[发明专利]一种用于螺旋桨等离子体流动控制的高压输送滑环装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压输送滑环装置，特别涉及一种用于螺旋桨等离子体流动控制的高压输送滑环桨毂集成装置，应用于螺旋桨等离子体流动控制实验平台，属于等离子体流动控制技术领域。

背景技术

目前，表面介质阻挡放电(SurfaceDielectricBarrierDischarge-SDBD)是等离子体流动控制技术的重要研究方向，主要集中在二维流动领域，现有研究成果表明该技术可有效抑制翼型、钝体以及锥体壁面的气动分离，起到增升减阻的效果，同时已经具备所需的实验设备，建立了完善的实验条件。但目前螺旋桨三维流场的SDBD等离子体流动控制研究还处于数值仿真阶段，桨叶及SDBD激励器示意图如图1所示，需要搭建螺旋桨测试平台进一步开展实验研究。由于SDBD激励器铺设在桨叶表面随螺旋桨一同转动，同时激励电源因体积、质量较大只能放置于地面，输出电压峰峰值最大可达15kV，因此搭建实验平台的难点是如何解决桨叶表面SDBD激励器的高压输电问题。

解决上述问题可以采用滑环装置，目前现有滑环作为独立元器件主要面向工业应用，广泛应用于安防、风力发电、工厂自动化、仪表等机电设备上，种类丰富，用途针对性强。在输送高压电方面，现有的高压滑环转子电极的输出端多为刚性的螺栓或金属板，位于滑环一侧的端面上，很难与螺旋桨桨毂装配固定。同时，高压滑环上的电极半径比绝缘层要大，两电极相对凸出部分形成空气电容，在接通高频高压电时，容易击穿空气产生电弧。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于螺旋桨等离子体流动控制的高压输送滑环装置，可有效、可靠地用于连接外部激励电源和桨叶表面的SDBD激励器，能够为螺旋桨SDBD激励器稳定输送高频高压电，且所述高压输送滑环装置结构紧凑、零件加工简单、拆卸装配方便。

本发明的目的通过以下技术方案实现的：

一种用于螺旋桨等离子体流动控制的高压输送滑环装置，包括：

螺旋桨桨毂，安装在螺旋桨动力轴上，所述螺旋桨桨毂包括桨毂前端盖和桨毂后端盖；其中，

所述桨毂前端盖和桨毂后端盖分别包括端面和装配面，在所述桨毂前端盖和桨毂后端盖装配面的连接处上下两端分别设有桨叶装配槽，所述桨毂后端盖的端面上设有导线孔和螺栓孔，所述桨毂前端盖和桨毂后端盖的装配面上分别设有导线槽，在所述螺旋桨桨毂的两侧形成高压导线输出孔，通过所述高压导线输出孔将所述螺旋桨桨毂内的高压导线引出；

同步转动滑环，内六角螺栓B依次穿过后绝缘垫片、绝缘内环A、中绝缘垫片、绝缘内环B以及前绝缘垫片的螺栓孔，与所述桨毂后端盖的螺栓孔装配，以固定所述同步转动滑环，所述绝缘内环A外侧连接正电极环，所述绝缘内环B外侧连接负电极环；其中，

所述绝缘内环A沿径向内侧设有开槽A，所述绝缘内环B沿径向内侧设有开槽B，在所述开槽A处通过十字圆头螺栓头部引出两根正极高压电线，所述十字圆头螺栓底部接触所述正电极环，在所述开槽B处通过十字圆头螺栓头部引出两根负极高压电线，所述十字圆头螺栓底部接触所述负电极环；

2个碳刷支架，分别通过三角肋板座固定在外部实验平台上；所述碳刷支架分别通过涡卷弹簧固定有碳刷，其中一个碳刷与所述正电极环接触，另一个碳刷与所述负电极环接触；与正电极环接触的碳刷连接激励电源高压端，与负电极环接触的碳刷连接激励电源接地端。

进一步的，所述螺旋桨桨毂的桨毂前端盖和桨毂后端盖通过内六角螺栓A装配固定。

进一步的，所述碳刷支架通过内六角螺栓C固定在三角肋板座上，所述内六角螺栓C安装在绝缘套筒内，与所述碳刷绝缘。

进一步的，所述桨毂后端盖上的导线孔、导线槽、螺栓孔均为中心对称分布，不会影响影响动平衡性能。

进一步的，所述高压导线和螺旋桨桨毂的高压导线输出孔为过盈配合，无需再设置固定件，便可有效固定高压导线，防止螺旋桨桨毂转动时高压导线发生窜动。

进一步的，所述绝缘内环和正电极环、负电极环的厚度相同，且所述正电极环、负电极环的内径均与所述绝缘内环的外径尺寸相同，所述绝缘内环分别安装在正电极环、负电极环的内侧。

进一步的，所述前绝缘垫片、中绝缘垫片、后绝缘垫片的外径分别大于所述正电极环、负电极环的外径，且所述中绝缘垫片中部内侧沿圆柱面开有开槽C，所述开槽C底部形成的圆的直径大于所述正电极环或负电极环的外径。

进一步的，所述开槽A和开槽B沿中心轴线相对。

进一步的，所述正电极环、负电极环采用金属材料。