[發明專利]導電環組件、導電裝置及風力發電機

有效

• 申請號: 201611124216.4
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN108199240B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 馬磊;李慶江
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: H01R39/24
• 分類號: H01R39/24;H01R39/08;F16H1/32;H02K13/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 彭瓊

本發明提供一種導電環組件、導電裝置及風力發電機，其中的導電環組件，包括中心齒輪、齒圈和一個或一個以上行星齒輪，所述中心齒輪位于所述齒圈內，并且所述中心齒輪與所述齒圈同軸布置，所述一個或一個以上行星齒輪嚙合在所述中心齒輪與所述齒圈之間，所述行星齒輪同時與所述中心齒輪、所述齒圈導通，使所述中心齒輪與所述齒圈之間通過所述一個或一個以上行星齒輪傳輸電信號。本發明實施例提供的導電環組件，使用行星齒輪結構進行通信數據傳輸，提高導電環組件的抗干擾性，提高了其應對轉速抖動的能力，同時減少通信線路的磨損，從而提高滑環通信的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明屬于電氣技術領域，尤其涉及一種導電環組件、導電裝置及風力發電機。

背景技術

風力發電機是將風能轉換成電能的設備，風能通過葉輪帶動主軸、增速箱、發電機組轉換成電能，并通過并網控制，將風力發電機發出的電能輸送到電網中，所以并網控制，是風力發電機控制的重要環節。

導電滑環是利用導電環的滑動接觸、靜電耦合或電磁耦合，在固定座架轉動部件與滾動或滑動部件之間傳輸電信號和電能傳輸的精密輸電裝置。廣泛應用于要求提供無限制，連續或斷續的360度旋轉，提供多通路的旋轉動力、數據和訊號時的所有機電系統。其大大簡化系統結構，避免導線在旋轉過程中造成扭傷。首先導電滑環在結構設計上要保證接觸可靠，保證所有的線路連續接通。導電滑環組件是由滑環體、電刷組件、固定支架、同芯球軸承等幾大重要部件構成。

在風力發電機中，由于變槳系統的輪轂隨葉輪一起轉動的，而機艙是固定的，所以滑環是風力發電機中不可缺少的部件之一。由于導電滑環傳輸幾十種不同的電信號，有高頻的交流電，有高電壓的交流電，有大電流的交流電，有弱小的直流小信號，由于導電滑環環間距離很近，各種信號在傳輸過程中互相產生干擾，各種干擾嚴重地影響了信息傳輸的精度。信號傳輸過程中產生的干擾有靜電感應耦合，磁場感應耦合和電磁場感應耦合；導致滑環信號干擾的主要因素有：

1)靜電感應耦合引起的干擾

此種干擾是由于導線之間的電容及環與環之間的分布電容引起的，產生的靜電感應電壓。

2)磁場感應耦合產生的干擾

因為導電滑環的導線距離很近，環與環距離也很近。當有交流電通過時，互感作用使鄰近的導線和環中產生互感電壓，即干擾電壓。

3)電磁場干擾(電場與磁場的混合干擾)

當干擾源電壓較高，頻率較高時，會形成電磁場干擾。

4)電流電壓突變引起干擾

輸入信號在輸入線的開關過程中，因電流電壓突變，引起干擾。

通信數據是數字量信號，比較敏感，以上所述滑環的干擾，很容易影響到通信數據的穩定性和可靠性，而主控系統控制變槳系統是運行，主要是通過滑環，所以常常出現滑環受干擾而導致通信閃斷(通信中斷較短的時間，例如1s后又恢復的現象)，導致風力發電機組停機；或由于部分數據受干擾，導致變槳系統接收的錯誤的槳角指令數據，導致變槳系統誤動作；

目前，對于滑環干擾原因導致的故障，只能停機保證風力發電機組的安全性，即風機控制系統檢測到通信發生錯誤后，會立即執行收槳停機，以保證風力發電機組的安全；從而導致風力發電機不必要的停機，影響風力發電機組的發電量。

由于現有滑環中的導電軌的排列方式都是同心圓的并列排列方式，所以動力線路與通信線路為平行走線結構，也會造成一定程度的電磁干擾；再者，由于電刷的位置為不可避免的固定位置，且通信線路電刷較細，長時間運行后，會導致電刷磨損較為嚴重，從而引起通信線路的接觸不良。

此外，目前滑環的導電方式多是采用的電刷式結構，由于風速的瞬變，會引起風力發電機葉輪轉速的瞬變，而葉輪轉速的瞬變，會導致滑環機構抖動，這種抖動，有可能會引起滑環接觸不良，從而導致通信閃斷現象；