感器通过齿轮与偏航轴承301的外圈相啮合。通过扭矩传感器测量偏航轴承301的旋转角度，便于监控机舱100的偏航程度。

可选的，风力发电设备还包括阻尼器，阻尼器的外壳内设有弹簧和阻尼滑块，弹簧将阻尼滑块压在偏航轴承301的表面。通过阻尼器可以对偏航轴承施加一定的制动力矩，从而保证了偏航系统300运行的平稳性以及降低启动和停止过程中的机械冲击。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。