[發明專利]風電主功率滑環

在審

• 申請號: 201510822167.0
• 申請日: 2015-11-18
• 公開（公告）號: CN105337132A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 王敏慶;盛美萍;李潤堃;吳晴晴
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H01R39/08
• 分類號: H01R39/08;F03D80/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

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

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。

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。

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

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。

為實現上述功能，本發明采用如下技術方案：

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、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。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。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

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；

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；

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

圖1是風電主功率滑環系統安裝示意圖。

圖2是內底盤外底盤及軸承安裝示意圖。

圖3是導電組件安裝局部細節示意圖。

圖4是內環部件安裝示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行進一步說明。