一种风力发电机用多通道水银滑环的制作方法

本实用新型属于导电滑环技术领域，具体涉及一种风力发电机用多通道水银滑环。

背景技术：

我国目前在运的大功率风力发电机中，大部分风力发电机属于变速恒频变桨矩水平轴风力发电机。该型风力发电机广泛采用机械滑环作为风力发电机轮毂电源供应和信号传递的电气组件。风力发电机滑环一般安装在齿轮箱中空轴末端，也被称为电刷、碳刷、集电环、集流环、汇流环，用于风力发电机轮毂无限制连续旋转时传输功率电源和电信号。为了保证信号传输质量，风力发电机滑环大部分采用了镀金环+合金电刷或纤维刷的组合方式。这种纯机械电气组件，因长期处于旋转状态，金针、导轨容易造成磨损，而磨损中产生的颗粒又会对其它部件造成不良影响。从国内多年来风力发电机运行数据来看，传统机械滑环的寿命大多数为3-5年。

目前，工业领域已经出现了水银滑环，水银滑环是一种非接触滑环，以液态水银作为工作介质，将固定端(定子)与旋转端(转子)集成在一起，旋转的时候不需要使用传统碳刷来进行导电传递，直接使用水银来进行导电传递，具有设备免维护、无杂讯、无噪音、转速高、信号不失真、接触电阻小、传递电流大的特点。但因水银的流动性，水银滑环密封要求较高，且现有的水银滑环一般为同心圆结构，因此水银滑环无法做到大型化，能够实现的工作通道少，无法实现超过10以上的电传输工作通道，而风力发电领域需要的通道数通常高于20通道以上，因而普通的水银滑环无法应用到风力发电领域。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种风力发电机用多通道水银滑环，其将定子导体和转子导体采用同轴布设，能够有效提高工作通道的数量，通过采用双轴承能够确保工作过程中转子平稳工作，通过在转轴的一端设置法兰安装盘，并且在转轴与法兰安装盘连接处采用柔性轴，能够减少工作过程中外接设备转动机构轴向和径向窜动对滑环产生的干扰。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种风力发电机用多通道水银滑环，其特征在于：包括相配合的定子和转子，所述定子包括呈水平布设的定子外壳和多个呈等间距布设的定子绝缘隔板，所述定子外壳包括下部的底座和上部的壳体，所述定子绝缘隔板呈竖向布设，所述底座上开设有半圆柱形凹槽，所述定子绝缘隔板为与所述半圆柱形凹槽相配合的弧形隔板，相邻两个所述定子绝缘隔板之间的半圆柱形凹槽的弧面上均设置有定子导体，所述定子绝缘隔板与底座加工制作为一体，相邻两个所述定子绝缘隔板之间的通道为工作通道，所述工作通道的数量为25个～50个，所述工作通道内填充有水银；

所述转子位于底座与壳体之间，所述转子包括转轴和设置在转轴上的多个转子导体，所述转子导体与转轴呈同轴布设，所述转轴沿底座的长度方向布设，所述转子导体插装在工作通道内且其与定子绝缘隔板相互平行，所述转子导体与定子导体呈同轴布设，所述转轴的两端分别通过转子轴承转动安装在底座上，所述转子轴承与转轴呈同轴布设，所述转轴的一端连接有供外接设备连接的法兰安装盘，所述法兰安装盘与转轴之间设置有柔性轴，所述法兰安装盘、柔性轴和转轴加工制作为一体，所述定子绝缘隔板上设置有两层隔膜密封层，所述水银的上表面为油密封层。

上述的一种风力发电机用多通道水银滑环，其特征在于：所述定子绝缘隔板与底座通过绝缘树脂浇注为一体。

上述的一种风力发电机用多通道水银滑环，其特征在于：所述法兰安装盘的外侧设置有转子接线插座。

上述的一种风力发电机用多通道水银滑环，其特征在于：所述底座的一侧设置有定子接线插座。

上述的一种风力发电机用多通道水银滑环，其特征在于：所述转轴为空心轴。

上述的一种风力发电机用多通道水银滑环，其特征在于：所述定子绝缘隔板的横断面为T字型。

上述的一种风力发电机用多通道水银滑环，其特征在于：所述转子导体与转轴加工制作为一体。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过将定子导体和转子导体采用同轴布设，使工作通道呈同轴布设，通过增加转轴轴径、提高密封性可以实现更高的工作通道数，根据实际需要其工作通道数量可以达到25～50个。

2、本实用新型通过在工作通道与转子导体之间设置有两层隔膜密封层，同时在水银的上部设置油密封层，能够有效提高该结构的密封性，确保水银不溢出工作通道。

3、本实用新型通过在转子中转轴的两端均设置有转子轴承，即采用双轴承设计，能够确保工作过程中转子能够平稳工作。

4、本实用新型通过在转轴的一端设置法兰安装盘，可以将本实用新型通过法兰安装盘固定安装在外接设备上，并且在转轴与法兰安装盘连接处采用柔性轴，能够确保外接设备转动机构出现轴向、径向窜动或高震动时，该水银滑环不受影响，能够正常工作。

综上所述，本实用新型将定子导体和转子导体采用同轴布设，能够有效提高工作通道的数量，通过采用双轴承能够确保工作过程中转子平稳工作，通过在转轴的一端设置法兰安装盘，并且在转轴与法兰安装盘连接处采用柔性轴，能够减少工作过程中外接设备转动机构轴向和径向窜动对滑环产生的干扰。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型去除壳体后的结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为图3的A-A剖视图。

附图标记说明:

1-1-1—底座； 1-1-2—壳体； 1-2—定子绝缘隔板；

1-3—定子导体； 1-4—定子接线插座； 2-1—转轴；

2-2—转子导体； 2-3—转子轴承； 2-4—法兰安装盘；

2-5—柔性轴； 2-6—转子接线插座； 3—隔膜密封层；

4—工作通道。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型包括相配合的定子和转子，所述定子包括呈水平布设的定子外壳和多个呈等间距布设的定子绝缘隔板1-2，所述定子外壳包括下部的底座1-1-1和上部的壳体1-1-2，所述定子绝缘隔板1-2呈竖向布设，所述底座1-1-1上开设有半圆柱形凹槽，所述定子绝缘隔板1-2为与所述半圆柱形凹槽相配合的弧形隔板，相邻两个所述定子绝缘隔板1-2之间的半圆柱形凹槽的弧面上均设置有定子导体1-3，所述定子绝缘隔板1-2与底座1-1-1加工制作为一体，相邻两个所述定子绝缘隔板1-2之间的通道为工作通道4，所述工作通道4的数量为25个～50个，所述工作通道4内填充有水银；

所述转子位于底座1-1-1与壳体1-1-2之间，所述转子包括转轴2-1和设置在转轴2-1上的多个转子导体2-2，所述转子导体2-2与转轴2-1呈同轴布设，所述转轴2-1沿底座1-1-1的长度方向布设，所述转子导体2-2插装在工作通道4内且其与定子绝缘隔板1-2相互平行，所述转子导体2-2与定子导体1-3呈同轴布设，所述转轴2-1的两端分别通过转子轴承2-3转动安装在底座1-1-1上，所述转子轴承2-3与转轴2-1呈同轴布设，所述转轴2-1的一端连接有供外接设备连接的法兰安装盘2-4，所述法兰安装盘2-4与转轴2-1之间设置有柔性轴2-5，所述法兰安装盘2-4、柔性轴2-5和转轴2-1加工制作为一体，所述定子绝缘隔板1-2上设置有两层隔膜密封层3，所述水银的上表面为油密封层。

实际使用时，通过将定子导体1-3和转子导体2-2采用同轴布设，使所述工作通道4呈同轴布设，通过增加转轴2-1的轴径、提高密封性可以实现更高的工作通道4数，根据实际需要其所述工作通道4的数量可以达到25～50个。

需要说明的是，通过在定子绝缘隔板1-2上设置有两层隔膜密封层3，对工作通道4与转子导体2-2之间进行密封，同时在水银的上部设置所述油密封层，能够有效提高该结构的密封性，确保水银不溢出工作通道4。

通过在转轴2-1的两端均设置有转子轴承2-3，即采用双轴承设计，能够确保工作过程中所述转子能够平稳工作。

通过在转轴2-1的一端设置法兰安装盘2-4，可以将本实用新型通过法兰安装盘2-4固定安装在所述外接设备上，并且在转轴2-1与法兰安装盘2-4连接处采用柔性轴2-5，能够确保所述外接设备转动机构出现轴向、径向窜动或高震动时，该装置不受影响，能够正常工作。

实际使用时，通过将所述转子设置在所述定子外壳的内部，即通过设置壳体1-1-2将所述转子罩住，可以隔离外部的粉尘等污染物，防止工作环境发生污染导致所述转子无法正常工作。

本实施例中，所述定子绝缘隔板1-2与底座1-1-1通过绝缘树脂浇注为一体。

本实施例中，所述法兰安装盘2-4的外侧设置有转子接线插座2-6。

本实施例中，所述底座1-1-1的一侧设置有定子接线插座1-4。

本实施例中，所述转轴2-1为空心轴。

本实施例中，所述定子绝缘隔板1-2的横断面为T字型。

本实施例中，所述转子导体2-2与转轴2-1加工制作为一体。

本实用新型使用时，将本实用新型通过法兰安装盘2-4安装在所述外接设备上，当转子接线插座2-6与外接设备转动机构的电源或控制信号线连接时，所述外接设备转动机构带动转轴2-1旋转，设置在转轴2-1上的转子导体2-2随之开始旋转，所述转子接线插座2-6传递到转子导体2-2上的电信号通过水银传输到定子导体1-3上，再由定子接线插1-4传输到外部控制系统。同样的，当定子接线插1-4与所述外部控制系统的电源或控制信号线连接时，所述定子接线插1-4传递到定子导体1-3上的电信号通过水银传输到转子导体2-2上，再由转子接线插座2-6传输给所述外接设备转动机构。所述工作通道4内的油密封层与定子绝缘隔板1-2和隔膜密封层3具有较好的浸润性，可以确保水银不被转子导体2-2带出工作通道4外；两层隔膜密封层3主要确保该水银滑环在运输及安装阶段的倒置、侧放、震动环境下，所述水银不溢出工作通道4。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。