CN100555770C - 一种电机转子绕线用集电装置 - Google Patents

Abstract

一种电机转子绕组用集电装置，属电机技术领域，用于解决转子的集电环及电刷易磨损、抖动和寿命短的问题。其技术方案是：它由联轴器和集电器组成，联轴器包括主动法兰和从动法兰，集电器包括传动轴、集电环和电刷，集电器安装在机箱内；所述主动法兰安装在电机主轴的非负载端，从动法兰与集电器的传动轴连接，主动法兰和从动法兰之间通过螺杆联结在一起；所述集电环均布在传动轴上，传动轴的两端用轴承支承，其轴径小于电机主轴的轴径，所述转子绕组的引线分别与各集电环电连接，集电环和与之匹配的电刷触接在一起。本发明各集电环直径不受电机主轴尺寸的限制，其结构更趋合理，具有无抖动，线速低、电刷寿命长、不打火等特点。

Description

一种电机转子绕线用集电装置

技术领域

本发明涉及一种绕线型感应电动机或内馈调速电动机转子绕组与控制装置之间实现电气联结的集电装置，属于电机技术领域。

背景技术

集电装置是旋转的电动机转子绕组和外部静止的供电装置之间进行电气联接的必需设备，传统集电装置安装在电动机的转子轴上，主要存在以下两个缺点：

1、由于传统集电装置安装在电动机主轴的非负载端，仅靠电动机的单端轴承支撑形成悬臂结构。电动机在启动和运行时的不平衡转矩易使集电装置产生径向抖动，轻则导致电刷磨损不均缩短电刷使用寿命；重则造成集电环和电刷间因接触不良打火，烧蚀集电环表面，甚至损坏集电装置。

2、由于集电环安装在电动机主轴上，其外径受电动机主轴直径的限制，尺寸较大，线速度较高，电刷机械磨损严重，寿命降低。

传统集电装置的上述缺陷严重影响电动机运行的可靠性，增大了维护和检修量，使带转子绕组型电动机的应用受到限制，性能优势不能充分发挥。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服传统电动机集电装置的上述不足，提供一种低线速、无抖动、不打火、长寿命，能够减少维护和检修量，提高与之相配电机运行可靠性的电机转子绕组用集电装置。

解决上述问题的技术方案是：

一种电机转子绕组用集电装置，它由联轴器和集电器组成，联轴器包括主动法兰和从动法兰，集电器包括传动轴、集电环和电刷，集电器安装在机箱内；所述主动法兰安装在电机主轴的非负载端，从动法兰与集电器的传动轴连接，主动法兰和从动法兰之间通过螺杆联结在一起；所述集电环均布在传动轴上，传动轴的两端用轴承支承，其轴径小于电机主轴的轴径，所述转子绕组的引线分别与各集电环电连接，集电环和与之匹配的电刷触接在一起。

上述电机转子绕组用集电装置，所述主动法兰的端面上安装绝缘子，转子引线通过其空心轴联接在绝缘子上；所述传动轴靠近电机一端设有中空腔体，绝缘子上的引线通过中空腔体连接到各集电环上。

上述电机转子绕组用集电装置，所述机箱上装有冷却风机。

上述电机转子绕组用集电装置，所述集电环为双环并联结构。

上述电机转子绕组用集电装置，所述联结主动法兰和从动法兰的螺杆上加装橡胶缓冲套。

上述电机转子绕组用集电装置，所述集电环和传动轴之间设有绝缘层。

本发明将绕线转子异步机上的原有集电装置取消，新的集电器不是安装在电机之内，而是独立于主机之外，通过联轴器的连接，使集电器与电机同步旋转，电机转子引线和集电环引线沿传动轴连接到绝缘子上，实现电连接，因此，电机的运行不会受到任何影响。同时，集电器独立出去之后，其集电环的直径便不再受电机主轴尺寸的限制，从而可以按照最优运行效果设计集电器的结构参数，使结构更趋合理。本发明具有无抖动，线速度低、电刷寿命长、不打火等特点，可以明显减少集电装置的维护量，提高运行可靠性。除应用于绕线电机和内馈调速电机外，其结构原理也可应用到同步发电机的励磁等类似场合中去。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为采用双环集电器的结构示意图。

图中标号如下：主动法兰1，从动法兰2，传动轴3，轴承4，集电环5，绝缘层6，冷却风机7，电刷8，轴承9，机箱10，集电环引线11，绝缘子12，转子引线13，电机14、集电装置15。

具体实施方式

从图中可以看到，本集电装置15由联轴器和集电器组成。

联轴器包括主动法兰1、从动法兰2。电机14通过联轴器实现与集电器的联结，其中，主动法兰1安装在电机主轴的非负载端，从动法兰2与集电器的传动轴3连接，主动法兰1和从动法兰2通过螺杆连接，同时在刚性连接面上加装橡胶缓冲套以吸收同轴度的偏差量带来的轻度冲击。主动法兰1的端面上安装绝缘子12，用于连接电机转子引线13，电机转子引线13通过其空心轴联接在绝缘子12上。

集电器由传动轴3、集电环5、电刷8(包括集电板、电刷和刷握)、轴承4、轴承9和机箱10等构成。集电器的集电环5均布在传动轴3上，为了避免漏电或短路，集电环5和传动轴3之间隔有绝缘层6，其耐压等级、绝缘等级和机械强度根据具体工况确定。集电环引线11采用电缆引出，其截面积根据额定电流确定。传动轴3的对外连接部分中空腔体，以使集电环5的各相电缆穿过它引出、连接到绝缘子12上。传动轴3及其所载集电环5由两端轴承4、9支承。传统电机的集电环安装在电机主轴上，其外径受电机主轴直径的限制，尺寸较大，线速度较高，电刷机械磨损严重，殃及使用寿命。本发明安装集电环的传动轴的轴径小于电机主轴的轴径，减小了集电环5线速度，其外径设计以最大程度减小集电环线速度为原则。

图2显示，为了解决集电环直径减小而产生的电刷包角过大及其发热问题，对于额定电流较大的电机，本发明还可以采用双环并联的集电环和电刷，即每一相集电环由两个集电环并联构成，沿轴向排列，电刷8则分布在两个集电环5上。

本发明的集电器安装在机箱10内，同时采用外附冷却风机7对集电环和电刷进行强迫风冷，以利散热。

Claims (6)

1.一种电机转子绕组用集电装置，其特征在于：它由联轴器和集电器组成，联轴器包括主动法兰[1]和从动法兰[2]，集电器包括传动轴[3]、集电环[5]和电刷[8]，集电器安装在机箱内；所述主动法兰安装在电机主轴的非负载端，从动法兰[2]与集电器的传动轴[3]连接，主动法兰和从动法兰之间通过螺杆联结在一起；所述集电环[5]均布在传动轴[3]上，传动轴的两端用轴承支承，所述传动轴轴径小于电机主轴的轴径，所述转子绕组的引线分别与各集电环电连接，集电环和与之匹配的电刷触接在一起。

2.根据权利要求1所述的电机转子绕组用集电装置，其特征在于：所述主动法兰[1]的端面上安装绝缘子[12]，转子引线[13]通过空心轴并联接在绝缘子上；所述传动轴靠近电机一端设有中空腔体，绝缘子上的引线通过中空腔体连接到各集电环上。

3.根据权利要求2所述的电机转子绕组用集电装置，其特征在于：所述机箱[10]上装有冷却风机[7]。

4.根据权利要求1、2或3所述的电机转子绕组用集电装置，其特征在于：所述集电环[5]为双环并联结构。

5.根据权利要求4所述的电机转子绕组用集电装置，其特征在于：联结主动法兰和从动法兰的螺杆上加装橡胶缓冲套。

6.根据权利要求5所述的电机转子绕组用集电装置，其特征在于：所述集电环[5]和传动轴[3]之间设有绝缘层[6]。