[实用新型]一种特殊绝缘结构的风力发电机专用光电编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光电编码器、尤其涉及一种特殊绝缘结构的风力发电机光电编码器。

背景技术

市面上常见的风力发电机用光电编码器，大多采用绝缘轴承的方法防止风力发电机轴电流传导到编码器主体，而绝缘轴承价格昂贵、在极端温度下绝缘性能降低甚至丧失，防止被击穿的轴电压值比较低。随着风力发电机功率日益增加，对编码器的绝缘要求越来越高，原来的绝缘轴承越来越难以适应。而另外一些则采用编码器绝缘适配轴的方法达到绝缘的目的，编码器绝缘适配轴安装很繁杂，要附加绝缘连接件，增加轴向长度，成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种特殊绝缘结构的风力发电机专用光电编码器，不用价格昂贵的绝缘轴承和安装繁杂的编码器绝缘适配轴。用于风力电机速度反馈不仅安装方便，仅需常规轴承，而且增强了绝缘能力，提高了被击穿的轴电压值，提升了轴电流防护能力。

本实用新型是这样实现的：

一种特殊绝缘结构的风力发电机专用光电编码器，包括密封件、绝缘套、轴承、绝缘压盖、螺纹压紧件、光电系统、光栅盘、支撑环、线路板、后盖、防水电缆接头、编码器主体、空心轴、固定支架、隔圈。空心轴按精度匹配要求与发电机输出轴固连，光栅盘由支撑环固定在空心轴上；空心轴经密封件、双轴承、绝缘套、绝缘压盖、螺纹压紧件和编码器主体连接；双轴承之间设有隔圈；光电系统(含与光栅盘码道相对应的发光管、指示光栅和光电接收元件阵列)、线路板安装在编码器主体上；编码器主体通过固定支架固定在发电机机座上；电缆与线路板相连，经防水密封电缆接头输出。

所述绝缘套、绝缘压盖材质可以为：塑料、玻璃纤维、陶瓷或其组合。

所述绝缘套、绝缘压盖可以采用廉价的铸塑或加工方法实现。

所述绝缘套和绝缘压盖内外表面采用凹凸条结构。

两轴承外环与绝缘套，绝缘套与编码器主体之间采用间隙配合，用胶固定。

所述光栅盘材质可以为：金属、玻璃、塑料。

所述隔圈为金属材质。

所述空心轴与轴承内环采用过盈配合，空心轴按同轴度等要求精密加工。编码器与发电机输出轴的匹配精度主要由编码器空心轴加工精度保证，易于实现，并较大地放宽了绝缘套、绝缘压盖的加工精度要求，采用廉价的铸塑方法就可实现。

在使用的时候：发电机输出轴经编码器空心轴带动光栅盘同步旋转，光电系统中发光管发出恒定光束，照射在光栅盘上，光栅盘和指示光栅同节距，构成光栅付，光栅盘随发电机输出轴旋转，光栅付对光束进行调制，形成莫尔条纹，经光电接收元件接收并转换成电信号，经放大、逻辑处理、线性驱动电路后由电缆输出与角度相对应的电信号(一般含A、、B、、I、六相信号)。

发电机输出轴经编码器空心轴与两个轴承内环连接，两个轴承外环经绝缘套、绝缘压盖与编码器主体连接，不用绝缘轴承实现了发电机输出轴与编码器主体的绝缘。

绝缘套和绝缘压盖的厚度不同，耐电压值不同。设计中可根据发电机产生的最高轴电压的大小，选择绝缘套和绝缘压盖的厚度。如绝缘套和绝缘压盖的材质选择一种工程塑料，介电强度＞170KV/mm，当厚度＝2mm时，编码器的击穿电压将高于万伏，可满足未来风力发电机对编码器轴电流防护能力不断增长的需要。

绝缘套和绝缘压盖不导热，避免了发电机经输出轴将热量传到编码器而影响编码器正常工作。

在绝缘性能要求特别高的场合，可将常规轴承换成绝缘轴承，本编码器就可构成绝缘冗余双绝缘，不仅提高了耐电压强度，也因冗余设计使编码器绝缘性得到可靠保证。

本编码器采用坚固的铝合金机壳、长寿命大承载轴承、光电系统、高可靠处理电路、密封、表面防腐处理和特殊的绝缘结构，可满足风力发电机在极恶劣环境条件下高可靠、长寿命工作的需要。

本实用新型有益效果为：

1.采用特殊绝缘结构，用常规轴承，不用价格昂贵的绝缘轴承，就可实现编码器主体与发电机输出轴的电绝缘。

2.对绝缘套和绝缘压盖材料、厚度的选择，可大幅度提高击穿电压值。

3.同时对双轴承的外环与编码器的主体绝缘，结构简单、安装方便、安装免调试。

4.因绝缘轴承种类少，采用常规轴承可拓宽轴承选择范围。如有的风力发电机要求在-50℃条件下工作，绝缘轴承很难满足，本实用新型则容易实现。

5.绝缘套和绝缘压盖既可采用廉价的铸塑成型又可采用机械加工。

6.隔离了发电机热量对编码器的影响。