[實用新型]水輪發(fā)電機(jī)散熱型集電環(huán)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220259332.8
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN202856541U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周高遠(yuǎn);胡偉強(qiáng);李群
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州力源發(fā)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02K9/28
• 分類號: H02K9/28
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所 33230
• 代理人: 陳輝

技術(shù)領(lǐng)域

[001]??本實用新型涉及一種水輪發(fā)電機(jī)集電環(huán)結(jié)構(gòu)，主要由集電環(huán)和電刷裝置組成，尤其是涉及一種特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計的水輪發(fā)電機(jī)散熱型集電環(huán)結(jié)構(gòu)。?

背景技術(shù)

[002]??眾所周知，集電環(huán)是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的承載體。電刷是與運動件作滑動接觸而形成電連接的一種導(dǎo)電部件。電刷是用于集電環(huán)上導(dǎo)入導(dǎo)出電流的滑動接觸體。它們是電機(jī)的重要組成部件，直接關(guān)系到電站能否長期安全、穩(wěn)定運行。由于集電環(huán)和電刷是通過相互滑動接觸導(dǎo)通勵磁電流，每個集電環(huán)上分布數(shù)十只電刷，由于接觸電阻不同、電流分配差異而導(dǎo)致發(fā)熱不均勻。集電環(huán)與電刷過熱故障中大部分是由于機(jī)械摩擦等原因造成。在集電環(huán)上運行時，在其接觸面上會形成一層均勻、適度、穩(wěn)定的氧化膜，這是電機(jī)運行良好的主要標(biāo)志之一。因為這層氧化膜的存在，改變了電刷與集電環(huán)的接觸特性、減少了摩擦、降低磨損、延長使用壽命。氧化膜的形成需要一些條件，當(dāng)條件不滿足時，氧化膜無法形成或形成不良，電刷的氧化膜一般在70℃左右較易形成。傳統(tǒng)的水輪發(fā)電機(jī)集電環(huán)結(jié)構(gòu)沒有強(qiáng)化散熱方式，易引起集電環(huán)表面溫度高，不利于氧化膜的形成，無法起到潤滑作用，電刷磨損將加劇，導(dǎo)致溫度繼續(xù)升高，較高的溫度又增大了接觸電阻，形成惡性循環(huán)。集電環(huán)與電刷在較高溫度下使用壽命明顯下降，因此急需解決集電環(huán)的散熱問題。?

發(fā)明內(nèi)容

[003]??本實用新型主要是針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題或缺陷，提供了一種采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計的的水輪發(fā)電機(jī)散熱集電環(huán)結(jié)構(gòu)。?

對于上述問題或缺陷主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：?

一種水輪發(fā)電機(jī)散熱集電環(huán)結(jié)構(gòu)，包括寬尺寸集電環(huán)、絕緣圈、絕緣緊固螺栓及螺母、徑向風(fēng)扇葉、錯位布置的電刷及刷握、刷架環(huán)；所述包括徑向風(fēng)扇葉安裝在寬尺寸集電環(huán)內(nèi)圓的下側(cè)，下寬尺寸集電環(huán)內(nèi)圓的上側(cè)；寬尺寸集電環(huán)外圓上設(shè)置有溝槽；寬尺寸集電環(huán)設(shè)有徑向風(fēng)扇葉與溝槽間的徑向通風(fēng)孔；集電環(huán)之間采用絕緣緊固螺栓及螺母固定連接，上、下集電環(huán)間絕緣緊固螺栓套有絕緣圈；多個電刷及刷握由緊固件分別固定在多塊搭接而形成錯位布置的刷架環(huán)上。

所述徑向風(fēng)扇葉焊在寬尺寸的集電環(huán)內(nèi)圓兼作加強(qiáng)筋使用。為改善并聯(lián)的各個電刷之間電流分配，避免集電環(huán)與電刷之間形成氣流層而引起不穩(wěn)定狀態(tài)，使接觸電壓降變得很不均勻，在集電環(huán)的外圓上加工出溝槽。集電環(huán)設(shè)有徑向風(fēng)扇葉與溝槽間的徑向通風(fēng)孔，加強(qiáng)集電環(huán)表面和環(huán)體通風(fēng)冷卻，能夠以最快的速度將摩擦產(chǎn)生的熱量帶走，以降低集電環(huán)和碳刷的溫度。風(fēng)扇葉利用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動作為動力源，無需附加的額外動力源。多個電刷及相應(yīng)刷握布置在由多塊搭接而形成錯位布置的刷架環(huán)上。寬尺寸的集電環(huán)保證了電刷錯位布置的可行性，相對于傳統(tǒng)電刷的同層布置，電刷錯位布置大大減少了集電環(huán)單位面積表面的的發(fā)熱量，同時減小了多個電刷間的相互影響，有利于冷卻空氣的循環(huán)。電刷的錯位布置亦可以避免集電環(huán)個別部位的磨損對所有電刷的影響。?

附圖說明

[004]??圖1是本實用新型的剖面圖；?

[005]??圖2是本實用新型的俯視圖；

[006]??圖3是本實用新型刷架錯位布置示意圖。

具體實施方式

[007]??如圖1所示水輪發(fā)電機(jī)散熱型集電環(huán)結(jié)構(gòu)由寬尺寸集電環(huán)1、絕緣圈2、絕緣緊固螺栓及螺母3、徑向風(fēng)扇葉4、電刷及刷握5、刷架環(huán)6組成。徑向風(fēng)扇葉4安裝在上寬尺寸集電環(huán)1內(nèi)圓的下側(cè)，下寬尺寸集電環(huán)1內(nèi)圓的上側(cè)，兼作加強(qiáng)筋作用。寬尺寸集電環(huán)1外圓上加工出溝槽。寬尺寸集電環(huán)1設(shè)有徑向風(fēng)扇葉4與溝槽間的徑向通風(fēng)孔，可以如圖2所示布置多處。集電環(huán)之間采用絕緣緊固螺栓及螺母3固定連接，上、下集電環(huán)間絕緣緊固螺栓套有絕緣圈。多個電刷及刷握5由緊固件固定在由多塊搭接而形成錯位布置的刷架環(huán)6上。如圖2、圖3所示#1-#6一一對應(yīng)錯位布置。本實用新型徑向風(fēng)扇葉4產(chǎn)生足夠的風(fēng)量，螺旋溝槽及其寬尺寸的集電環(huán)1加大散熱面積，電刷及刷握5錯位布置減少集電環(huán)單位面積發(fā)熱量，徑向通風(fēng)孔用于氣流循環(huán)的形成，散熱效果顯著。?