[發明專利]一種散熱型集電環及其應用

有效

• 申請號: 201410402274.3
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104158350B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 張宏偉;張錳軸
• 申請（專利權）人: 張宏偉
• 主分類號: H02K9/28
• 分類號: H02K9/28
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李曉兵;王海鳳

技術領域

本發明涉及一種水輪發電機集電環本體結構，具體指一種散熱型集電環及其應用。

背景技術

集電環是發電機轉子電流的承載體，碳刷是與運動件作滑動接觸而形成電連接的一種導電部件。碳刷是用于集電環上導入導出電流的滑動接觸體。它們是電機的重要組成部件，直接關系到電站能否長期安全、穩定運行。由于集電環和碳刷是通過相互滑動接觸導通勵磁電流，每個集電環上分布數十只碳刷，由于接觸電阻不同、電流分配差異而導致發熱不均勻。集電環與碳刷過熱故障中大部分是由于機械摩擦等原因造成。在集電環上運行時，在其接觸面上會形成一層均勻、適度、穩定的氧化膜，這是電機運行良好的主要標志之一。因為這層氧化膜的存在，改變了碳刷與集電環的接觸特性、減少了摩擦、低磨損、延長使用壽命。氧化膜的形成需要一些條件，當條件不滿足時，氧化膜無法形成或形成不良，碳刷的氧化膜一般在?70℃左右較易形成。傳統的水輪發電機集電環結構沒有強化散熱方式，易引起集電環表面溫度高，不利于氧化膜的形成，無法起到潤滑作用，碳刷磨損將加劇，導致溫度繼續升高，較高的溫度又增大了接觸電阻，形成惡性循環。集電環與碳刷在較高溫度下使用壽命明顯下降，因此急需解決集電環的散熱問題。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供一種采用特殊結構設計的散熱型集電環。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種散熱型集電環，包括集電環本體，所述集電環本體包括上集電環和下集電環，在所述上集電環和下集電環之間設有集電環支撐板，所述集電環支撐板分別與上集電環的下表面及下集電環的上表面間隙配合，在所述上集電環的上表面設置有若干第一導風葉，下集電環的下表面設置有若干第二導風葉；所述第一導風葉的安裝軸線與上集電環該位置的直徑方向的夾角呈0°~45°；所述第二導風葉的安裝軸線與下集電環該位置的直徑方向的夾角呈0°~45°。

作為優化，所述上集電環上表面的第一導風葉和下集電環下表面的第二導風葉成對設置，多對第一導風葉和第二導風葉沿上集電環和下集電環周向均勻布設。

作為優化，所述集電環支撐板的上表面及下表面設有若干第三導風葉，所述第三導風葉的安裝軸線與集電環支撐板該位置的直徑方向的夾角呈0°~45°。

作為優化，所述若干第三導風葉沿集電環支撐板周向均勻布設。

一種散熱型集電環的應用，該散熱型集電環采用上述方案中的散熱型集電環，所述散熱型集電環應用于立式發電機組或臥式發電機組或電動機。

相對于現有技術，本發明具有如下優點：

1、由于集電環本體上的安裝螺栓周圍容易積碳，增加導風葉后，改變了氣體的流動，能夠將安裝螺栓周圍的積碳吹走，防止積碳。

2、發電機組工作時，集電環本體本身在轉動（圖1中順時針方向轉動，形成的風向如圖2中箭頭所示）第一和第二導風葉使集電環本體周圍的空氣有規律的運動起來，形成有力的勁風。在這個過程中，可以有效的帶走集電環本體表面熱量，起到降溫的目的。還可以帶動碳刷與集電環本體摩擦產生的碳粉塵，防止碳粉附著堆積在集電環表面，影響絕緣，還能使碳粉更容易被其他除塵設備清除，加強除塵效果。

附圖說明

圖1為散熱集電環的結構示意圖。

圖2為圖1B-B處的剖面圖，圖中箭頭方向指氣流方向。

?????圖中，上集電環11，下集電環12，集電環支撐板13，第一導風葉21，第二導風葉22，第三導風葉23，碳刷3。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1和圖2，一種散熱型集電環包括集電環本體，集電環本體包括上集電環11和下集電環12，在上集電環11和下集電環12之間設有集電環支撐板13，集電環支撐板13分別與上集電環11的下表面及下集電環12的上表面間隙配合（即集電環支撐板的上表面與上集電環的下表面有間隙，集電環支撐板的下表面與下集電環的上表面有間隙），上集電環11，集電環支撐板13和下集電環12通過依次穿過該三者的螺桿連接，在螺桿上集電環11和下集電環12的連接處設有絕緣墊，上集電環的上表面設置有若干第一導風葉21，下集電環的下表面設置有若干第二導風葉22，第一導風葉21的安裝軸線與上集電環11該位置的直徑方向的夾角呈0°~45°；第二導風葉22的安裝軸線與下集電環12該位置的直徑方向的夾角呈0°~45°。