一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构

摘要

一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构涉及风力发电电能传输领域。主要是为解决目前扭缆在扭转过程中相互摩擦易导致绝缘破损，给系统安全带来隐患的问题而设计的。它包括静止件，静止件固定在固定架上，传动件通过轴承连接在固定架上，汇能环通过固定夹板连接在传动件上，集流环设置在静止件上，汇能环和集流环交替设置，每个集流环和与其一侧的汇能环之间都设有触指，汇能环与集流环上设置有接线端子，传动件包括顶板，顶板边缘固定有环形挡板，顶板上有连接柄；静止件包括底板，底板上固定有若干个环形隔板，相邻两个环形隔板之间及最外圈隔板和传动件挡板之间都分别设有一个汇能环和一个集流环。优点是可部分或全部替代扭缆的使用。

说明书

技术领域：

本发明涉及风力发电电能传输技术领域，尤其是涉及一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构。

背景技术：

在风电领域，塔筒内电能传输主要采用电缆。风力发电机效率的提升与风向相关，机舱需要相对静止的塔筒转动捕捉风向。为有效适应这种相对静止的转动，必须采用有特殊要求的电缆，即俗称的扭缆。为了适应多圈旋转，扭缆必须冗余足够的长度。增加了成本也增加了敷设重量。而扭缆在扭转过程中相互摩擦易导致绝缘破损，给系统安全带来隐患。近年来，虽然有绝缘管母线在塔筒内替代了部分电缆，但母线上进线仍然采用与扭缆过渡连接的方式来实现扭转动作。因此用一种电旋转连接器来取代风电扭缆具有很强的现实意义和迫切性。

当前，在高压电器产品上，触指作为频繁开断的动静触头电能连接应用广泛，有几十年的成功经验。通过触指的媒介作用，实现导体外圆轴向动态滑动摩擦的电接触。本发明借用触指为媒介，将导体轴向动态滑动摩擦改为径向动态滑动摩擦的电接触，来适应机舱低频低速偶或间断的旋转运动具有一定的科学基础和开创性。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种解决机舱相对塔筒转动时的电旋转连接，降低成本，提高塔筒内输电系统可靠性的可取代风电扭缆的电旋转连接结构。

上述目的是这样实现的：它包括固定架、静止件、传动件、触指、若干个汇能环和集流环；

静止件固定在固定架上，传动件通过轴承连接在固定架上，汇能环通过固定夹板连接在传动件上，集流环设置在静止件上，汇能环和集流环交替设置，每个集流环和与其一侧相邻的汇能环之间都设有触指，触指作为导电介质，设置在汇能环和集流环之间实现汇能环与集流环之间的电流传输，汇能环与集流环上设置有接线端子连通外部实现电流的输入与输出，汇能环的接线端子从传动件伸出，集流环的接线端子从静止件伸出，传动件通过连接柄与机舱连接，传动件与机舱同步转动，机舱转动时可驱动传动件携带汇能环围绕静止件上的集流环轴线旋转。

所述的传动件包括顶板，顶板边缘固定有向下延伸的环形挡板，顶板上还固定有连接柄；所述的静止件包括底板，底板上固定有若干个向上延伸的环形隔板，相邻两个环形隔板之间的空间及最外圈隔板和传动件挡板之间的空间都分别设有一个汇能环和一个集流环。

可以在汇能环的侧面设触指安装槽，触指安装在汇能环的触指安装槽内，触指与集流环滑动摩擦接触；也可以在集流环的侧面设触指安装槽，触指安装在集流环的触指安装槽内，触指与汇能环滑动摩擦接触，通过触指弹性的滑动摩擦接触实现汇能环与集流环之间的电流传输。

汇能环底端和集流环与静止件之间形成的封闭空腔，可收集滑动摩擦产生的碳银粉末。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的汇能环、集流环、触指为导电材质。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的汇能环、集流环、触指局部或全部表面有导电防护层。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的触指为弹簧触指或表带触指。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的汇能环与集流环的尺寸大小和数量多少根据风力发电机相制要求设置。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的触指的尺寸大小和数量多少按传输电流大小设置。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的汇能环与集流环上的接线端子尺寸大小和数量多少按电流设置。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的传动件与静止件整体或部分结构为绝缘的。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的汇能环按一定间距设置在传动件上，各汇能环之间满足电气绝缘要求。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的集流环按一定间距设置在静止件上，各集流环之间满足电气绝缘要求。

作为本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的改进，所述的汇能环相对于同一相的集流环旋转。

本发明的优点是：电流导通性能好、可靠性高、实用性强，结构简单、安装便捷，可部分或全部替代扭缆的使用。

附图说明：

图 1为本发明的主视剖面结构示意图；

图2为本发明的分解示意图；

图3为本发明中汇能环的结构示意图；

图4为本发明中集流环的结构示意图；

图5为本发明中传动件的结构示意图；

图6为本发明中静止件的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图1-6和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

请参阅图1，其揭示了本发明一种可取代风电扭缆的电旋转连接结构的具体结构，在本实施例中，可取代风电扭缆的电旋转连接结构包括：汇能环1、集流环2、触指5、传动件3、静止件4、固定架6、轴承组件7、固定夹板8。

本实施例中设定风力发电机相制为ABC三相，每相需2个触指满足载流要求。

所述的静止件4包括底板41，底板上固定有三个向上延伸的环形隔板42；

所述的传动件3包括顶板31，顶板边缘固定有向下延伸的环形挡板32，顶板上还固定有连接柄33；

静止件固定在固定架上，传动件通过轴承连接在固定架上，静止件相邻两个环形隔板之间的空间及最外圈隔板和传动件挡板之间的空间都设有汇能环和集流环，触指作为导电介质，设置在汇能环和集流环之间实现汇能环与集流环之间的电流传输，汇能环与集流环上设置有接线端子连通外部实现电流的输入与输出，汇能环的接线端子从传动件伸出，集流环的接线端子从静止件伸出，汇能环通过固定夹板连接在传动件上。传动件通过连接柄与机舱连接，当传动件随机舱旋转时，汇能环相对于集流环轴心线旋转，设置在汇能环与集流环之间的触指弹簧导通电流，从而实现旋转的电连接目的。

本实施例中汇能环、集流环优先为铝合金材质，触指优选为触指弹簧，材质优选为铍青铜。

本实施例中触指优先为设置在集流环上，集流环上带有容纳触指的2个触指安装槽。

本实施例中触指表面，集流环上容纳触指的触指槽表面、汇能环与触指接触的圆周面优选为碳银镀层处理。

本实施例中传动件、静止件、固定夹板优选为绝缘材质。

本实施例中固定架、轴承组件优选为钢材质。

本实例中汇能环底端和集流环与静止件之间预留有一定封闭的空腔9，可收集滑动摩擦产生的碳银粉末。

本实例中传动件兼具护壳作用。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。