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风电变桨滑环载流磨损性能研究

风电变桨滑环；接触电阻模型；界面温升；磨损机理

风电变桨滑环是一种通过滑动电接触来实现两个相对转动机构之间数据信号及动力传输的高精密输电装置。接触电阻是评判风电滑环载流性能的重要指标，在小时间尺度下受自激振动影响瞬态变化，在大时间尺度下因表面磨损而缓慢变化。采用分形方法建立了考虑摩擦自激振动的动态接触电阻分形模型，分析了分形参数、切向速度、刚度系数和阻尼系数对动态接触电阻的影响规律；考虑电弧热、接触电阻热和摩擦热的影响建立了风电滑环瞬态温度场仿真模型，研究了耦合温度场的分布以及滑动速度、电流密度和接触压力对耦合温度的影响；研究了不同电流下电刷材料的磨损形貌，分析了滑环的磨损性能。研究了温升、电流、电刷复合材料含量与载流磨损机理的关系，揭示了风电滑环的载流磨损机理。研究成果为风电滑环的减摩耐磨设计提供指导，对风力发电机的安全长效服役具有重大意义。