风电机组防水型相碳刷及制造方法技术

本发明专利技术涉及新清洁能源的风电行业，具体的应用在不同功率的双馈风力发电机组上，更具体涉及风电机组防水型相碳刷，包括碳刷本体和套筒，套筒自底端向上开有轴向孔，碳刷本体通过卡合结构安装于轴向孔内，卡合结构包括铰接一部、铰接二部和卡合底座，还提供了改风电机组防水型相碳刷的制造方法，包括以下步骤：S1，材料准备，碳刷本体包括至少一层功能层和一层保护层，功能层包括碳基体，碳基体包括碳石墨、锡粉、铅粉、铜粉和沥青粘结剂；S2，将制作碳基体所需的粉质材料混合均匀，进行成型处理；S3,将皂化液的铝皂和黑机油加热熬制得到液体A等，提供了一种可以增强碳刷本体强度、抗折强度，并且能够延长碳刷的使用寿命的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
风电机组防水型相碳刷及制造方法
本专利技术涉及新清洁能源的风电行业
，具体涉及风电机组防水型相碳刷及制造方法。
技术介绍
随着，开发的机组越来越大，应用环境越差，要求更高，季节变化的差异更明显。开发的风场从内陆走向高原、走向潮汐带，走向近海、走向深蓝。从而传统意义的碳刷无法满足新环境和新技术标准的要求，以及用户有更高期待。为此，我们必须借助市场需求，积极开发研制新型碳材料，适用风电机组在高湿度、高盐份环境，使碳刷具有一定的防水、防潮和耐盐份性能，减少风电机组的滑环和碳刷维修保养，碳刷有更超长寿命，不易热膨胀，卡涩等。对于石墨质电刷，借助与整流子滑动接触部周边的空气、存在于电刷内部的气孔中的空气等在滑动接触面上形成碳保护膜，该碳保护膜成为抑制磨损及整流性能恶化的一个因素，但是已知，前述碳保护膜的形成状态受到电刷与整流子的滑动接触部处的使用环境、即温度及湿度等的强烈的影响，在滑动接触部的气氛温度成为高温的情况下，存在着会损害适当的碳保护膜的形成，电刷与整流子的滑动接触状态恶化，增加火花的发生，耐久性恶化的问题。公开号为CN201820155720.9的中国专利公开了一种可以降低碳刷火花的发电机碳刷，属于励磁发电机设备
，用于降低碳刷火花。其技术方案是：碳刷的表面上开有若干平行的开槽，开槽垂直于碳刷的表面，开槽在表面上的方向垂直于表面的长度方向，若干开槽将碳刷的表面分隔为多个栅格。该技术的碳刷表面设置开槽后，碳刷表面的总接触面积由多个小面积组成，在运行中容易接触得更好，从而使火花减小；如果产生火花，火花会在相邻开槽的缝隙中迅速减小，不易发生飞溅，从而降低了火花等级。该专利结构简单，可以使碳刷火花减小，明显降低了碳刷火花等级，从而可以减少碳刷和滑环发热，避免发生烧损，保证了发电机的稳定运行，增加了发电机的无功功率。公开号为CN102013609B的中国专利公开了一种密封碳刷及其制造、使用方法。密封碳刷包括壳体、圆柱刷块、油封架；其特征在于，壳体内设置有导向套，圆柱刷块的一段穿过所述壳体直至导向套内，另一段露于壳体外；导向套的一端设置有油封架，另一端设置有导向套后盖，油封架的一端穿过壳体与导向套螺纹连接。该专利技术的优点在于，结构简单、使用方便，密封性好，耐腐蚀，可在海水飞溅、潮湿环境下保持良好电气连接。但是以上专利仍存在以下问题：1.风机在高速运转时，回传碳刷磨损、碳刷本身的阻抗，以及碳刷接触不良导致接触不良；2.风机在高速运转时，在摩擦和振动的使用中粉状颗粒容易脱落，而降低了碳刷的耐性和寿命；3.风机在高速运转时，碳刷与盐份和水分直接接触，会造成碳刷与水和盐份发生直接化学反应，碳刷带电打火，碳刷过热膨胀，避免碳刷卡涩刷握。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了风电机组防水型相碳刷相比于现有技术的碳刷组件而言，具有防水功能，阻断了水和盐份与刷体直接接触，避免碳刷带电打火，避免碳刷过热膨胀，也就避免碳刷卡涩刷握的情况的发生。还提供了一种可以增强碳刷本体强度、抗折强度，并且能够确保碳刷本体表面的氧化膜形成稳定，从而延长碳刷的使用寿命的风电机组防水型相碳刷的制造方法。本专利技术的基本方案为：风电机组防水型相碳刷，包括碳刷本体和套筒，所述套筒自底端向上开有轴向孔，所述轴向孔为异形孔，所述碳刷本体通过卡合结构安装于轴向孔内，且所述碳刷本体与所述轴向孔内壁不接触，所述卡合结构包括铰接一部、铰接二部和卡合底座，所述卡合底座的直径大于所述轴向孔底部直径，所述铰接二部安装于卡合底座上方，所述铰接一部安装于碳刷本体下方，所述铰接一部底部和铰接二部顶部铰接，且所述卡合底座下方连接有弹性件，且该弹性件内套设有柔性杆，所述弹性件和柔性杆的底部通过缓冲杆连接有安装底座；所述碳刷本体顶部连接有传导件，且该传导件设于套筒外部。优选地，所述套筒顶部开有直角槽，且所述直角槽与所述套筒贯通连接，所述传导部包括传导一部、传导线和传导二部，所述传导一部设于直角槽内，且所述传导一部一端与所述直角槽内壁铰接，所述传导一端另一端通过传导线连接传导二部，且所述碳刷将信号通过传导一部、传导线传递到传导二部，所述传导二部顶部连接有接线片，该接线片为导体。优选地，所述碳刷本体包括一层功能层和一层保护层，所述功能层包括碳基体，所述碳基体包括碳石墨、锡粉、铅粉、铜粉和不收缩混合粘结剂粘结剂，按照重量比，每份碳基体中碳石墨的占比为35％-45％，锡粉的占比为0.3％-0.5％，铅粉的占比为6％-8％，铜粉的占比为45％-50％，不收缩混合粘结剂的占比为3％-5％。优选地，所述碳基体包括碳石墨、锡粉、铅粉、铜粉和沥青粘结剂，按照重量比，每份碳基体中碳石墨的占比为39％，锡粉的占比为0.4％，铅粉的占比为7％，铜粉的占比为48％，不收缩混合粘结剂的占比为5.6％。优选地，所述锡粉的纯度为99.5％-99.8％，所述铅粉的纯度为99.4％-99.7％，所述铜粉的纯度为99.4％-99.6％。优选地，所述锡粉的纯度为99.7％，所述铅粉的纯度为99.6％，所述铜粉的纯度为99.5％。优选地，所述不收缩混合粘结剂为沥青粘结剂和树脂粘结剂的混合物，且所述沥青粘结剂和树脂粘结剂的混合比例为(0.3-0.5)：1。优选地，所述保护层为复合皂化液，所述复合皂化液包括铝皂和黑机油，且所述铝皂和黑机油的比例为10：90。本专利技术还提供了风电机组防水型相碳刷中的碳刷本体的制造方法，包括以下步骤：S1，材料准备，碳基体包括碳石墨、锡粉、铅粉、铜粉和沥青粘结剂，按照重量比，每份碳基体中碳石墨的占比为39％，锡粉的占比为0.4％，铅粉的占比为7％，铜粉的占比为48％，不收缩混合粘结剂的占比为5.6％，所述锡粉的纯度为99.7％，所述铅粉的纯度为99.6％，所述铜粉的纯度为99.5％，复合皂化液包括铝皂和黑机油，且所述铝皂和黑机油的比例为10：90，按照以下比例和纯度要求准备碳基体材料和复合皂化液材料；S2，将制作所述碳基体所需的粉质材料捣碎，并将碳基体所需的材料置于无水无油的玻璃容器中采用混捏手法混合均匀，再利用搅拌器搅拌均匀，将搅拌处理的混合材料送到高温下压制；S3，进行成型处理，将搅拌处理的混合材料进行三次模压，每次模压间隔时间不超过5min，第一次模压的温度为0℃，第二次模压的温度为450-550℃，第三次模压的温度为750-850℃；S4，将经过三次模压后的成型材料进入高温烧结，高温烧结的温度控制在900-950摄氏度；S5，将高温烧结后的碳基体置于980℃中的烘箱中保温不超过5h；S6，将经过S5处理后的碳基体置于复合皂化液中进行浸渍处理至少12h；S7，将经过浸渍处理后的碳基体取出置于250℃-270℃中进行高温固化不超过6h，出炉得到碳刷本体。优选地，所述复合皂化液的制作过程包括以下步骤：步骤一，将质量比例为10:90的铝皂和黑机油于300摄氏度中熬制至少5h得到产品A，且该产品A呈白色黏糊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.风电机组防水型相碳刷，其特征在于：包括碳刷本体和套筒，所述套筒自底端向上开有轴向孔，所述轴向孔为异形孔，所述碳刷本体通过卡合结构安装于轴向孔内，且所述碳刷本体与所述轴向孔内壁不接触，所述卡合结构包括铰接一部、铰接二部和卡合底座，所述卡合底座的直径大于所述轴向孔底部直径，所述铰接二部安装于卡合底座上方，所述铰接一部安装于碳刷本体下方，所述铰接一部底部和铰接二部顶部铰接，且所述卡合底座下方连接有弹性件，且该弹性件内套设有柔性杆，所述弹性件和柔性杆的底部通过缓冲杆连接有安装底座；/n所述碳刷本体顶部连接有传导件，且该传导件设于套筒外部。/n

【技术特征摘要】
1.风电机组防水型相碳刷，其特征在于：包括碳刷本体和套筒，所述套筒自底端向上开有轴向孔，所述轴向孔为异形孔，所述碳刷本体通过卡合结构安装于轴向孔内，且所述碳刷本体与所述轴向孔内壁不接触，所述卡合结构包括铰接一部、铰接二部和卡合底座，所述卡合底座的直径大于所述轴向孔底部直径，所述铰接二部安装于卡合底座上方，所述铰接一部安装于碳刷本体下方，所述铰接一部底部和铰接二部顶部铰接，且所述卡合底座下方连接有弹性件，且该弹性件内套设有柔性杆，所述弹性件和柔性杆的底部通过缓冲杆连接有安装底座；
所述碳刷本体顶部连接有传导件，且该传导件设于套筒外部。


2.根据权利要求1所述的风电机组防水型相碳刷，其特征在于：所述套筒顶部开有直角槽，且所述直角槽与所述套筒贯通连接，所述传导部包括传导一部、传导线和传导二部，所述传导一部设于直角槽内，且所述传导一部一端与所述直角槽内壁铰接，所述传导一端另一端通过传导线连接传导二部，且所述碳刷将信号通过传导一部、传导线传递到传导二部，所述传导二部顶部连接有接线片，该接线片为导体。


3.根据权利要求1或2所述的风电机组防水型相碳刷中的碳刷本体，其特征在于：所述碳刷本体包括一层功能层和一层保护层，所述功能层包括碳基体，所述碳基体包括碳石墨、锡粉、铅粉、铜粉和不收缩混合粘结剂粘结剂，按照重量比，每份碳基体中碳石墨的占比为35％-45％，锡粉的占比为0.3％-0.5％，铅粉的占比为6％-8％，铜粉的占比为45％-50％，不收缩混合粘结剂的占比为3％-5％。


4.根据权利要求3所述的风电机组防水型相碳刷中的碳刷本体，其特征在于：所述碳基体包括碳石墨、锡粉、铅粉、铜粉和沥青粘结剂，按照重量比，每份碳基体中碳石墨的占比为39％，锡粉的占比为0.4％，铅粉的占比为7％，铜粉的占比为48％，不收缩混合粘结剂的占比为5.6％。


5.根据权利要求4所述的风电机组防水型相碳刷中的碳刷本体，其特征在于：所述锡粉的纯度为99.5％-99.8％，所述铅粉的纯度为99.4％-99.7％，所述铜粉的纯度为99.4％-99.6％。


6.根据权利要求5所述的风电机组防水型相碳刷中的碳刷本体，其特征在于：所述锡粉的纯度为99.7％，所述铅粉的纯度为99.6％，所述铜粉的纯度为99.5％。

【专利技术属性】
技术研发人员：杜光财，许敏，肖淇，
申请(专利权)人：麦伽碳制品上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31