[发明专利]一种导电滑环结构

说明书

本发明公开了一种导电滑环结构，包括定子结构和转子结构，所述转子结构包括基座和铜环，铜环与基座间分别设置挡板和绝缘隔环进行隔离，整体轴向叠加装配，整体装配后转子切割成对称的两半，两半转子通过连接件连接为一个整体；所述定子结构中设置有碳刷位移机构，使碳刷相对于转子铜环表面的位置实现调节。本发明与现有技术相比，导电滑环采用两半结构，适合转子轴不能拆卸的安装现场，每组碳刷采用独立的刷压机构，解决了碳刷与铜环表面火花问题；远程控制碳刷位移机构移动，实现碳刷与转子铜环表面自动压紧/移开，减少碳刷磨损；配套视频监视和热气吹扫设备，实时监视滑环工作状态，解决铜环表面凝露问题。

技术领域

本发明涉及空气动力学试验领域，具体来说是涉及一种在防冰风扇叶片温度闭环控制系统的导电滑环结构。

背景技术

结冰风洞和其它低速风洞一样，动力系统是风洞心脏部位，采用电动机驱动风扇转子旋转模拟气流速度，通过调节电机转速改变试验段风速。结冰风洞动力系统的电动机和转子系统安装在风扇段，位于第二拐角段后。与其它低速风洞不同，结冰风洞风扇段内环境气温最低至是40℃、环境气压低至5kPa、湿度100%。结冰风洞试验过程中，当液态水含量累计到一定程度，高速气流驱动过冷水滴撞击到过冷的风扇叶片表面，迅速在风扇叶片前缘表面结冰。风扇叶片结冰后，型面发生变化，导致风扇电机、转子轴承振动超标。

为解决风扇叶片结冰问题，在每支风扇叶片前缘布置电加热单元，通过供电使风扇叶片加热，利用热力原理，将热量传到风扇叶片表面，破坏冰层和叶片表面之间的黏附应力，在气动力或离心力作用下，达到防冰目的。

在现实的风洞环境下，因为很多风洞已经建设完毕，且各种设备已经安装到位。为了实现风扇叶片的加热，只能在现有的设备基础上进行技术改进，不可能为了这一目的进行整体设备的拆卸。风扇叶片安装在风扇转子轮毂四周，随风扇转子同步旋转，一整套风扇转子直径达数米，质量高达数十吨，风扇转子轴与风扇电机轴同轴线，通过联轴器连接；通常风扇转子两侧采用独立的轴承支撑，风扇转子与两侧支撑轴承箱间隙一般不到10cm。

为了将地面加热电源引入风扇转子上的每支风扇叶片，必须在风扇段现有条件基础上，设计一种旋转供电装置，在风扇转子和支撑轴承不便改造条件下，将加热电源从地面引到旋转的风扇叶片，解决旋转供电装置结构设计问题，使加热电源从地面稳定、可靠传输到每支风扇叶片；解决旋转供电装置在低温、高湿度环境下的绝缘和安全防护问题；解决旋转供电装置输出到每支叶片的线缆布置与安装问题。

导电滑环是一种旋转供电装置，只要轴向空间足够，可以根据条件定制，将导电滑环的转子与风扇转子轴连接，定子固定在地面不旋转部位。由于风扇转子与两侧支撑轴承箱轴向间隙不到10cm，轴向没有安装多通道、大电流导电滑环空间，采用常规的导电滑环结构就不能满足现场要求。同时风扇转子直径达数米，风扇转子转速超过500rpm，能安装导电滑环的轴和轴套直径接近1m，导电滑环线速度超过20m/s，普通刷丝导电滑环无法满足结冰风洞试验设备需求，因此需要提供出一种新的导电滑环结构来解决目前的问题。

发明内容

本发明的目是针对结冰风洞风扇段现场特殊环境，无法整体改造风扇转子轴和轴承的情况下，在导电滑环原理基础上，设计了一种转子两半、环道开放、碳刷自动移开式导电滑环，以解决风扇转子轴和轴承不拆卸时导电滑环安装、导电滑环转子大尺寸、定子碳刷高线速度、碳刷磨损、环道凝露等技术问题。