一种组合式风电变桨导电滑环的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于风力发电装置，尤其涉及一种组合式风电变桨导电滑环。
【背景技术】
[0002]滑环，也称做旋转电气接口、电气旋转关节，可用于任一要求无限制连续旋转时从固定结构到旋转结构传输电源和数据信号的电统中。常常被使用在要求无限制、连续或者间断旋转，传输电源和数据信号的机电系统中，能简化和改进系统性能，并且不损坏导线。目前，滑环是实现对旋转动态实现信号和功率传输的主要电器装置，主要由环体和电刷接触的方式，并做相对旋转运动实现对旋转体上进行信号和功率的传输，他的主要构造是由环体(也称集电环)、电刷、滑环支架、轴承、轴承端盖组合而成，滑环在工作的时候环体和电刷保持滑动接触，实现信号和功率的传输，导电环为集电环的核心部件，对滑环的寿命和性能起到决定性的作用。
[0003]目前风力发电机中80%的变桨方式是采用电变桨，电变桨方式就是通过导电滑环向旋转的轮毂电机提供电源和通讯信号，电变桨导电滑环的功率滑环通过的电流一般超过60A，信号滑环的电流小于0.5A，目前一般采用信号滑环和功率滑环尺寸一致的设计结构；由于功率滑环通过的电流较大，特别是在短时内会产生很大的峰值电流，产生较大的发热量，因此功率环需要具有一定的体积以吸收和传导热量，避免装置被损毁。而信号滑环需要更加稳定可靠的传输效果，信号滑环的直径越大其周长就越大，信号滑环旋转一周的长度也就越长，圆周的线速度也越大，即增加了电刷的磨损也降低了信号传输的稳定性。在使用过程中会造成滑环的通讯故障较多。
[0004]目前的滑环结构主要有碳刷结构、银环结构和V型槽环结构。
[0005]高端滑环目前基本是采用V型槽结构，V型槽环由铜基材经过精密车床加工而成，形成一个类似V字型的槽，槽的表面电镀金合金镀层提高表面电接触性能和硬度，电刷以微弱的压力轻轻接触在V型槽中，保证电刷与旋转运动的滑环的接触点处于滑环的同一个圆周轨迹上，使传输稳定性大幅提高，特别是在微弱信号的传输效果更加显著，但是滑环的直径对滑环的寿命影响较大，直径越大，每旋转一圈的电刷直线磨损距离越长，电刷寿命越短。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提出一种组合式风电变桨导电滑环的技术方案，提高信号滑环的工作稳定性和电刷的使用寿命。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种组合式风电变桨导电滑环，所述组合式风电变桨导电滑环包括信号滑环和功率滑环，所述信号滑环和功率滑环分别设有多个由绝缘环隔离的导电环，所述信号滑环的导电环外径小于所述功率滑环的导电环的外径;所述信号滑环和功率滑环的转动轴在轴向互相连接并同轴转动。
[0008]更进一步，所述信号滑环的转动轴和功率滑环的转动轴通过设有方型凸台的联轴器互相连接。
[0009]更进一步，所述信号滑环的导电环和功率滑环的导电环都设有V形环槽的导电环。
[0010]更进一步，所述信号滑环的外径不大于16mm;所述功率滑环的V形槽环外径不小于40mm ο
[0011]更进一步，所述信号滑环是在多个所述导电环之间浇筑环氧树脂形成的整体信号滑环。
[0012]本实用新型的有益效果是:采用了独立的信号滑环和功率滑环，信号滑环的外径小于功率滑环的外径，提高了信号滑环的传输稳定性和使用寿命，节省了贵金属材料和制造成本;可单独更换信号滑环或功率滑环，节约了设备维护成本。
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型结构图；
[0015]图2是本实用新型信号滑环结构图；
[0016]图3是本实用新型信号滑环安装在信号滑环架体组件上的结构图；
[0017]图4是图3的A向视图；
[0018]图5是本实用新型功率滑环结构图。
【具体实施方式】
[0019]如图1至图5，一种组合式风电变桨导电滑环，所述组合式风电变桨导电滑环包括信号滑环10(如图2所示)和功率滑环20(如图5所示)，所述信号滑环和功率滑环分别设有多个由绝缘环隔离的导电环，(图中信号滑环的导电环为11，功率滑环的导电环为21;信号滑环的绝缘环为12，功率滑环的导电环为22)所述信号滑环的导电环外径dl小于所述功率滑环的导电环的外径d2;所述信号滑环和功率滑环的转动轴在轴向互相连接并同轴转动。
[0020]所述信号滑环的转动轴和功率滑环的转动轴通过设有方型凸台的联轴器30互相连接。
[0021]所述信号滑环的导电环和功率滑环的导电环都是设有V形环槽的导电环(图中信号滑环导电环的V形环槽为13，功率滑环导电环的V形环槽为23)。
[0022]所述信号滑环的外径dl不大于16mm;所述功率滑环的V形槽环外径d2不小于40mm。
[0023]所述信号滑环是在多个所述导电环之间浇筑环氧树脂形成的整体信号滑环。
[0024]实施例一:
[0025]如图1至图5，一种组合式风电变桨导电滑环，组合式风电变桨导电滑环包括信号滑环10(如图2所示)和功率滑环20(如图5所示)，信号滑环和功率滑环的转动轴在轴向互相连接并同轴转动。
[0026]如图2所示，信号滑环设有多个沿轴向排列的导电环11，导电环环是导电金属环，导电环的外径设有V形环槽13，在V形环槽的表面有一层镀金层，以提高其导电稳定性。信号滑环的导电环外径dl=16mm。本实施中有20个沿轴向排列的导电环，相邻的导电环之间设有绝缘环12。导电环和绝缘环套装在一个树脂结构体14上，树脂结构体的中心设有一支芯轴15，芯轴的两端通过螺纹连接安装有前端头16和后端头17。芯轴、前端头和后端头构成信号滑环的转动轴。
[0027]信号滑环传输数据为Canbus和RS485等协议，需要较高的传输可靠性和稳定性，信号滑环是在多个导电环之间浇筑环氧树脂形成的整体信号滑环。使用外径16mm、内径12mm环片通过结构件连接装配、树脂浇注、固化、加工、热处理、精加工、电镀等多道工艺完成。环体一次整体加工成型，环道回转精度高，稳定性好，由于环道的外径小，寿命更长。
[0028]如图3、图4所示，信号滑环通过轴承18安装在一个信号滑环架体组件19上。在信号滑环的后端头是安装有一个设有方型凸台的联轴器30。
[0029]如图5所示，功率滑环的传输电流为60A?100A、传输电压为400VAC，功率滑环设有5个沿轴向排列的导电环21，导电环是导电金属环，每个导电环设有12个V形环槽，在V形环槽的表面有一层镀金层；功率滑环的导电环外径d2=43mm。相邻的导电环之间设有绝缘环23。功率滑环还设有6个沿轴向排列的窄导电环24，每个导电环设有2个V形环槽。导电环和窄导电环以碟片方式组合为一体。导电环、窄导电环和绝缘环套装在一个树脂结构体25上，树脂结构体的中心设有一支芯轴26，芯轴的前端安装有前端头27，在前端头上设有连接方孔28。芯轴和前端头构成功率滑环的转动轴。
[0030]如图1所示，功率滑环通过轴承41安装在一个主滑环架体组件40上。信号滑环架体组件安装在主滑环架体组件上，信号滑环后端头的联轴器与功率滑环前端头的连接方孔相连接，使功率滑环带动信号滑环转动。在信号滑环的外部设有保护罩60，用来保护信号滑环。
[0031]信号滑环和功率滑环的V形环槽以微弱的压力与电刷50接触(图中省略了与信号滑环接触的电刷)，电刷嵌入在V形环槽中保持与信号滑环和功率滑环的导通。
【主权项】
1.一种组合式风电变桨导电滑环，其特征在于，所述组合式风电变桨导电滑环包括信号滑环和功率滑环，所述信号滑环和功率滑环分别设有多个由绝缘环隔离的导电环，所述信号滑环的导电环外径小于所述功率滑环的导电环的外径;所述信号滑环和功率滑环的转动轴在轴向互相连接并同轴转动。2.根据权利要求1所述的一种组合式风电变桨导电滑环，其特征在于，所述信号滑环的转动轴和功率滑环的转动轴通过设有方型凸台的联轴器互相连接。3.根据权利要求1所述的一种组合式风电变桨导电滑环，其特征在于，所述信号滑环的导电环和功率滑环的导电环都设有V形环槽的导电环。4.根据权利要求1所述的一种组合式风电变桨导电滑环，其特征在于，所述信号滑环的外径不大于16mm;所述功率滑环的V形槽环外径不小于40mm。5.根据权利要求1所述的一种组合式风电变桨导电滑环，其特征在于，所述信号滑环是在多个所述导电环之间浇筑环氧树脂形成的整体信号滑环。
【专利摘要】本实用新型涉及一种组合式风电变桨导电滑环，所述组合式风电变桨导电滑环包括信号滑环和功率滑环，所述信号滑环和功率滑环在轴向互相连接并同轴转动。所述信号滑环和功率滑环都设有V形槽环，所述信号滑环的V形槽环外径小于所述功率滑环的V形槽环外径。本实用新型的有益效果是：采用了独立的信号滑环和功率滑环，信号滑环的外径小于功率滑环的外径，提高了信号滑环的传输稳定性和使用寿命，节省了贵金属材料和制造成本；可单独更换信号滑环或功率滑环，节约了设备维护成本。
【IPC分类】H01R39/08
【公开号】CN205212132
【申请号】CN201521058364
【发明人】李问国, 程余
【申请人】中能动力（北京）滑环设备制造有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月18日