滑環布置的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及根據權利要求1的前序部分所述的滑環布置。
【背景技術】
[0002]DE 4406042公開了一種用于可旋轉聚光燈的電連接。該布置包括第一對共心導電柱體，該第一對共心導電主體位于第二對共心導電柱體之上。第一對柱體和第二對柱體具有共同的旋轉軸，并且第一對柱體中的柱體的直徑與第二對柱體中的相應的柱體的直徑相對應。第一對柱體中的每個柱體包括向下延伸并且與第二對柱體中的相應的柱體的內表面接觸的接觸彈簧。第一對柱體固定而第二對柱體旋轉。在旋轉軸處設置有棒(bar)并且該棒穿過該布置。進線(incmoing)電源相連接至該棒的上端并且出線(outgoing)電源相連接至該棒的下端。中性點和地線經由兩對柱體連接。第一對柱體中的柱體支承在第一絕緣殼體上，以及第二對柱體中的柱體支承在第二殼體上并且還延伸到第一殼體中。第一殼體和第二殼體通過另外的絕緣殼體連接。
[0003]EP專利公報O 908 983公開了一種用于艦船的推進和轉向模塊的電力傳輸系統。隔艙(pod)通過桿(stem)連接至船，所述桿相對于船可旋轉。第一滑動接觸裝置耦接至船架并且連接至一對或更多對導體中的第一導體。第二滑動接觸裝置耦接至船的桿并且連接至所述導體對中的第二導體。具有旋轉導電環形式的第三滑動接觸裝置相對于所述第一滑動接觸裝置和所述第二滑動接觸裝置連續地相對運動。因此，經由第三滑動接觸裝置(即，旋轉環)在第一滑動接觸裝置與第二接觸滑動之間傳輸電流。第二滑動接觸裝置當隔艙轉動時與桿一起旋轉。連續旋轉第三滑動接觸裝置的構思是消除由局部溫度增加所引起的微箱(micro-crates)。當船在不改變方向的情況下以巡航速度航行長的時間段時可能發生局部溫度增加。因此，電流流過第一滑動接觸裝置與第二滑動接觸裝置之間的相同點，這可能使這些點的溫度增加。滑環布置安裝在垂直地導向的柱體桿上，即相以互相垂直間隔的方式設置在桿的垂直地導向的柱體外表面。因此，該布置在垂直方向上變得相當高。
[0004]GB專利公報2 167 612公開了具有設置有滑環裝配的安裝在機艙(nacelle)的發電機的水平軸風力渦輪機系統。滑環裝配包括水平圓盤，該水平圓盤具有被定位在與圓盤軸同軸的相對側的兩組環形滑環。在圓盤的一側的每個滑環連接至在圓盤的相對側上的對應的滑環。滑環沒入圓盤的槽中，這限制了來自圓環的熱耗散。圓盤與機艙的旋轉軸軸垂直地并且一致地安裝。上面組的滑環與電連接至發電機輸出端子的電刷關聯，而下面組的滑環與電連接至出線導體的電刷關聯。圓盤被安裝成通過安裝在塔內的電動機以選擇的速度旋轉以在電刷與滑環之間給出最優的滑動速率。在替選的實施例中滑環裝配包括具有垂直軸的旋轉柱體而不是旋轉圓盤。相互連接的兩組滑環設置在柱體的外表面并且被定位成彼此垂直間隔。在柱體上部的每個滑環連接至在柱體下部的對應的滑環。
[0005]美國專利公報5，923，113公開了一種用于在固定部與相對于固定部可旋轉的管狀部之間傳輸電流、液態介質和氣態介質的滑環布置。該布置包括用于傳輸電流的、由旋轉部支承并且與旋轉部一起旋轉的滑環和由固定部支承的可滑動電刷。該布置還包括用于傳輸氣態介質和液態介質的轉環(swivel)接合布置。轉環接合布置同軸地設置在滑環內的空間中以降低該布置的總高度。滑環互相在彼此上方地安裝在旋轉部的垂直方向上。該布置可以在由隔艙驅動的船中使用，以用于將電流傳輸至隔艙中的電動機并且用于傳輸隔艙中需要的氣態介質和液態介質。
[0006]現有技術中在船中使用的用于將電流傳輸至隔艙中的電動機的滑環布置的一個問題是布置的高度。用于傳輸電流的滑環在旋轉部的高度方向上彼此堆疊。隔艙中的電動機通常是三相感應電機，這意味著用于三個電源相的至少三個滑環和用于中性相的至少一個滑環彼此堆疊，滑環之間具有氣隙。隔艙中的電動機的功率通常是兆瓦的等級，這意味著要傳輸的電流是千安培的等級。因此，滑環相當重，即滑環相當厚并且具有相當大的接觸面積。流過滑環的電流將會產生相當大的熱量，這意味著要布置某種冷卻機制。熱必須能夠從滑環耗散，然后，必須通風將熱從滑環移開。已經布置有用葉片將空氣吹過該布置的冷卻機制。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是實現改進的滑環布置。
[0008]根據本發明的滑環布置特征在于在權利要求1的特征部分所陳述的特征。
[0009]用于在固定部與旋轉部之間傳輸電力的滑環布置包括:
[0010]環形滑環，該環形滑環繞中心軸以彼此徑向間隔的方式同軸地設置，所述滑環由導電材料制成，所述滑環具有厚度和寬度以及在滑環的寬度方向上延伸的至少一個接觸表面；
[0011]可選的第一電源導體，連接至滑環的所述至少一個接觸表面；
[0012]滑動接觸裝置，該滑動接觸裝置具有與滑環的所述至少一個接觸表面相適應并且與滑環的所述至少一個接觸表面滑動接觸的接觸表面；
[0013]第二電源導體，連接至滑動接觸裝置；
[0014]第一絕緣體裝置，在滑環之間和/或在第一電源導體之間延伸；以及另外的第一絕緣體裝置，在旋轉部或固定部處支承滑環；
[0015]第二絕緣體裝置，在第二電源導體之間延伸；以及另外的第二絕緣體裝置，在固定部或旋轉部處支承滑動接觸裝置，
[0016]其中，所述滑動接觸裝置是固定的并且所述滑環與旋轉部一起旋轉，或者反之亦然。
[0017]具有繞中心軸以彼此徑向間隔的方式同軸地設置的滑環的布置顯著地降低了該布置的高度。現有技術中用于具有繞柱體彼此堆疊的滑環的7，5MW電動機的滑環布置具有大約1.5米的高度。用根據本發明的滑環布置可將高度降低50%以上。降低的高度將會使滑環布置上方的空間不受限制以用于其他目的。
[0018]根據本發明的滑環布置可以用在具有一個或數個隔艙的船中，所述隔艙具有電驅動的電機。較低的滑環布置將使得可以更有效地使用剛好在滑環布置之上的甲板。甚至可以在最低車輛甲板上的滑環布置之上具有通過坡道。
[0019]根據本發明的滑環布置還可以在風力渦輪機中使用。較低的滑環布置將使滑環布置上方的空間不受限制以用于其他設備。
[0020]根據本發明的滑環布置尤其適于當要傳輸的電功率是至少1麗并且電流是至少IkA時使用。
[0021]根據本發明的滑環布置尤其適于在具有中性點N的三相L1、L2、L3電力系統中使用。因此，該滑環布置包括:針對每個相L1、L2、L3的至少一個滑環以及針對中性點N的至少一個滑環。每個相L1、L2、L3例如在要傳輸的電流非常大的情況下可以被分成兩個滑環。這將意味著六個滑環用于相L1、L2、L3以及一個滑環用于中性點N。
【附圖說明】
[0022]下面將參照附圖借助于優選實施例更詳細地描述本發明，在附圖中:
[0023]圖1示出了在可以采用根據本發明的滑環布置的船中的隔艙布置的垂直剖面圖。
[0024]圖2示出了根據本發明的滑環布置的水平剖面圖。
[0025]圖3示出了根據圖1的滑環布置的垂直剖面圖。
[0026]圖4示出了在圖3中所示的滑環布置的第二實施例的垂直剖面圖。
[0027]圖5示出了根據本發明的滑環布置的第三實施例的垂直剖面圖。
[0028]圖6示出了用于在固定部與旋轉部之間傳輸液態介質或氣態介質的布置的垂直剖面圖。
[0029]圖7示出了用于在固定部與旋轉部之間傳輸電信號的滑環布置的垂直剖面圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出了在可以應用根據本發明的滑環布置的船中的隔艙布置的垂直剖面圖。隔艙布置包括具有上部21和下部22的中空(hollow)隔艙20。隔艙20從上部21附接在船的殼體(hull)lO處。隔艙20的下部22形成縱向的隔間，縱向的隔間包括第一電動機30和第一軸31。第一軸31的第一端3IA連接至電動機30并且第一軸31的第二端3IB從隔艙20的下部22的尾端22B突出。推進器32連接至第一軸31的第二外端31B。第一軸31的軸心線X形成軸線(shaft line)。隔艙20經由上部21可旋轉地附接至船10使得隔艙20可以繞垂直中心軸Y轉動360度。隔艙20的上部21連接至位于船的殼體10內的齒輪40。第二軸51的第一端連接至第二電動機50，以及小齒輪52連接至第二軸51的第二相對端。小齒輪52的齒(cog)連接至齒輪40的齒。因此，齒輪40可以繞垂直中心軸Y與第二電動機50 —起轉動360度。可以自然地存在連接至齒輪40的一些類似的第二電動機50。在船內還可以存在發動機60以及通過第三軸61連接至發動機60的發電機62。發動機60可以是在船中使用的常規的柴油發動機。發電機62產生在船10和隔艙20中需要的電能。在船10中可以存在一些柴油發動機60和一些發電機62。還存在與齒輪40連接的滑環布置100。電力通過第一電纜65從發電機62傳輸至滑環布置100。電力還通過第二電纜35從滑環布置100傳輸至第一電動機30。需要滑環布置100以在船的固定殼體10與旋轉隔艙20之間傳輸電力。
[0031]圖2示出了根據本發明的滑環布置的水平剖面圖以及圖3示出了根據本發明的滑環布置的垂直剖面圖。滑環布置100包括繞垂直中心軸Y以彼此徑向間隔的方式同軸地設置的環形滑環101、102、103。環形滑環101、102、103的中心點位于與垂直中心軸Y垂直的徑向平面Xl上。滑動接觸裝置131、132、133的中心點與滑環101、102、103的中心點一致。在本實施例中存在三個滑環101、102、103，即針對每個相L1、L2、L3的一個滑環101、102、103，但是可以存在任何數量的滑環。滑環101、103、103由導電材料制成并且具有厚度Tl和寬度Wl以及沿滑環101、102、103的寬度Wl延伸的兩個相對的接觸表面S1、S2。滑環101、102、103是圓形的，即滑環101、102、103沿著具有在垂直中心軸Y上的中心的圓圈的圓周延伸。第一滑環101的半徑是R1，第二滑環102的半徑是R2，以及第三滑環103的半徑是R3o
[0032]第一電源導體111、112、113從滑環101、102、103垂直向下延伸。第一電源導體
111、112、113的第一上端111A、112A、113A在相應的滑環101,102,103的第一接觸表面SI處附接至相應的滑環101、102、103。第一電源導體111、112、113的較下的第二端111B、112BU13B通過在第一電源導體111、112、113之間的徑向方向上水平地延伸的第一絕緣體裝置141、142來彼此