[发明专利]用于风力涡轮机的无刷滑环以及组装的方法

说明书

技术领域

本公开大体上涉及发电机，并且更加具体地涉及与风力涡轮发电 机一起使用以传递电流的滑环。

背景技术

由于能源价格增加，风力涡轮机作为环境安全和相对廉价的替代 能源已受到越来越多的关注。由于这个不断增加的兴趣，已经作出相 当大的努力以发展可靠并且有效的风力涡轮机。

一般来说，已知的风力涡轮机包括具有多个叶片的转子。该转子 安装到置于桁架或圆筒式塔顶部的外壳或机舱。公用事业级的风力涡 轮机(例如，设计以向公用事业输电网供电的风力涡轮机)可以具有 大的转子(例如，直径上30米或更大)。转子上的叶片将风能转换 成旋转力矩或力，其驱动可直接地或通过齿轮箱与转子旋转地联接的 一个或多个发电机。齿轮箱增加或提升对于发电机的涡轮机转子的固 有的低的旋转速度以有效地将机械能转换成电能，其接着传输到公用 事业输电网。

包括直接驱动发电机的风力涡轮机排除齿轮箱以及与齿轮箱关 联的可靠性问题。然而，至少在一些已知的直接驱动或齿轮传动式风 力涡轮机中，用于从旋转轴向固定构件传递电流的滑环可过早地失 效。已知的滑环一般使用电刷组以传递电流。然而，这样的电刷组随 着时间推移磨损并且一般需要定期更换。电刷组的更换增加了与风力 涡轮机关联的运转成本。在某些情况下，电刷组的更换可要求风力涡 轮机在非生产以及非运转状况下处于离线状态。

另外，至少有一些已知的滑环组件使用汞以传递电流经过滑环组 件。尽管稍微有用，但是汞的包含可不利地影响滑环的制造、分配、 运转和维护，因为汞是有毒的，并且是需要特殊处理的危险材料。

发明内容

在一个方面，提供无刷的滑环。无刷滑环包括第一导电旋转构件 和置于离第一导电旋转构件预定距离的第二导电不旋转构件。导电的 半固体材料使第一导电旋转构件电联接于第二导电不旋转构件。半固 体材料配置成将电流从旋转构件传递到不旋转构件。

在另一个方面，提供风力涡轮机。风力涡轮机包括结构底座以及 由结构底座支撑的风力驱动电力发电机。风力涡轮机具有旋转轴和至 少一个从旋转轴伸出的可旋转的叶片。发电机还包括至少一个联接于 其中的无刷滑环。无刷滑环包括第一导电旋转构件、第二导电不旋转 构件和导电的半固体材料。第二导电不旋转构件通过导电半固体材料 联接于第一导电旋转构件使得第一构件离第二构件预定距离。半固体 材料配置成以将电流从旋转构件传递到不旋转构件。

在另外的方面，提供组装无刷滑环的方法。方法包括绕可旋转轴 联接第一导电旋转构件，和使用导电半固体材料使第二导电不旋转构 件电联接于第一构件使得第一构件离第二构件预定距离。使用半固体 材料将电流从旋转构件传递到不旋转构件。

因此将注意到本发明的配置提供带有无刷滑环的风力涡轮机，其 具有增加的运转耐久性。此外，也将注意到本发明的一些配置提供其 他优势，例如增加的风力涡轮机生产率。

附图说明

图1是示范风力涡轮机的侧示意图。

图2是可与在图1中示出的风力涡轮机一起使用的并且包括与发 电机联接的齿轮传动系统的机舱的剖视透视图。

图3是示范直接驱动风力涡轮发电机配置的侧剖视图。

图4是可与在图2和图3中示出的风力涡轮机配置一起使用的示 范无刷滑环的横截示意图。

部件列表

100    风力涡轮机              108    转子叶片

102    机舱                    110    轮毂

104    塔                      212    控制面板

106    转子                    214    叶片螺距驱动件

222    联接器                  216    主转子轴

224    偏转驱动件              218    齿轮箱

226    偏转平台                220    发电机

228    气象杆                  300    直接驱动风力涡轮机

230    主轴承                  302    机舱