[发明专利]风机变桨滑环

说明书

本发明公开了一种风机变桨滑环，包括与风机的变桨控制柜相连的定子、与风机的变桨器相连且与定子配合的转子，所述转子包括用于传输电源的动力滑道单元和用于传输信号的非接触式传输滑道单元。本发明采用单独的非接触式传输滑道单元解决使用寿命短、影响阻抗匹配，信号衰减、信号反射问题。

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风机变桨滑环。

背景技术

风力发电机组的变桨滑环是负责与旋转体连通，输送信号的电气控制信号。变桨滑环通常安装在齿轮箱的低速轴一端，主要有由旋转部分与静止部分两大部分组成，将动力电源、控制信号和通讯信号传输给变桨控制系统。在变桨控制系统的安全性与稳定性的性能中，风机变桨滑环起到至关重要的作用。

目前的风机变桨滑环的通信滑道主要采用导电环和电刷丝匹配的滑动式电接触装置，进行信号的传输。在使用过程中存在如下问题：一、传统的变桨滑环在旋转过程中电刷丝与导电滑道处于动态接触状态，金刷及镀金材质偏软，不耐磨，如果没有维护保养，滑道和金刷被很快磨损，产生粉尘，内阻阻值波动过大，会在不同程度上影响阻抗匹配，以及信号的衰减；二、导电环和电刷丝的动态接触会造成背景噪声不稳定和过大的问题，在通过高速率信号时，不可避免造成波形的反射而形成信号的振铃现象，现有的办法只能降低控制信号的传输速率来控制信号数据误码率；三、风力发电机舱的振动环境非常恶劣，容易造成电刷丝与导电环的接触松动。

又如中国专利文献CN203813610U中公开了一种风力发电机变桨电气滑环装置，包括转子和定子；定子套在转子外，且与转子轴配合；所述转子分别通过连接法兰和轴承、连接法兰和轴承与定子轴连接，使定子和转子能够活动旋转配合；所述转子采用轴承与滑环连接头固定连接；其特征在于：所述转子包括滑环连接头、信号环支架、信号环银滑道、环塑料垫片、动力环支架和信号环环体；所述信号环支架的一端与滑环连接头同轴固定连接，信号环支架的另一端与连接动力环支架同轴固定连接；所述定子由外壳、后盖、至少两块PCB板、至少一对电刷环银刷构成；所述连接法兰和连接法兰之间设有银刷安装架；所述信号环环体套在信号环支架上。

该装置虽然能够实现信号输送，但是还是属于接触式连接，还是存在使用寿命短、影响阻抗匹配，信号衰减、信号反射问题。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种使用寿命长、不影响阻抗匹配、信号不衰减、无信号反射问题的风机变桨滑环。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种风机变桨滑环，包括与风机的变桨控制柜相连的定子、与风机的变桨器相连且与定子配合的的转子，所述转子包括用于传输电源的动力滑道单元和用于传输信号的非接触式传输滑道单元。

优选地，所述非接触式传输滑道单元包括设置于所述转子的圆周侧面上的转子侧电路板、设置于所述定子一侧且与所述转子侧电路板信号无线传输的定子侧电路板。

优选地，所述转子侧电路板上的铜箔与所述定子侧电路板上的铜箔形成一对非接触电场耦合天线。

优选地，所述定子侧电路板与变桨控制柜之间串联有能够实现双向通信的信号恢复电路。

优选地，所述转子侧电路板还可连接有用于信号调理的差分放大电路或\和预加重电路。

优选地，所述动力滑道单元包括至少一组相对设置的动力滑道电路板，所述动力滑道电路板分别与刷丝的两端相连，所述刷丝与动力导电环微接触。

本发明的有益效果：采用非接触式电压耦合的方法传输信号，使得信号传输过程中没有物理接触，相对于传统的风机变桨滑环，寿命得以极大的提高，并且其信号的传输的可靠性得以提高，很好解决阻抗匹配的问题；在非接触数据传输中，有波形恢复电路，没有衰减量，误码率在10^-12以下；采用非接触结构，不会造成信号反射，且信号传输速率能力可以达到12GBPS，完全满足风机变桨对突发情况及时性处理要求。