[发明专利]风电主功率滑环

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机组的偏航系统，具体涉及一种风电主功率滑环。

背景技术

自然界中的风是一种不稳定的资源，它的速度与风向是不定的。为了使风力发电机吸收风能的功率最大、发挥最大效能，机舱必须准确对风，因此必须使叶轮法线方向与风向基本一致。当风向改变超过允许误差范围时，系统计算机发出自动偏航指令，传感器和偏航电机组成的对风系统执行校正动作，使机舱准确对风。由偏航引发的一个问题是风电电缆会随着风力发电机舱的转动而扭转，若风力发电机舱多次向同一方向转动，将可能引起风电电缆缠绕、绞死甚至绞断。现有的技术解决方案是通过解缆系统进行解缆，不同风力发电机需要解缆时的缠绕圈数都有相关规定。当达到风机规定的解缆圈数时，系统自动解缆，此时启动偏航电机向相反方向转动缠绕圈数解缆，将机舱返回电缆无缠绕位置。风力发电机也规定了极值圈数，当风机故障自动解缆功能未起作用时，若风电电缆扭转达到极值圈数时，扭缆开关启动，上报扭缆故障，风力发电机将停机等待人工解缆。在自动解缆过程中，必须屏蔽自动偏航动作，即解缆与偏航不能同时进行。

解缆系统由位置传感器、控制器、解缆电机等组成，运用该系统保护电缆具有以下缺点：(1)增加了系统复杂度和技术难度，使整个风力发电系统的故障情形更为复杂多样；(2)在解缆的过程中，偏航系统停止控制发电机舱的准确对风工作，这降低了风力发电机的风能吸收功率，影响了发电效能；(3)当遭遇台风等极端天气条件时，如果恰巧需要解缆，由于偏航系统被延缓，发电机舱不能及时对风做出正确反应，增加了风电机组在极端天气条件下的损毁几率。

为克服现有技术缺陷，本发明提出一种风电主功率滑环系统，系统结构简单，能够保证风力发电机组以主功率额定值进行电气传输，代替解缆系统对电缆进行保护，在减少故障率的同时提高风电机组发电效能，并降低风机在极端天气条件下的损毁率。

发明内容

本发明旨在防止风电机组主功率电缆发生大角度扭曲，使系统不再需要解缆系统，达到简化风电机组偏航控制系统的作用。

为实现上述功能，本发明采用如下技术方案：

本发明风电主功率滑环是如下一种风电主功率滑环，由多个部件构成：内底盘、外底盘、轴承、内绝缘板、外绝缘板、铜环、弹性连接触头、接线端子。所述内底盘和外底盘为同心圆盘，均安装在风电主功率滑环底部，二者通过轴承连接。所述内绝缘板和外绝缘板均有多个，为长条状结构，平行于风电主功率滑环的轴线，内绝缘板底部安装在内底盘上，并均布于圆周上，外绝缘板底部安装于外底盘上，并均布于圆周上。所述铜环包含多组，依次套装固定在内绝缘板上，安装平面垂直于风电主功率滑环的轴线，各铜环组之间绝缘并保持安全距离，铜环导电性能满足风电机组主功率输电要求。所述弹性连接触头分为多组，每组包含多对弹性连接触头，且每对对称安装在外绝缘板上，每组弹性连接触头对应于一组铜环，且安装平面与铜环的安装平面共面，弹性连接触头通过弹簧始终压紧在铜环上以保证电流导通，弹性连接触头电学参数与风电机组主功率输电额定值匹配。接线端子安装于铜环内侧，作为滑环内部电缆与铜环的电气连接。所述的风电主功率滑环可以分为内环和外环两部分，铜环、内绝缘板和内底盘固连组成内环，弹性连接触头、外绝缘板和外底盘固连组成外环且外环固定，通过内底盘、外底盘和轴承的连接，内环可相对外环转动，实现滑环功能，防止风电电缆发生大角度扭曲，使风电机组偏航系统不再需要解缆系统，通过弹性连接触头压紧在铜环上，实现内环和外环的电气传输。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明在保证了风力发电机组以主功率额定值进行电气传输的同时，省去了复杂的解缆机构，简化了风电机组偏航系统，降低了技术难度和制造、维护成本，可以减少风电机组的故障率；

2、由于省去解缆系统，就不会再出现解缆过程中偏航系统停止准确对风的现象，提高了风力发电机吸收风能的功率，使发电效能有效增加；

3、当遭遇台风等极端天气条件时，偏航系统不再受到解缆系统的干扰而延缓，可以立即做出正确响应，将发电机舱调整至最安全的位置，大大降低极端天气条件时风电机组损毁的几率。

附图说明

图1是风电主功率滑环系统安装示意图。

图2是内底盘外底盘及轴承安装示意图。

图3是导电组件安装局部细节示意图。

图4是内环部件安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。