風電主功率滑環的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種風力發電機組的偏航系統，具體涉及一種風電主功率滑環。
【背景技術】
[0002]自然界中的風是一種不穩定的資源，它的速度與風向是不定的。為了使風力發電機吸收風能的功率最大、發揮最大效能，機艙必須準確對風，因此必須使葉輪法線方向與風向基本一致。當風向改變超過允許誤差范圍時，系統計算機發出自動偏航指令，傳感器和偏航電機組成的對風系統執行校正動作，使機艙準確對風。由偏航引發的一個問題是風電電纜會隨著風力發電機艙的轉動而扭轉，若風力發電機艙多次向同一方向轉動，將可能引起風電電纜纏繞、絞死甚至絞斷。現有的技術解決方案是通過解纜系統進行解纜，不同風力發電機需要解纜時的纏繞圈數都有相關規定。當達到風機規定的解纜圈數時，系統自動解纜，此時啟動偏航電機向相反方向轉動纏繞圈數解纜，將機艙返回電纜無纏繞位置。風力發電機也規定了極值圈數，當風機故障自動解纜功能未起作用時，若風電電纜扭轉達到極值圈數時，扭纜開關啟動，上報扭纜故障，風力發電機將停機等待人工解纜。在自動解纜過程中，必須屏蔽自動偏航動作，即解纜與偏航不能同時進行。
[0003]解纜系統由位置傳感器、控制器、解纜電機等組成，運用該系統保護電纜具有以下缺點:(1)增加了系統復雜度和技術難度，使整個風力發電系統的故障情形更為復雜多樣；
(2)在解纜的過程中，偏航系統停止控制發電機艙的準確對風工作，這降低了風力發電機的風能吸收功率，影響了發電效能；(3)當遭遇臺風等極端天氣條件時，如果恰巧需要解纜，由于偏航系統被延緩，發電機艙不能及時對風做出正確反應，增加了風電機組在極端天氣條件下的損毀幾率。
[0004]為克服現有技術缺陷，本發明提出一種風電主功率滑環系統，系統結構簡單，能夠保證風力發電機組以主功率額定值進行電氣傳輸，代替解纜系統對電纜進行保護，在減少故障率的同時提高風電機組發電效能，并降低風機在極端天氣條件下的損毀率。

【發明內容】

[0005]本發明旨在防止風電機組主功率電纜發生大角度扭曲，使系統不再需要解纜系統，達到簡化風電機組偏航控制系統的作用。
[0006]為實現上述功能，本發明采用如下技術方案:
[0007]本發明風電主功率滑環是如下一種風電主功率滑環，由多個部件構成:內底盤、夕卜底盤、軸承、內絕緣板、外絕緣板、銅環、彈性連接觸頭、接線端子。所述內底盤和外底盤為同心圓盤，均安裝在風電主功率滑環底部，二者通過軸承連接。所述內絕緣板和外絕緣板均有多個，為長條狀結構，平行于風電主功率滑環的軸線，內絕緣板底部安裝在內底盤上，并均布于圓周上，外絕緣板底部安裝于外底盤上，并均布于圓周上。所述銅環包含多組，依次套裝固定在內絕緣板上，安裝平面垂直于風電主功率滑環的軸線，各銅環組之間絕緣并保持安全距離，銅環導電性能滿足風電機組主功率輸電要求。所述彈性連接觸頭分為多組，每組包含多對彈性連接觸頭，且每對對稱安裝在外絕緣板上，每組彈性連接觸頭對應于一組銅環，且安裝平面與銅環的安裝平面共面，彈性連接觸頭通過彈簧始終壓緊在銅環上以保證電流導通，彈性連接觸頭電學參數與風電機組主功率輸電額定值匹配。接線端子安裝于銅環內側，作為滑環內部電纜與銅環的電氣連接。所述的風電主功率滑環可以分為內環和外環兩部分，銅環、內絕緣板和內底盤固連組成內環，彈性連接觸頭、外絕緣板和外底盤固連組成外環且外環固定，通過內底盤、外底盤和軸承的連接，內環可相對外環轉動，實現滑環功能，防止風電電纜發生大角度扭曲，使風電機組偏航系統不再需要解纜系統，通過彈性連接觸頭壓緊在銅環上，實現內環和外環的電氣傳輸。
[0008]與現有技術相比，本發明具有如下優點:
[0009]1、本發明在保證了風力發電機組以主功率額定值進行電氣傳輸的同時，省去了復雜的解纜機構，簡化了風電機組偏航系統，降低了技術難度和制造、維護成本，可以減少風電機組的故障率；
[0010]2、由于省去解纜系統，就不會再出現解纜過程中偏航系統停止準確對風的現象，提高了風力發電機吸收風能的功率，使發電效能有效增加；
[0011]3、當遭遇臺風等極端天氣條件時，偏航系統不再受到解纜系統的干擾而延緩，可以立即做出正確響應，將發電機艙調整至最安全的位置，大大降低極端天氣條件時風電機組損毀的幾率。
【附圖說明】
[0012]圖1是風電主功率滑環系統安裝示意圖。
[0013]圖2是內底盤外底盤及軸承安裝示意圖。
[0014]圖3是導電組件安裝局部細節示意圖。
[0015]圖4是內環部件安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明進行進一步說明。
[0017]如圖1示意性地給出了根據本發明實施例的風電主功率滑環系統安裝圖，圖2給出了滑環內底盤外底盤及軸承的安裝示意圖，參照圖1和圖2，根據本發明實施例的風電主功率滑環包括內底盤1、外底盤2、軸承3、內絕緣板4、外絕緣板5、銅環6、彈性連接觸頭7、接線端子8。
[0018]內底盤I和外底盤2為同心圓盤，均安裝在風電主功率滑環底部，二者通過軸承3連接。內絕緣板4和外絕緣板5均有多個，為長條狀結構，平行于風電主功率滑環的軸線，內絕緣板4底部安裝在內底盤I上，并均布于圓周上，外絕緣板5底部安裝于外底盤2上，并均布于圓周上。銅環6包含多組，依次套裝固定在內絕緣板上，安裝平面垂直于風電主功率滑環的軸線，各銅環6組之間絕緣并保持安全距離，銅環6導電性能滿足風電機組主功率輸電要求。彈性連接觸頭7分為多組，每組包含多對彈性連接觸頭7，且每對對稱安裝在外絕緣板5上，每組彈性連接觸頭7對應于一組銅環6，且安裝平面與銅環6的安裝平面共面，彈性連接觸頭7通過彈簧始終壓緊在銅環6上以保證電流導通，彈性連接觸頭7電學參數與風電機組主功率輸電額定值匹配。接線端子8安裝于銅環6內側，作為滑環內部電纜與銅環6的電氣連接。
[0019]風電主功率滑環可以分為內環和外環兩部分，內底盤1、內絕緣板4和銅環6固連組成內環，外底盤2、彈性連接觸頭7和外絕緣板8固連組成外環，外環固定，通過內底盤1、外底盤2和軸承3的連接，可實現內環與外環相對轉動，即實現滑環功能，防止風電電纜發生大角度扭曲，使風電機組偏航系統不再需要解纜機構。
[0020]圖3為本發明風電主功率滑環一個實施例的導電組件安裝局部細節示意圖，通過彈性連接觸頭7壓緊銅環6，以實現外環與內環的電氣傳輸，銅環6內圓上焊接三組銅片，相鄰銅片組以銅環6的軸線為軸成夾角120°分布，每組包含兩個平行的銅片，兩銅片中間夾持內絕緣板4，并用螺栓固定，銅片兩側各有一個接線端子8，內環又通過銅片將電流傳給接線端子8，并最終通過電纜傳出滑環。
[0021]圖4為本發明風電主功率滑環一個實施例的內環部件安裝示意圖，內環由內絕緣板4、銅環6、彈性連接觸頭7、接線端子8構成，其中六根內絕緣板4均布于圓周上；銅環6分為八組，上部三組中每組包含兩個端面接觸的銅環6，其余五組各包含一個銅環6，相鄰兩銅環6以焊接銅片的位置為基準，以銅環6圓心為軸錯開60° ;彈性連接觸頭7的觸片通過彈簧壓緊在銅環6上，與銅環6相應也分為八組。
【主權項】
1.一種風電主功率滑環，其特征在于:風電主功率滑環包括內底盤、外底盤、軸承、內絕緣板、外絕緣板、銅環、彈性連接觸頭、接線端子；內底盤和外底盤為同心圓盤，均安裝在風電主功率滑環底部，二者通過軸承連接；內絕緣板和外絕緣板均有多個，為長條狀結構，平行于風電主功率滑環的軸線，內絕緣板底部安裝在內底盤上，并均布于圓周上，外絕緣板底部安裝于外底盤上，并均布于圓周上；銅環包含多組，依次套裝固定在內絕緣板上，安裝平面垂直于風電主功率滑環的軸線，各銅環組之間絕緣并保持安全距離，銅環導電性能滿足風電機組主功率輸電要求；彈性連接觸頭分為多組，每組包含多對彈性連接觸頭，且每對對稱安裝在外絕緣板上，每組彈性連接觸頭對應于一組銅環，且安裝平面與銅環的安裝平面共面，彈性連接觸頭通過彈簧始終壓緊在銅環上以保證電流導通，彈性連接觸頭電學參數與風電機組主功率輸電額定值匹配；接線端子安裝于銅環內側，作為滑環內部電纜與銅環的電氣連接；風電主功率滑環可以分為內環和外環兩部分，銅環、內絕緣板、內底盤三者固連組成內環，彈性連接觸頭、外絕緣板、外底盤三者固連組成外環且外環固定，通過內底盤、外底盤和軸承的連接，內環可以相對外環轉動，實現滑環功能，防止風電電纜發生大角度扭曲，通過彈性連接觸頭壓緊在銅環上，實現內環和外環的電氣傳輸。2.根據權利要求1所述的風電主功率滑環，其特征在于:彈性連接觸頭壓緊銅環，實現外環與內環的電氣傳輸，銅環內圓上焊接三組銅片，相鄰銅片組以銅環的軸線為軸成夾角120°分布，每組包含兩個平行的銅片，兩銅片中間夾持內絕緣板，并用螺栓固定，銅片兩側各有一個接線端子，內環通過銅片將電流傳給接線端子，并最終通過電纜傳出滑環。3.根據權利要求1所述的風電主功率滑環，其特征在于:銅環分為八組，上部三組中每組包含兩個端面接觸的銅環，其余五組各包含一個銅環，相鄰兩銅環以焊接銅片的位置為基準，以銅環的軸線為軸錯開60°，彈性連接觸頭的觸片通過彈簧壓緊在銅環上，與銅環相應也分為八組。
【專利摘要】本發明公開了一種風電主功率滑環。風電主功率滑環包括內底盤、外底盤、軸承、內絕緣板、外絕緣板、銅環、彈性連接觸頭、接線端子。內底盤和外底盤為滑環底部的同心圓盤，通過軸承連接。內絕緣板底部安裝于內底盤，外絕緣板底部安裝于外底盤。多組銅環固定在內絕緣板上，彈性連接觸頭通過彈簧始終壓緊在銅環上。銅環、內絕緣板和內底盤組成內環，彈性連接觸頭、外絕緣板和外底盤組成外環且外環固定，內底盤和外底盤的軸承連接使內環可相對外環轉動，實現滑環功能，防止電纜發生大角度扭曲，彈性連接觸頭壓緊在銅環上，實現內環和外環的電氣傳輸。本發明可保證風力發電機組以額定主功率進行電氣傳輸，代替解纜系統保護電纜，簡化了偏航系統。
【IPC分類】F03D80/00, H01R39/08
【公開號】CN105337132
【申請號】CN201510822167
【發明人】王敏慶, 盛美萍, 李潤堃, 吳晴晴
【申請人】西北工業大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月18日