風(fēng)電是一種清潔、可再生的能源，利用?風(fēng)力發(fā)電非常環(huán)保，且風(fēng)能蘊(yùn)量巨大，因此受到世界各國的重視。

（資料圖：明陽集團(tuán)）

在風(fēng)機(jī)中，不論是直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組還是雙饋異步風(fēng)電機(jī)組，都會有一個(gè)關(guān)鍵部件：滑環(huán)。滑環(huán)是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)動(dòng)部分與控制的連接介質(zhì)，如果槳葉是臂膀，主控是大腦，那滑環(huán)就是整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。因此，滑環(huán)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中一個(gè)不可或缺的部分。

滑環(huán)的定義

滑環(huán)，也稱旋轉(zhuǎn)電氣接口、電氣旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，是負(fù)責(zé)為旋轉(zhuǎn)體連通、輸送能源與信號的電氣部件。也可通俗的統(tǒng)稱為“旋轉(zhuǎn)連通”或“旋通”。

滑環(huán)通常安裝在設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心，主要由旋轉(zhuǎn)與靜止兩大部分組成。旋轉(zhuǎn)部分連接設(shè)備的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)并隨之旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為“轉(zhuǎn)子”，靜止部分連接設(shè)備的固定結(jié)構(gòu)的能源，稱為“定子”。

（資料圖：宜順機(jī)電-精密滑環(huán)）

風(fēng)電滑環(huán)一般由金屬材料制成，它被安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，并固定在支架上，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重要組成部分之一，負(fù)責(zé)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的功率、控制信號及數(shù)據(jù)的傳輸。

風(fēng)電滑環(huán)的組成

風(fēng)電滑環(huán)主要是由彈性材料（電刷）、滑動(dòng)觸點(diǎn)表面材料（導(dǎo)電環(huán)、精密小鋼軸承）、絕緣塑膠材料、樹脂粘合材料組成。

導(dǎo)電環(huán)（轉(zhuǎn)子）：安裝在旋轉(zhuǎn)部件上，由一個(gè)或多個(gè)金屬環(huán)構(gòu)成，每個(gè)環(huán)代表一個(gè)獨(dú)立的傳輸通道。這些環(huán)負(fù)責(zé)在旋轉(zhuǎn)中傳遞電流、信號或流體。

電刷（定子）：固定在不旋轉(zhuǎn)的部件上，通常由耐磨材料制成，如含貴金屬的合金，用于與旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電環(huán)保持接觸。電刷通過輕微的壓力與導(dǎo)電環(huán)接觸，確保在旋轉(zhuǎn)中維持穩(wěn)定的導(dǎo)電性能。

風(fēng)電滑環(huán)的位置是安裝在傳動(dòng)軸上，如機(jī)組輸出軸，增速箱的輸入軸與輸出軸。主要結(jié)構(gòu)是由外殼、內(nèi)芯、碳刷、導(dǎo)輪等組成。

外殼是風(fēng)機(jī)滑環(huán)的外部保護(hù)罩，通常由金屬材料制成。其主要作用是保護(hù)內(nèi)部零件免受外界環(huán)境的影響，并提供一個(gè)安裝位置。

內(nèi)芯是風(fēng)機(jī)滑環(huán)的核心零件，通常由金屬材料制成。其主要作用是支撐碳刷和導(dǎo)輪，并提供電氣接觸點(diǎn)。

碳刷是風(fēng)機(jī)滑環(huán)中最重要的零件之一，分為石墨材料、復(fù)合金屬刷、纖維刷等。其主要作用是在旋轉(zhuǎn)時(shí)與導(dǎo)輪接觸，實(shí)現(xiàn)電氣傳輸。碳刷需要具有良好的導(dǎo)電性能和耐磨性，能夠在長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)中保持穩(wěn)定的電氣接觸。

（資料圖：宜順機(jī)電-碳刷）

導(dǎo)輪是風(fēng)機(jī)滑環(huán)中另一個(gè)重要的零件，通常由金屬材料制成。其主要作用是在旋轉(zhuǎn)時(shí)與碳刷接觸。導(dǎo)輪通常采用球形或圓柱形設(shè)計(jì)，具有較大的接觸面積和較小的摩擦阻力。

風(fēng)電滑環(huán)工作原理

滑環(huán)通過貴金屬的導(dǎo)電環(huán)道與刷針接觸傳遞電流和信號。

（資料圖：默孚龍）

1、當(dāng)設(shè)備旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)電環(huán)隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而電刷保持靜止。

2、電刷通過與旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電環(huán)表面接觸，形成動(dòng)態(tài)的電接觸點(diǎn)，從而在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中傳輸電流或信號。

3、設(shè)計(jì)上會采用精密的材料和工藝，確保接觸點(diǎn)的低電阻和長壽命，減少磨損和電弧的產(chǎn)生，提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

4、在使用過程中，為了保證傳輸效果，需要對滑環(huán)進(jìn)行定期保養(yǎng)和維護(hù)。

風(fēng)電滑環(huán)作用

電能傳輸：滑環(huán)作為導(dǎo)電連接，能夠傳輸電能，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)內(nèi)部電能的傳輸。

信號傳輸：滑環(huán)還可以傳輸信號，如控制信號、測量信號等，使得風(fēng)電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。

保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，需要承受大量的機(jī)械應(yīng)力，此時(shí)滑環(huán)的作用就顯得尤為重要。滑環(huán)可以保護(hù)風(fēng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，防止機(jī)械結(jié)構(gòu)被損壞，延長風(fēng)電機(jī)的使用壽命。

滑環(huán)分類

按材質(zhì)分類

目前使用的滑環(huán)主要有單絲（金合金材料）、彈性材料和金合金的結(jié)合、碳纖維（銀刷絲束）、電觸頭形式、多刷頭式電刷、墨合金碳刷。

單絲金合金材料優(yōu)點(diǎn)是一次性折彎成型、穩(wěn)定性比較好、耐磨性好，缺點(diǎn)彈性有些不足。

彈性材料和金合金結(jié)合有很好的彈性。彈性材料模具造型設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，特殊角度設(shè)計(jì)保證每根刷絲力均衡，觸點(diǎn)耐磨性好。

碳纖維滑環(huán)的設(shè)計(jì)采用刷硬和環(huán)軟這個(gè)特性，這樣的設(shè)計(jì)可以更好的作為摩擦負(fù)匹配，環(huán)以銀為主要材料，銀有很好的潤滑性,這樣的設(shè)計(jì)對環(huán)壽命要求較高，所以環(huán)要大。缺點(diǎn)是環(huán)的直徑大了，磨損下來磨削會較多。

電觸頭形式彈性材料和金合金觸頭結(jié)合有很好的彈性，觸頭耐磨性好，單刷通過的電流大，觸頭式刷絲適合與平滑式環(huán)道匹配。滑環(huán)用到年限時(shí)更換刷絲相對方便，滑環(huán)設(shè)計(jì)時(shí)刷絲一般作為滑環(huán)的定子。

多刷頭式電刷是彈性材料和金合金多刷頭結(jié)合有很好的彈性。多刷頭能夠保證與平滑式環(huán)道更多接觸。

墨合金碳刷是由彈性材料和石墨合金結(jié)合有很好的彈性，石墨合金結(jié)合耐磨性好，單刷通過的電流大，觸頭式刷絲適合與平滑式環(huán)道匹配，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中容易產(chǎn)生磨損物，需要定期清理和保養(yǎng)，成本低。

按用途分類

主滑環(huán)：用于從塔基向旋轉(zhuǎn)的機(jī)艙和葉片控制系統(tǒng)傳輸電力。

變槳滑環(huán)：用于葉片調(diào)節(jié)（變槳系統(tǒng)），確保葉片能夠根據(jù)風(fēng)速變化調(diào)整角度，以優(yōu)化風(fēng)能捕獲效率。

（資料圖：摩騰-變槳滑環(huán)）

編碼器滑環(huán)：與風(fēng)電滑環(huán)一起使用，用于監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置信息。

通信滑環(huán)：傳輸控制信號和數(shù)據(jù)，如溫度監(jiān)控、振動(dòng)分析和其他狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

風(fēng)機(jī)滑環(huán)組裝

1、收到滑環(huán)后打開所有的包裝，準(zhǔn)備好所需材料和工具，檢查所有的配件是否齊全且完好無損。

2、將底部固定板放置在適當(dāng)位置上，并用螺絲將其牢固安全；確認(rèn)轉(zhuǎn)子軸與底部固定板對正，在兩者間加入合適數(shù)量密封墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)。（仔細(xì)選擇合適數(shù)量及規(guī)格大小密封墊片以確保穩(wěn)定性和可靠性，并使用扭矩扳手按照制造商建議數(shù)值緊固螺絲。）

3、將滑環(huán)組件放置在轉(zhuǎn)子軸上，并確保與底部固定板對齊，使用適當(dāng)?shù)墓ぞ邔⒒h(huán)組件牢固地連接到轉(zhuǎn)子軸上。（安裝過程中避免使用不合適或損壞的工具以防止零件受損；確認(rèn)所有螺紋和接口都正確配套并緊密連接。）

4、安裝頂部蓋板并用螺絲進(jìn)行固定。（仔細(xì)檢查頂部蓋板是否完整、無缺陷及符合要求。）

5、組裝完成后，檢查每個(gè)聯(lián)接點(diǎn)是否穩(wěn)定可靠，沒有松動(dòng)現(xiàn)象；進(jìn)行旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)以確認(rèn)運(yùn)作正常，并觀察有無異常噪音或振動(dòng)等情況出現(xiàn)。

風(fēng)電滑環(huán)清洗

1、確定清洗材料和工具：根據(jù)實(shí)際情況確定所需的清洗溶劑、刷子、軟布等清洗材料，并準(zhǔn)備所需的工具，如梯子、安全帶等。

2、清理工作區(qū)域：對待清洗的風(fēng)電滑環(huán)進(jìn)行周圍環(huán)境的清理，確保工作區(qū)域干凈整潔，避免雜物掉落到滑環(huán)上。

3、涂抹清洗溶劑：施工人員需要在滑環(huán)表面均勻涂抹清洗溶劑，并等待一定時(shí)間，讓溶劑徹底滲透污垢。

4、刷洗滑環(huán)表面：使用刷子對滑環(huán)表面進(jìn)行刷洗，力度要適中，以免損壞滑環(huán)表面。刷洗過程中，要特別注意滑環(huán)表面的凹槽和凸起部分。

5、擦拭清洗：用軟布對滑環(huán)表面進(jìn)行擦拭，將溶劑和污垢徹底清除，保持滑環(huán)表面干凈。

6、檢測滑環(huán)表面：對清洗后的滑環(huán)表面進(jìn)行全面檢測，確保沒有殘留的污垢和異物，同時(shí)檢查滑環(huán)表面是否有損壞或磨損。

7、潤滑滑環(huán)表面：根據(jù)實(shí)際情況，在滑環(huán)表面涂抹適量的潤滑油或脂，保證滑環(huán)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和減少磨損。

8、清理工作區(qū)域：清洗完成后，需要及時(shí)清理工作區(qū)域，清除任何殘留的清洗溶劑和污垢，確保工作區(qū)域整潔。

9、檢查工作質(zhì)量：施工人員需要對清洗后的滑環(huán)進(jìn)行全面檢查，確保清洗徹底，滑環(huán)表面光潔。

滑環(huán)的故障與維護(hù)

滑環(huán)故障

1、防護(hù)等級不夠，機(jī)組內(nèi)產(chǎn)生的油霧進(jìn)入滑環(huán)內(nèi)部，使滑環(huán)絕緣性能降低，甚至滑環(huán)會短路，燒損現(xiàn)象。

2、電刷摩擦產(chǎn)生的粉塵污染，使滑環(huán)絕緣性能降低，這個(gè)無法避免，需要定期維護(hù)，當(dāng)這個(gè)污染程度較嚴(yán)重時(shí)滑環(huán)會短路，燒損現(xiàn)象。

3、彈簧/彈片彈力的疲勞，這意味著電刷刷壓無法保證而引起的接觸不良，可能造成打火花現(xiàn)象對銅環(huán)表面燒損，嚴(yán)重時(shí)會燒斷刷絲。

4、接觸材料不良，尤其是碳刷，如果碳刷質(zhì)量差，粉塵顆粒粗硬，會造成粉塵多，使滑環(huán)絕緣性能降低，壽命短。

5、抗干擾性弱，電火花現(xiàn)象(尤其是大電流打火花現(xiàn)象)，線路交叉等均會對信號產(chǎn)生影響。

6、抗震性差，會造成波動(dòng)不良，影響信號丟失，溫升過高，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生火花，對銅環(huán)表面燒損，甚至?xí)龜嗨⒔z。

7、其他，主要指人為因素，比如說刷線碰彎，線拉斷，接線位置不正確，清理不干凈。

滑環(huán)維護(hù)

檢查電刷及滑道的潤滑

滑環(huán)體必須使用專用潤滑油潤滑。如果沒有油膜，必須用不掉纖維的布擦干凈，然后噴潤滑油。整個(gè)滑道應(yīng)該被油濕潤，使得在電刷上形成油滴。

滑動(dòng)道上或電刷上不得有纖維或粗顆粒。雜物會把電刷抬起，引起傳輸中斷，甚至導(dǎo)致電刷打火而使滑環(huán)損壞。

電刷和電刷板更換

損壞的電刷板，損壞或者變藍(lán)的電刷都必須更換。

把電刷從電刷裝置中取出，用新的取代。電刷板的更換首先要松開端子盒中的電纜，然后把板擰下來。新板要裝上電刷，然后調(diào)整，使電刷對中于軌道上的槽。螺釘涂抹螺紋緊固膠，并用至少7Nm的力擰緊。

更換電刷或者電刷板以后滑環(huán)要重新清潔并上油。維護(hù)完成后重新裝好滑環(huán)外殼。不能有異物進(jìn)入殼體里，不要有電纜被殼體壓住。檢查殼體上的密封件，如有必要，進(jìn)行更換。滑環(huán)工作前，應(yīng)再次檢查所有連接是否正確牢固。

代表企業(yè)

宜順機(jī)電

大連宜順機(jī)電有限公司成立于2005年，是專業(yè)從事風(fēng)力發(fā)電配套產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售和服務(wù)于一體的高新技術(shù)企業(yè)。

（資料圖：宜順機(jī)電）

公司產(chǎn)品主要有滑環(huán)刷架、偏航集電環(huán)、變槳滑環(huán)、接地裝置、電刷等，系列產(chǎn)品功率覆蓋0.75MW-16MW、廣泛應(yīng)用于內(nèi)陸、高原、沿海、海上等各類型的2000多個(gè)風(fēng)場，為行業(yè)內(nèi)90%以上客戶提供服務(wù)。

摩騰

摩騰科技（上海）有限公司成立于2004年，公司發(fā)展初期，主要提供碳制品和滑環(huán)產(chǎn)品的代工服務(wù)，中期走向自主研發(fā)設(shè)計(jì)、制造、銷售及服務(wù)于一體的發(fā)展道路，專業(yè)開發(fā)碳制品、電刷、刷架、滑環(huán)系統(tǒng)等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、火電、水電、鐵路、航空、船舶、醫(yī)療、紡機(jī)、線纜、鋼廠、消防、冶金、礦山、工程機(jī)械、橡膠等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。摩騰自2006年進(jìn)入風(fēng)電行業(yè)，服務(wù)風(fēng)電行業(yè)20年，為行業(yè)90%以上客戶提供服務(wù)，摩騰風(fēng)電滑環(huán)系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于內(nèi)陸、高原、沿海及海上各類型數(shù)千個(gè)風(fēng)場。

默孚龍

深圳市默孚龍科技有限公司是國內(nèi)最早從事滑環(huán)(360°旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通氣裝置)技術(shù)研究，生產(chǎn)，銷售的公司之一，于2013年成立深圳工廠，并涉足國內(nèi)高端滑環(huán)行業(yè)，其產(chǎn)品在民用和工業(yè)得到廣泛應(yīng)用，并于2013年進(jìn)入航空航天和軍用領(lǐng)域，尤其對行業(yè)定制滑環(huán)經(jīng)驗(yàn)豐富，60%以上的銷售是定制產(chǎn)品，擁有超過10000種滑環(huán)圖紙數(shù)據(jù)庫。

（資料圖：默孚龍-風(fēng)電滑環(huán)）

公司長期以來為各軍工，航空，航海，風(fēng)力發(fā)電，自動(dòng)化設(shè)備，各研究所及院校提供各種高精密導(dǎo)電滑環(huán)和技術(shù)支持，成熟完善的解決方案和可靠的品質(zhì)，得到行內(nèi)高度認(rèn)可，成為其各種高要求，高精密導(dǎo)電滑環(huán)首選合作商。

來源：百度文庫，能課堂、華盛電氣技術(shù)、北京華信立達(dá)電力等