[发明专利]电刷组件

说明书

本发明描述了一种用于在第一结构（P）和第二结构（Q）之间传输雷电流（I_LPS）的电刷组件（1），所述电刷组件（1）包括：被实现成用于安装到两个结构（P、Q）中的一者的保持器（11）；形成在所述保持器（11）中的凹口（12），该凹口被成形为容纳电刷（10）并且暴露第一电刷面（101）；以及被布置成移动第一暴露电刷面（101）使其抵靠在第一结构（P）的表面（51）上的第一位移装置（S1）；并且其中凹口（12）被成形为还暴露第二电刷面（102），并且电刷组件（1）还包括被布置成移动第二暴露电刷面（102）使其抵靠在第二结构（Q）的表面（52）上的第二位移装置（S2）。本发明还描述了风力涡轮机（3）的防雷电路（2）以及风力涡轮机（3）。

技术领域

本发明描述了一种电刷组件、一种防雷电路以及一种风力涡轮机。

背景技术

由于其高度和通常所暴露的位置，风力涡轮机可能受到频繁的雷击，并且必须配备有可靠的防雷系统（LPS）以防止对其转子叶片、其电气部件和其结构部件的损坏。风力涡轮机转子叶片通常在其外表面上设置有用于吸引雷击的一个或多个接受器。每一接受器连接到延伸穿过叶片内部的下载电缆或“引下线”。引下线通常从薄叶片尖端（在叶片的最外侧端部处）附近延伸到圆形根部（在叶片的最内侧端部处，在那里，其安装到轮毂）并且被定尺寸成安全地传输雷电流。

通常，风力涡轮机的旋转部分和风力涡轮机的静止部分之间的唯一物理连接是经由轴承。还必须保护其免受雷电流的影响。因此，风力涡轮机的LPS必须包括从风力涡轮机的旋转部分到其静止部分的某种雷电流桥。雷电流必须从每一叶片根部端部引导到风力涡轮机的静止区域，其可以从所述静止区域通过引下线布置结构传输通过塔架并且到达接地。

风力涡轮机的旋转部分通常包括具有其转子叶片的空气动力学转子和轮毂，以及通过空气动力学转子被直接或间接转动的任何部分（例如低速主轴、外部转子等等），连通任何轴承的旋转部分。风力涡轮机的静止部分可以包括任何非旋转部分，例如任何轴承的静止部分、短舱或机盖、塔架等等。因此，提供用于雷电流从风力涡轮机的旋转部分到达静止部分的路径的通常方式是借助于旋转部分的通向穿过静止部分到达接地的另一个LPS路径的任何引下线之间的界面处的滑动电刷连接。碳或石墨电刷通常呈块体形状，并且电流经由终止在电刷的主体中的电缆传输到电刷。电刷的一个面被压靠在旋转/静止界面的表面上。雷电流将在其通向接地的路径上通过电刷，并且电刷的载流能力在很大程度上由电刷电缆的容量和接触面的面积（即，由电刷的横截面积）确定。由于需要在非常短的时间内可靠且有效地传输极高的雷电流，因此用于风力涡轮机的常规LPS将通常在旋转部分和静止部分之间的界面处利用多个此类电刷。

然而，随着发电机设计变得更加紧凑，将常规电刷并入LPS中使得还可以通达电刷组件以进行定期维护变得越来越困难，这是因为碳/石墨电刷随时间磨损掉并且需要定期更换。需要包括多个电刷意味着发电机设计经受额外约束，并且这可能需要进行不期望的折衷。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种引导雷电流通过风力涡轮机的旋转/静止界面的经改善的方式。

此目的通过权利要求1所述的电刷组件、通过权利要求10所述的防雷电路、并且通过权利要求11所述的风力涡轮机来实现。

电刷组件通常被实现成用于在第一结构和第二结构之间传输电流。这些结构中的一者通常是静止的，而另一者是旋转的。电刷组件包括保持器，所述保持器具有被成形为容纳电刷的凹口。出于解释本发明的目的，应该假定保持器安装到第二结构。凹口被形成为使得暴露电刷面，并且电刷组件还包括确保所暴露的电刷面与第一结构的表面进行接触的装置。然后，传输到电刷的电流将能够在第一结构和第二结构之间通过。本发明的电刷组件的特征在于，凹口被成形为还暴露第二电刷面；并且电刷组件还包括确保此第二暴露电刷面与第二结构的表面进行接触的装置。