[发明专利]滑环、滑环单元、电机和风力发电设施

说明书

本发明涉及一种滑环(1)、一种滑环单元(17)和一种电机，特别是用于风力发电设施中。滑环(1)包括隔离区域(9)和相应布置在隔离区域(9)之间的接触区域(5)。接触区域(5)相应设计为圆柱形并且在其外罩面处具有接触区域(5a)。接触区域(5a)在切向方向(t)上被凹槽(7)切开。凹槽(7)延伸到接触区域(5)中，使得沿轴向方向(z)穿过接触区域(5)引导的开口(10)进入到凹槽(7)中。沿轴向方向(z)流动的气流(15)通过开口(10)转移到凹槽(7)中并偏转成在径向方向(r)上流动的气流(15)。当滑环(1)旋转时，凹槽(7)底侧处的压痕(8)会加强径向方向(r)上的气流(15)。气流(15)用于冷却滑环元件(11)和凹槽(7)的内侧，其中，该滑环元件(11)设置用于将电功率、特别是转子电流传输到滑环(1)。

技术领域

本发明涉及一种滑环和滑环单元。本发明还涉及一种电机和风力发电设施。

背景技术

大型电机，特别是风力发电设施的发电机有时包括用于将电能从静态单元传输到转子的滑环单元。

滑环单元通常会传输大的电流。因此，滑环要承受强大的热负荷，特别是在传输兆瓦范围内的能量时。因此，必须冷却滑环单元。

用于冷却滑环单元或滑环的一种可行性是附加的风扇(外部通风)。但是，这很复杂并且大大增大了滑环单元。

如EP 3 322 047A1中所提出的另外的冷却措施通常是不足够的，特别是当传输大量电能时。

DE 496 818C公开了一种具有自通风的滑环，其中，滑环头的截面由矩形构成并且具有沟槽，其中，该滑环头通过梯形的颈部连接到较窄的连接件，该连接件容纳电源线，从连接件的侧面出发，优选长的并且窄的冷却通道被引导至沟槽。

从FR 487 580A中也已知一种在滑环处的冷却通道的布置。

DE 25 29 519A1公开了一种具有环扇段的风冷滑环，该环扇段连接到环扇段的内边缘处的多个通道。

DE 307 969C公开了一种用于冷却滑环的装置，其中，该环设置有轴向通道，并且在该环的两侧均设置有径向缝隙。径向缝隙中的一个具有风扇叶片，另一个则没有。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进了冷却的滑环或滑环单元。

该目的通过根据本发明的滑环来实现。该目的还通过根据本发明的滑环单元来实现。具有这种滑环的电机和风力发电设施同样实现了该目的。

本发明基于这样的认识，即，当接收较大的电功率时，优选由高导电性的材料例如青铜或不锈钢制成的滑环接触区域被剧烈加热，并且因此应当以尽可能大的面积进行冷却。为此，接触区域具有切向设计的凹槽，其中，该凹槽一方面有助于扩大待冷却的表面。另一方面，凹槽能有助于产生径向流动的气流。径向流动的气流用于冷却滑环元件。滑环元件也优选实施成两件式的和/或具有凹槽。特别地，由于滑环元件的两件式的实施，滑环元件具有能被气流冷却的附加表面。滑环元件优选设计为滑环刷。滑环元件能够通过径向流动的气流特别好地冷却。

滑环尤其用于风力发电设施中。滑环包括至少一个接触区域和隔离区域，其中，该隔离区域和接触区域在一个轴上彼此相邻地布置，其中，相应的接触区域在其外罩面上具有接触面，其中，接触区域具有沿切线方向延伸的凹槽，其中，相应的接触区域的轴向端面特别是在环形面上具有开口，其特征在于，开口相应地通入到凹槽中。

隔离区域优选地由合成材料或陶瓷材料制成。隔离区域优选分别布置在相应的接触区域的端面处。

滑环优选地包括用于三个电相的三个接触区域和四个隔离区域。接触区域和隔离区域被布置成使得相应的接触区域分别被隔离区域分离。有利地，在接触区域的轴向端面处布置有隔离区域。

接触区域和隔离区域优选地相互固定。卡夹连接、螺纹连接或粘合连接适合作为固定构件。