滑环、滑环单元、电机与风力发电设施制造技术

本发明专利技术涉及一种滑环(1)、一种滑环单元(17)和具有这种滑环(1)的电机。滑环(1)用于将电能经由导电滑环元件(11)从静态单元(13)传输到接触区域(5)。接触区域(5)在切向方向(t)上具有至少一个凹部(7)。凹部(7)或布置在接触区域(5)之间的绝缘层(9)具有至少一个凸起(8)，其中，凸起(8)尤其在滑环(1)转动时将气流(15)用于冷却接触区域(5)和/或滑环元件(11)。为了改进气流(15)，将开口(10)引入环形面(12)中，该环形面由接触区域(5)的相对于相邻布置的绝缘层(9)增大的半径形成。开口(10)优选用于将气流(15)运送到相应的凹部(7)中。由于本发明专利技术的特征，滑环(1)能够在紧凑的构造形式的情况下传输大量能量。因此滑环(1)尤其适用于在风力发电设施中使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滑环、滑环单元、电机与风力发电设施
本专利技术涉及一种滑环和一种滑环单元。此外本专利技术还涉及一种电机和一种风力发电设施。
技术介绍
用于风力发电设施的发电机有时包括转子和定子中的线圈。转子中的线圈通常经由滑环被供应电能。在传输电功率时，滑环尤其在兆瓦范围内承受高电流负载。由此导致高热负载。为了减少热负载，能够将滑环或滑环单元(带有与之适配地静态装置的滑环)设计为更大。但这尤其在风力发电设施中不太可能。因此，文献EP3322047A1提出一种具有风机绝缘部段的滑环单元。公开文本DE2529519A1涉及一种气冷滑环，其由多个单独的、彼此以一定距离布置的圆环片组成，其中包含互相对齐的通道，通道形成轴向延伸的、从至少一个端侧伸出的冷却通道。技术DE7734576U1基于用于电机的滑环装置。滑环体包括滑环以及支撑环，和与之连接的连接片。滑环设有环形或螺旋形的、一直延伸到平行于轴的通气开口的轴的槽。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种滑环或一种滑环单元，其能够紧凑地实施，并且能够同时传输大量电能。目的利用根据权利要求1的滑环以及根据权利要求7的滑环单元来实现。此外，根据权利要求8的电机和根据权利要求1的风力发电设施实现该目的。本专利技术有利的实施方式和改进方案是从属权利要求的主题。本专利技术的构思在于，气流在轴向方向上穿过开口被输送到滑环中，并且穿过开口再次从滑环沿轴向方向被向外输送。在此，气流经过滑环的凹部内侧流动并吸收热量。此外，径向气流能够用于冷却滑环元件。在此特别有利的是，沿径向方向流动的气流尤其能够很好地冷却滑环元件。沿径向方向流动的气流还用于冷却滑环元件的侧面。沿径向方向被向外输送的气流优选设计用于冷却滑环元件。有利地，在下侧进行滑环元件的冷却。滑环元件由径向向外移动的气流特别好地被冷却。对此，滑环具有接触区域，其中，滑环具有接触区域，其中接触区域分别能够设计为本质上圆柱形，并且分别能够在其接触面具有凹部。接触面优选布置在圆柱形接触区域的周面处。此外，至少间接经由冷却导电滑环元件改进对接触区域的冷却。对滑环改进的冷却使得滑环或滑环元件能够构造紧凑。滑环尤其用于将电能传输到能转动支承的轴，优选在风力发电设施中。滑环具有至少一个接触区域和至少两个绝缘区域，其中，绝缘区域和至少一个接触区域布置在轴向方向上相邻布置，其中，接触区域至少在径向向外的方向上具有接触面，其中，接触区域在接触面的区域中具有至少一个凹部，-其中凹部在内侧处具有凸起，-和/或凹部在切向方向上是中断的。相应的绝缘区域优选由合成材料制成。相应的接触区域优选基本上由导电良好的金属(例如不锈钢、铜或青铜)制成。接触区域优选在其周面具有接触面。替选地或附加地，接触面能够布置在接触区域的相应端侧的圆环形区域处。相应的凹部优选设计为是径向对称的，并具有至少大体上到达接触区域的深度，从而开口通向凹部中。凹部优选(至少局部)具有沿轴向方向为接触面宽度的四分之一到三分之一的宽度。凹部优选布置在接触面的轴向中部。凸起能够设计为直到相应的接触区域的周面为止。在一个实施方案中，凸起能够设计为凹部在切向方向上的中断。相应的凹部的凸起和中断优选具有相同的作用，即在径向方向上提供气流。该气流尤其用于冷却滑环元件。在生产滑环时，优选依次布置接触区域和绝缘区域。相应的接触区域优选在其相应的端侧被绝缘区域至少部分地覆盖。相应的未被覆盖的圆环形部分在这里被称为环形面。凹部中的凸起优选布置为，使得其在滑环转动时感应出在径向向外的方向上的气流。滑环优选具有接触元件。接触元件优选布置在滑环的端侧上。接触元件优选与相应的接触面导电连接。接触区域能够分别设计用于吸收导电滑环元件的电能。导电滑环元件例如设计为电刷。导电滑环元件设置用于传输静态装置的电能。通过本专利技术，在接触接触轨的一侧的导电滑环元件能够借助于气流来被冷却。此外可节省强制通风。由于改进了冷却，滑环能够被设计为更小更紧凑，并且因此更轻。在本专利技术的一个有利的设计方案中，相应的凸起设置用于提供沿径向方向的气流。在滑环转动时，突出部用于产生气流，以冷却将电能传输到相应的接触区域的滑环元件。由于突出部在凹部内有利的布置，气流从下部流到下侧以及滑环元件的侧面。在本专利技术的另一有利的设计方案中，相应的凹部定位在接触面的轴向中部区域中。凹部优选布置在接触面的在轴向方向延伸的宽度的中部或中部区域内。凹部例如具有大约为接触面宽度的三分之一的宽度。由于凹部在中间的布置，气流特别均匀地穿过凹部流动，并流到相应的滑环元件的中部。滑环元件优选实施为两件式的，尤其设置有凹部。替选地，滑环元件设计为两个间隔开实施的滑环元件。在该实施方案中，气流优选穿过滑环元件之间流动。由此，相应地利用流经的气流在分别彼此朝向的面上冷却滑环元件。相应地，滑环也由于扩大的表面而更好地被冷却。通过将凹部布置在接触面的中部，能够特别均匀地冷却接触面和至少一个滑环元件。滑环优选具有用于三个电气相的三个接触区域。接触区域分别由绝缘区域彼此分离。特别地，用于将两个接触区域间隔开的绝缘区域定位在第一接触区域和第二接触区域之间，其中，绝缘区域尤其设计用于将接触区域彼此电气隔离。相应的接触区域的半径大于相应的绝缘区域的半径。优选地，相应的接触区域和相应的绝缘区域设计为基本上圆柱形。相应的接触区域的相应的径向向外的部分在这里被称作环形面。相应的环形面优选具有沿轴向方向的法向量。通过具有小于接触区域的半径的绝缘区域的实施方案，环形面暴露，并且能够被气流更好地冷却。接触区域具有开口，其中，开口分别布置在环形面中，其中，开口通向相应的凹部中。优选地，开口优选设计为，使得其形成用于凹部中气流的通道。因此，开口尤其用于将气流输送到凹部中。相应的接触区域的两个环形面优选具有开口。开口有利地分别定位在相应的环形面的相同位置。开口延伸穿过接触区域，优选沿轴向方向。因此，沿轴向方向移动的气流能够穿过开口被引入凹部中。穿过开口流入凹部的气流能够穿过开口和凹部的连接，从凹部沿径向方向流出。相应的接触区域的两个环形面优选设置有开口。在这种情况下，开口能够定位在相同的切向位置。开口分别相对于轴向方向轻微倾斜地延伸。基本上轴向延伸的开口优选沿切向方向倾斜定向。相应的环形面的法线设计为5度到45度的斜角。因此，相应的开口能够用于在凹部中提供气流。环形面优选设计为径向延伸的圆环形面，其由于接触轨的较大的直径而被设计为其余滑环的周面。尤其设计为非正交于环形面的开口用于改进径向向外的气流。因此，开口极大改进了对滑环或滑环单元的冷却。在本专利技术的另一有利的设计方案中，至少一个绝缘区域具有凸起或突出部。凸起或突出部优选用于在轴向方向产生或支持气流。布置在绝缘区域中的印记能够定向为向内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑环(1)，所述滑环尤其用于具有电机绕组的转子，尤其在风力发电设施中应用，所述滑环具有至少一个接触区域(5)和至少两个绝缘区域(9)，其中，所述绝缘区域(9)和至少一个所述接触区域(5)轴向相邻地布置，其中，至少相应的所述接触区域设计为基本上圆柱形的，其中，所述接触区域(5)至少在径向向外的方向(r)上具有接触面(5a)，其中，所述接触区域(5)在所述接触面(5a)的区域中具有凹部(7)，其特征在于，所述凹部(7)在内侧上具有凸起(8)和/或所述凹部(8)在切向方向(t)上中断，/n-相应的所述接触区域(5)的半径大于相应的所述绝缘区域(9)的半径，/n-所述接触区域(5)具有开口(10)，其中，所述开口(10)分别布置在环形面上，其中，所述开口(10)通到所述凹部(7)中，其中/n-所述开口(10)相对于轴线方向倾斜延伸，并且倾角设计为相对于所述环形面的法线在5度到45度的范围中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180727 EP 18186107.11.一种滑环(1)，所述滑环尤其用于具有电机绕组的转子，尤其在风力发电设施中应用，所述滑环具有至少一个接触区域(5)和至少两个绝缘区域(9)，其中，所述绝缘区域(9)和至少一个所述接触区域(5)轴向相邻地布置，其中，至少相应的所述接触区域设计为基本上圆柱形的，其中，所述接触区域(5)至少在径向向外的方向(r)上具有接触面(5a)，其中，所述接触区域(5)在所述接触面(5a)的区域中具有凹部(7)，其特征在于，所述凹部(7)在内侧上具有凸起(8)和/或所述凹部(8)在切向方向(t)上中断，
-相应的所述接触区域(5)的半径大于相应的所述绝缘区域(9)的半径，
-所述接触区域(5)具有开口(10)，其中，所述开口(10)分别布置在环形面上，其中，所述开口(10)通到所述凹部(7)中，其中
-所述开口(10)相对于轴线方向倾斜延伸，并且倾角设计为相对于所述环形面的法线在5度到45度的范围中。


2.根据权利要求1所述的滑环(1)，其中，相应的所述凸起(8)设置用于在径向方向(r)上提供气流(15)。


3.根据前述权利要求中任一项所述的滑环(1)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特·宾德尔，罗伯特·格鲁贝尔，奥利弗·梅明杰，
申请(专利权)人：弗兰德有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE