【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电领域，特别是一种偏航集电环系统的碳刷及制造方法。
技术介绍
1、随着我国风力发电技术不断创新和改进，风机容量和效率持续提高。大容量机组动力传输电缆随之增多，动力电缆开裂、偏心、集束、缠绕、干涉等一系列问题也接踵而来。助力风电行业发展，为了从根本上解决机组容量快速增长带来的电缆缠绕、干涉等故障问题，偏航集电环被广泛应用于风力发电领域，偏航集电环利用旋转的导电环与碳刷形成电流回路，解决了电缆缠绕、干涉等问题。
2、碳刷与导电环旋转导电过程中，碳刷与导电环摩擦会产生大量的热量，因此，碳刷的导电性、导热性和机械性能成为评价偏航集电环产品质量和稳定性最重要的指标。现有偏航集电环用碳刷性能成熟，随着机组功率的增加，电流增加后，每项碳刷的数量相应增加，如果达到一定条件下，则需要增加偏航集电环的尺寸或高度，设备将越来越大。因此，如何在不改变碳刷尺寸的前提下提高碳刷的性能，成为偏航集电环发展主要的研究方向，而现有偏航集电环碳刷普遍存在导电和导热性能差，硬度和耐磨性不够，不能满足大功率输电的要求，极大的制约了偏航集电环的发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是提供一种偏航集电环系统的碳刷及制造方法。用于解决现有技术中偏航集电环碳刷存在导电和导热性能差，硬度和耐磨性不够，不能满足大功率输电要求的技术问题。
2、一种偏航集电环系统的碳刷，所述碳刷为碳基材料，所述碳基材料表面均匀的溅射沉积有铜离子或铜纳米线。
3、一种偏航集电环系统的碳刷制造方
4、s1：对待溅射的碳刷进行清洗和烘干预处理；
5、s2：将若干预处理后的待溅射碳刷放置到真空溅射设备的真空溅射室内，在真空和通入惰性气体的真空溅射室内对若干待溅射碳刷进行溅射镀膜；
6、s3：溅射镀膜完成后，取出碳刷，并降温至常温。
7、可选的，步骤s1中对待溅射的碳刷进行清洗和烘干预处理的具体步骤为：
8、s1.1对待溅射的碳刷进行三次超声清洗；
9、s1.2将第三次清洗后的待溅射碳刷进行真空干燥；
10、s1.3将真空干燥后的待溅射碳刷进行高温烘干。
11、可选的，步骤s1.3中烘干过程保持100°恒温，烘干时长为60分钟。
12、可选的，步骤s2中将若干预处理后的待溅射碳刷放置到真空溅射设备的真空溅射室内，在真空和通入惰性气体的真空溅射室内对若干待溅射碳刷进行溅射镀膜的具体步骤为：
13、s2.1打开真空溅射设备的真空溅射室，分别在多个放电爪位置上安装铜溅射靶材，并检查靶材上的放电爪状态；
14、s2.2将多个待溅射的碳刷放置到真空溅射设备真空溅射室内的旋转支架上；
15、s2.3启动真空溅射室底部的拖动自转电机，拖动自转电机带动旋转支架缓慢匀速的旋转；
16、s2.4关闭真空溅射室的启闭门，启动抽真空系统对真空溅射室抽真空，使其达到磁控溅射条件；
17、s2.5通过充气系统向真空溅射室内充入惰性气体，启动冷却系统，并开始溅射镀膜。
18、可选的，步骤s3中溅射镀膜完成后，取出碳刷，并降温至常温的具体步骤为：
19、s3.1溅射预定时间后，溅射镀膜完成，关闭拖动自转电机、充气系统和抽真空系统，打开真空溅射室的放气阀；
20、s3.2放气完成后，打开真空溅射室的启闭门，将溅射完成的碳刷取出，并降温至常温。
21、可选的，所述旋转支架包括旋转轴，所述旋转轴沿竖直方向上等间距设置有若干悬挂组件，所述悬挂组件均包括沿所述旋转轴轴线等角度阵列设置的若干悬挂杆，所述悬挂杆上均挂设有待溅射碳刷；
22、所述悬挂杆包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆的一端与旋转轴连接，所述第一连接杆的另一端与第二连接杆的一端连接，所述第一连接杆的轴线与第二连接杆的轴线夹角为钝角。
23、可选的，步骤s2.4中启动抽真空系统对真空溅射室抽真空后，真空溅射室内的真空度低于3.5x10-3pa。
24、可选的，步骤s2.5中通过充气系统向真空溅射室内充入惰性气体，惰性气体的纯度为大于等于99.99％。
25、可选的，步骤s3.1中溅射的预定时间为2小时。
26、由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：
27、1、本申请利用溅射技术在碳基材料表面均匀地沉积铜离子或铜纳米线，形成碳纳米复合材料，提到了碳刷的导电、导热和机械性能，其能够满足大功率输电的要求。
28、2、本申请在真空室中利用氩弧光放电所产生的能量将靶材直接溅射离化生成铜金属离子，并通过电场进行加速与反应惰性气体生成金属化合物，最后沉积在工件表面上的过程。沉积的铜膜镀层可以提供良好的电流传输路径和良好的导热性，提高了碳刷的导电和导热性能。
29、3、本申请通过对溅射参数的控制实现铜颗粒或纳米线的尺寸、形态和分布等参数的控制，调节了碳刷溅射铜的机械性能。时碳刷具有高硬度、高耐磨性(低摩擦系数)、很好的耐腐蚀性和化学稳定性的特点，同时碳刷表面细腻光滑并富有金属光泽同时颜色均匀一致，大幅度提高工件的外观性能。
30、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种偏航集电环系统的碳刷，其特征在于，所述碳刷为碳基材料，所述碳基材料表面均匀的溅射沉积有铜离子或铜纳米线。
2.一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤S1中对待溅射的碳刷进行清洗和烘干预处理的具体步骤为：
4.根据权利要求3所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤S1.3中烘干过程保持100°恒温，烘干时长为60分钟。
5.根据权利要求2所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤S2中将若干预处理后的待溅射碳刷放置到真空溅射设备的真空溅射室内，在真空和通入惰性气体的真空溅射室内对若干待溅射碳刷进行溅射镀膜的具体步骤为：
6.根据权利要求2所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤S3中溅射镀膜完成后，取出碳刷，并降温至常温的具体步骤为：
7.根据权利要求5所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，所述旋转支架包括旋转轴，所述旋转轴沿竖直方向上等间距设置有若
8.根据权利要求5所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤S2.4中启动抽真空系统对真空溅射室抽真空后，真空溅射室内的真空度低于3.5X10-3Pa。
9.根据权利要求5所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤S2.5中通过充气系统向真空溅射室内充入惰性气体，惰性气体的纯度为大于等于99.99％。
10.根据权利要求6所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤S3.1中溅射的预定时间为2小时。
...【技术特征摘要】
1.一种偏航集电环系统的碳刷，其特征在于，所述碳刷为碳基材料，所述碳基材料表面均匀的溅射沉积有铜离子或铜纳米线。
2.一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤s1中对待溅射的碳刷进行清洗和烘干预处理的具体步骤为：
4.根据权利要求3所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤s1.3中烘干过程保持100°恒温，烘干时长为60分钟。
5.根据权利要求2所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步骤s2中将若干预处理后的待溅射碳刷放置到真空溅射设备的真空溅射室内，在真空和通入惰性气体的真空溅射室内对若干待溅射碳刷进行溅射镀膜的具体步骤为：
6.根据权利要求2所述的一种偏航集电环系统的碳刷制造方法，其特征在于，步...
【专利技术属性】
技术研发人员：王智超，于晖，曾庆刚，吴化敏，张念海，岳龙，柳林生，
申请(专利权)人：大连宜顺机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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