CN213243075U - 一种变桨导电滑环 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有新型结构的变桨导电滑环，包括定子部分、转子部分。其特征在于：定子壳体前端通过轴承连接转子壳体，所述定子壳体通过所述轴承与滑环导电轴一端固定连接，所述滑环导电轴一端与转子壳体固定连接，所述滑环导电轴另一端与所述定子壳体末端无连接。本实用新型变桨导电滑环的特点是只使用了一个轴承实现了定子壳体、转子壳体、导电轴之间的相互连接关系，相比于变桨导电滑环传统结构减少了轴承的使用数量和降低了定子壳体的加工难度，节约了成本，并且，由于滑环导电轴只有一端与定子壳体连接，滑环导电轴能够在不拆除转子壳体和连接转子与定子的轴承的情况下方便地安装或拆卸。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种导电滑环，特别涉及一种风力发电机用变桨导电滑环。
背景技术
导电滑环，也称作旋转电气接口、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***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***中，能简化和改进***性能，并且不损坏导线。目前，导电滑环是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、导电滑环支架、轴承、轴承端盖组合而成，导电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。导电滑环专门为旋转体连通、输送能源与电气信号，而对于风力发电领域，风力发电机机的变桨导电滑环是连通风力发电机机舱与轮毂电力和信号的关键设备。
目前风力发电机中绝大部分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，而现有的传统变桨导电滑环通常采用这样的结构设计：
转子部分通过轴承与定子部分连接，形成转子与定子相对旋转的主结构，滑环的导电轴两端分别通过轴承固定在定子壳体上，然后滑环导电轴的一端再与转子壳体固定相连，使滑环导电轴能够随着转子壳体一同旋转，滑环导电轴上的导电环与安装在定子壳体上的电刷形成相对旋转的摩擦副，从而实现无限制旋转连通电力与信号的功能。
上述的导电滑环结构目前被业界普通使用，在性能上也能够满足滑环运行的要求，但是，由于滑环导电轴旋转有比较高的精度要求，为了满足这一精度要求，传统的定子壳体两端通过轴承支撑滑环导电轴两端的结构造成了对定子壳体的加工和组装精度有比较高的依赖性，这样，势必增加了生产成本。同时，随着风电行业的发展，风力发电机的运行维护工作日益变的重要起来，变桨导电滑环作为风力发电机变桨的核心部件，滑环内部的摩擦副随着风机旋转磨耗是不可避免的，维护保养工作成为重中之重。风力发电机旋转的轮毂中存在大量机油，在不断旋转的过程中，机油会通过轮毂与导电滑环连接的部位渗透到导电滑环内部，从而污染滑环内部的核心部件，例如污染环道与刷丝，从而影响导电滑环的稳定性、缩短导电滑环的维护周期、降低导电滑环的使用寿命。这就需要频繁、定期地对导电滑环进行维护和更换。目前被业界广泛使用的导电滑环结构在面对维护和更换时凸显出一个问题，就是导电滑环的摩擦副维护保养比较困难，特别体现在滑环导电轴需要更换的时候，由于结构的原因，更换导电轴必须拆卸转子壳体与连接转子与定子的轴承。频繁地维护和更换导电轴，需要专人进行操作，这不仅浪费人力，而且更换过程还需要停机，生产工作也因此而导致终端。进一步地，这种维护操作还会在一定程度上破坏滑环转子与定子之间的配合结构，也有可能造成部件的损坏，即使再次组装也对滑环的可靠运行产生不良影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种具有导电轴单端支撑结构的变桨导电滑环，包括定子部分、转子部分。其特征在于：定子壳体前端通过轴承连接转子壳体，所述定子壳体通过所述轴承与滑环导电轴一端固定连接，所述滑环导电轴一端与转子壳体固定连接，所述滑环导电轴另一端与所述定子壳体末端无连接。本实用新型变桨导电滑环的特点是只使用了一个轴承实现了定子壳体、转子壳体、导电轴之间的相互连接关系，相比于变桨导电滑环传统结构减少了轴承的使用数量和降低了定子壳体的加工难度，节约了成本，并且，由于滑环导电轴只有一端与定子壳体连接，滑环导电轴能够在不拆除转子壳体和连接转子与定子的轴承的情况下方便地安装或拆卸。
进一步地，所述滑环导电轴前端设有固定法兰，除该固定法兰外，所述滑环导电轴的外径尺寸小于下列位置的尺寸：转子壳体内孔直径、轴承内孔直径和定子壳体前端开孔直径。
进一步地，所述滑环导电轴安装时依次穿过转子壳体的内孔、轴承的内孔和定子壳体的前端开孔，并通过滑环导电轴前端的固定法兰与转子壳体固定连接。
进一步地，所述滑环导电轴的第二端通过联轴器与编码器连接。
进一步地，所述转子部分包括转子侧电气接口，所述定子部分包括定子侧电气接口，如此，定子侧电气接口通过定子电缆线与滑环导电轴形成电气连接；同样地，转子侧电气接口通过转子电缆线与滑环导电轴形成电气连接。
本实用新型的优点在于：采用单端支撑的方式实现了滑环导电轴在定子壳体内随滑环转子壳体旋转的功能，优化了滑环生产工艺，降低了滑环生产成本，增加了滑环的维护的方便性的同时降低了滑环的维护成本。
本专利将结合附图和实施例对本实用新型做详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的滑环本体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供了一种风力发电变桨导电滑环，本体结构主要包括转子壳体(1)、轴承(2)、定子壳体(3)、滑环导电轴(6)、定子侧电子接口(7)、转子侧电气接口(8)、编码器(9)以及联轴器(10)。其中，定子壳体(3)包括定子壳体前端(4)和定子壳体末端(5)；定子壳体前端(4) 通过轴承(2)连接转子壳体(1)，所述定子壳体(3)通过所述轴承(2)与滑环导电轴(6)一端固定连接，所述滑环导电轴(6)一端与转子壳体(1)固定连接，所述滑环导电轴(6)另一端与所述定子壳体末端(5)无连接。
其中，滑环导电轴(6)可以在不拆除转子壳体(1)及轴承(2)的情况下从转子侧安装或拆卸。
其中，固定在转子壳体(1)的滑环导电轴(6)的一端自定子壳体前端(4) 至定子壳体末端(5)的方向延伸至该滑环导电轴(6)的另一端。联轴器(10) 位于定子壳体末端(5)，且滑环导电轴(6)的另一端通过联轴器(10)与编码器(9)连接。
用于连接滑环导电轴(6)与编码器(9)的联轴器(10)通常需要具备以下几个特点：零间隙，联轴器整体在传动过程中不允许有间隙；低惯量，在确保传动强度的基础之上，应尽可能降低联轴器的重量；弹性好，精密的编码器联轴器，需要吸收在安装过程中产生的轴与轴之间的偏差；结构紧凑，顺时针与逆时针回转特性完全相同。
其中，定子部分上设置有定子侧电气接口(7)，这样，定子侧电气接口(7) 通过定子电缆线(图1中未示出)与滑环导电轴(6)形成电气连接；同样地，转子部分上设置有转子侧电气接口(8)，这样，转子侧电气接口(8)通过转子电缆线(图1中未示出)与滑环导电轴(6)形成电气连接。
而且，为了实现滑环导电轴能够在不拆除转子壳体和连接转子与定子的轴承的情况下方便地安装或拆卸，在所述滑环导电轴(6)另一端与所述定子壳体末端(5)无连接的情况下，除滑环导电轴前端用于固定该滑环导电轴(6)与转子壳体(1)的固定法兰外，滑环导电轴(6)外径尺寸小于下列位置的尺寸：转子壳体(1)内孔直径、轴承(2)内孔直径和定子壳体(3)前端开孔直径。滑环导电轴(6)安装时依次穿过转子壳体(1)内孔、轴承(2)内孔和定子壳体(3)前端开孔，并通过滑环导电轴(6)前端的固定法兰与转子壳体(1)固定连接；滑环导电轴(6)拆卸时只要解除滑环导电轴(6)前端的固定法兰与转子壳体(1)固定连接，便能够将滑环导电轴(6)依次从定子壳体(3)前端开孔、轴承(2)内孔、转子壳体(1)内孔抽出。
本实用新型变桨导电滑环的特点是只使用了一个轴承(2)实现了定子壳体 (3)、转子壳体(1)、滑环导电轴(6)之间的相互连接关系。即，在转子壳体 (1)与定子壳体(3)连接处，导电滑环的滑环导电轴(6)的一端首先通过固定的方式连接转子壳体(1)，而转子壳体(1)再通过本发明提出的风力发电变桨导电滑环中所采用的唯一轴承(2)而连接定子壳体(3)的前端。并且滑环导电轴(6)的一端也通过该轴承(2)在位于定子壳体前端(4)的位置处与定子壳体(3)固定连接。对于滑环导电轴(6)的另一端而言，其位于定子壳体末端(5)的位置处，并且该滑环导电轴(6)的另一端与定子壳体末端(5)无连接。也就是说，一旦解除了滑环导电轴(6)与转子壳体(1)的固定连接装置(图1中未示出)后，滑环导电轴(6)即可非常方便地从装置内部抽出，因此更换起来非常方便。反过来说，当将需要更换的滑环导电轴(6)抽出后，只要将新的滑环导电轴(6)***相应的位置，就能实现滑环导电轴的快速定位，并且此后将其与转子壳体(1)重新固定，即可实现滑环导电轴的更换。
针对本实用新型提出的上述方案，实际上本实用新型采用的是单端支撑的方式来实现滑环导电轴在定子壳体内随滑环转子壳体旋转的功能，这样不仅优化了滑环生产工艺，降低了滑环生产成本，而且进一步地增加了滑环维护的方便性的同时降低了滑环的维护成本。
最后应说明的是：本专利并不局限于上述具体实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种变桨导电滑环,包括定子部分和转子部分，其特征在于：所述定子部分的定子壳体前端通过轴承连接所述转子部分的转子壳体，所述定子壳体通过所述轴承与滑环导电轴的第一端固定连接，所述滑环导电轴的第一端与转子壳体固定连接，所述滑环导电轴的第二端与所述定子壳体末端无连接，所述滑环导电轴能够在不拆除所述转子壳体和连接转子与定子的轴承的情况下方便地安装或拆卸。
2.根据权利要求1所述的变桨导电滑环，其特征在于：固定在转子壳体的滑环导电轴的第一端自定子壳体前端至定子壳体末端的方向延伸至该滑环导电轴的第二端。
3.根据权利要求1所述的变桨导电滑环，其特征在于：所述滑环导电轴的第一端设有固定法兰，除该固定法兰外，所述滑环导电轴的外径尺寸小于下列位置的尺寸：转子壳体内孔直径、轴承内孔直径和定子壳体前端开孔直径。
4.根据权利要求2所述的变桨导电滑环，其特征在于：所述滑环导电轴安装时依次穿过转子壳体的内孔、轴承的内孔和定子壳体的前端开孔，并通过滑环导电轴前端的固定法兰与转子壳体固定连接。
5.根据权利要求1所述的变桨导电滑环,其特征在于：所述滑环导电轴的第二端通过联轴器与编码器连接。
6.根据权利要求1所述的变桨导电滑环，其特征在于：所述转子部分包括转子侧电气接口，所述定子部分包括定子侧电气接口。
7.根据权利要求6所述的变桨导电滑环，其特征在于：定子侧电气接口通过定子电缆线与滑环导电轴形成电气连接；转子侧电气接口通过转子电缆线与滑环导电轴形成电气连接。
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