一种风力发电机组无扭缆非接触旋转电能传输装置的制作方法

1.本发明涉及电能传输装置领域，特别涉及一种风力发电机组无扭缆非接触旋转电能传输装置。


背景技术：

2.随着我国风电行业的不断发展，风力发电场建设开发加大，风电装机容量越来越大，动力电缆数量越来越多，电缆直径越来越粗，随之而来的风力发电机组的电缆故障问题也愈发突出。风电厂的风塔一般都处在偏远山区地带，且机舱位于几十米甚至上百米的高空，扭缆段电缆的故障维修维护难度大，损失的物料成本、人工成本和发电量成本巨大。
3.传统的电能传输是发装置所发出的电能需要通过电缆输送至电网，且在风向改变时，机舱随着风向的改变而转动，转动到一定角度后，需要进行解缆操作，解缆过程中发电机处于停机状态。
4.传统的旋转电传输采用碳刷摩擦旋转导电结构，随着时间推移会产生大量的碳粉及氧化物，影响电能传输质量，需定期进行维修维护，更换易损易耗件，为解决上述问题，亟需发明一种无扭缆非接触旋转电能传输装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种风力发电机组无扭缆非接触旋转电能传输装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风力发电机组无扭缆非接触旋转电能传输装置，包括主轴、三相转子和三相定子，所述三相转子套设于主轴的外部，所述三相定子活动套设于三相转子的外部，所述三相转子与三相定子之间设置有微间距气隙，所述三相转子和三相定子上均开设有线槽，所述三相转子上线槽内绕制有转子线圈，所述三相定子上线槽内绕制有定子线圈，所述转子线圈与定子线圈同轴对应，所述三相转子的内壁套接有铜套，所述三相转子的一侧连接有挡环，所述三相转子的另一侧连接有多个固定装置，所述三相转子通过固定装置与主轴连接。
7.优选的，所述三相定子的外部套接有端盖，所述端盖上穿插设置有第一引线，所述第一引线与定子线圈电性相接，所述第一引线的一端电连接有变流器。
8.优选的，所述三相转子上穿插设置有第二引线，所述第二引线与转子线圈电性相接，所述主轴的一端连接有发电机，所述第二引线与发电机电性相接。
9.优选的，所述固定装置包括安装座、连接杆、穿插限位块和弹簧，所述安装座与三相转子连接，所述连接杆的一端与安装座的顶部滑动穿插连接，所述穿插限位块固定连接于连接杆的另一端，所述穿插限位块与主轴穿插连接，所述弹簧活动套接于连接杆的外部，所述弹簧设置于安装座的内部。
10.优选的，所述固定装置还包括转动式定位机构和限位支架，所述转动式定位机构转动连接于连接杆的一端，所述限位支架设置于转动式定位机构的两端，所述限位支架与
安装座连接。
11.优选的，所述转动式定位机构包括转杆、弹性限位组件、转块和手柄，所述转块与连接杆端部连接，所述转块转动穿插连接于转杆的内部，所述弹性限位组件穿插设置于转杆的一端，所述弹性限位组件与限位支架活动卡接，所述手柄固定连接于转杆上。
12.优选的，所述转杆的一端开设有开槽，所述弹性限位组件包括弹片和定位块，所述定位块连接于弹片的一端，所述定位块与限位支架活动卡接，所述弹片的另一端与开槽的内壁固定连接。
13.本发明的技术效果和优点：
14.(1)本发明利用三相转子和三相定子相配合的设置方式，通过三相转子与三相定子之间的套接，再配合三相转子与三相定子之间设置的微间距气隙，可以有效替代电缆传输，从根本上杜绝了电缆因扭缆而产生的故障，同时节省了因电缆问题而产生的人工成本，时间成本，发电量成本，更进一步的节省了解缆时间和因解缆而损失的发电量；
15.(2)本发明利用三相转子和三相定子相配合的设置方式，可以有效替代碳刷结构而不影响装置整体结构尺寸，和风电机组本体一起维护即可。特别是当装置采用中高频进行交流能量传输时，更具有功率密度大，效率高的优势。
附图说明
16.图1为本发明内部结构示意图。
17.图2为本发明固定装置处内部结构示意图。
18.图3为本发明转动式定位机构处内部结构示意图。
19.图4为本发明弹性限位组件处结构示意图。
20.图中：1、主轴；2、三相转子；3、三相定子；4、转子线圈；5、定子线圈；6、铜套；7、挡环；8、固定装置；81、安装座；82、连接杆；83、穿插限位块；84、弹簧；85、转动式定位机构；851、转杆；852、弹性限位组件；8521、弹片；8522、定位块；853、转块；854、手柄；86、限位支架；9、端盖；10、第一引线；11、变流器；12、第二引线；13、发电机。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明提供了如图1-4所示的一种风力发电机组无扭缆非接触旋转电能传输装置，包括主轴1、三相转子2和三相定子3，三相转子2套设于主轴1的外部，三相定子3活动套设于三相转子2的外部，而且，三相转子2和三相定子3的截面上均圆周分成若干个扇区，每个扇区由长度相等的电工钢带做成呈放射状的主级片，每个扇区内由多个尺寸递减的电工钢带填充，每个电工钢带在铁心上的内径侧采用铜套支撑，每个电工钢带在铁心上的外径侧采用可收缩的紧固带绑扎，三相转子2与三相定子3之间设置有微间距气隙，三相转子2和三相定子3之间的间距为0.2mm左右，三相转子2、三相定子3和微间距气隙与塔筒同轴，三相转子2和三相定子3上均开设有线槽，三相转子2上线槽内绕制有转子线圈4，三相定子3上线
槽内绕制有定子线圈5，转子线圈4与定子线圈5同轴对应，6个定子线圈5将三相定子3轴向界面分割成5个铁心柱，6个转子线圈4将三相转子2轴向截面也分割成5个铁心柱，三相定子3和三相转子2内的各5个铁心柱中，中间的三个铁心柱中，每个铁心柱两侧由两个定子线圈5或两个转子线圈4绕制，分别作为u、v、w三相绕组，外侧的两个铁心柱只有内侧绕制定子线圈5或转子线圈4。三相转子2的内壁套接有铜套6，三相转子2的一侧连接有挡环7，三相转子2的另一侧连接有多个固定装置8，三相转子2通过固定装置8与主轴1连接，靠近三相定子3的三相转子2一侧位置上通过一同轴的固定装置8与主轴1固定，三相转子2的另一侧通过一同轴的挡环7与主轴1固定。
23.三相定子3的外部套接有端盖9，端盖9上穿插设置有第一引线10，第一引线10与定子线圈5电性相接，第一引线10的一端电连接有变流器11，三相转子2上穿插设置有第二引线12，第二引线12与转子线圈4电性相接，主轴1的一端连接有发电机13，第二引线12与发电机13电性相接，三相定子3通过端盖9固定在机组偏航平台上，三相转子2通过止动臂拨叉结构与机舱平台同步旋转。
24.固定装置8包括安装座81、连接杆82、穿插限位块83和弹簧84，安装座81与三相转子2连接，连接杆82的一端与安装座81的顶部滑动穿插连接，穿插限位块83固定连接于连接杆82的另一端，穿插限位块83与主轴1穿插连接，弹簧84活动套接于连接杆82的外部，弹簧84设置于安装座81的内部，固定装置8还包括转动式定位机构85和限位支架86，转动式定位机构85转动连接于连接杆82的一端，限位支架86设置于转动式定位机构85的两端，限位支架86与安装座81连接，通过安装座81便于对弹簧84的安装，也便于对穿插限位块83的收纳，通过连接杆82便于对穿插限位块83的移动进行控制，主轴1上开设有卡槽，穿插限位块83与卡槽的内腔穿插连接，便于对主轴1与三相转子2之间的相对位置进行固定，通过弹簧84的压缩形变，便于对穿插限位块83的弹性支撑，通过两个限位支架86便于对转动式定位机构85的两端进行限位。
25.转动式定位机构85包括转杆851、弹性限位组件852、转块853和手柄854，转块853与连接杆82端部连接，转块853转动穿插连接于转杆851的内部，弹性限位组件852穿插设置于转杆851的一端，弹性限位组件852与限位支架86活动卡接，手柄854固定连接于转杆851上，转杆851的一端开设有开槽，弹性限位组件852包括弹片8521和定位块8522，定位块8522连接于弹片8521的一端，定位块8522与限位支架86活动卡接，弹片8521的另一端与开槽的内壁固定连接，通过定位块8522与限位支架86之间的卡接，便于对转杆851的位置进行限位，防止转杆851的随意转动。
26.本发明工作原理：
27.在使用中，首先通过对转动式定位机构85进行向上提拉，使得穿插限位块83对弹簧84进行压缩后，收纳至安装座81的内部，当穿插限位块83与主轴1上的卡槽相互对应时，放松对转动式定位机构85施加的外力，通过弹簧84对穿插限位块83进行弹性支撑，使得穿插限位块83穿插进卡槽的内部，实现对安装座81与主轴1之间的相对位置的固定，然后转动手柄854，使得手柄854带动转杆851进行自转，然后将转杆851从纵向状态，旋转至横向状态，使得转杆851的两端限位在两个限位支架86的内侧，通过弹性限位组件852与限位支架86之间的卡接，从而对转杆851与限位支架86之间的相对位置进行限位，然后使得两个限位支架86对转杆851的位置进行限位，防止转杆851随意向着远离安装座81的方向进行运动，
通过三相转子2与三相定子3之间的套接，再配合三相转子2与三相定子3之间设置的微间距气隙，可以有效替代电缆传输，从根本上杜绝了电缆因扭缆而产生的故障，同时节省了因电缆问题而产生的人工成本，时间成本，发电量成本，更进一步的节省了解缆时间和因解缆而损失的发电量。
28.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。