CN104158350A - 一种散热型集电环及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散热型集电环及其应用，它包括集电环本体，集电环本体自上而下依次包括上集电环，集电环支撑板和下集电环，在上集电环的上表面设置有若干第一导风叶，下集电环的下表面设置有若干第二导风叶，第一导风叶的安装轴线与上集电环该位置的直径方向的夹角呈0°~45°；第二导风叶的安装轴线与下集电环该位置的直径方向的夹角呈0°~45°。发电机组工作时，第一和第二导风叶使集电环本体周围的空气有规律的运动起来，形成有力的劲风。在这个过程中，可以有效的带走集电环本体表面热量，起到降温目的。还可以带动碳刷与集电环本体摩擦产生的碳粉尘，防止碳粉附着堆积在集电环本体表面，影响绝缘。

Description

一种散热型集电环及其应用

技术领域

本发明涉及一种水轮发电机集电环本体结构，具体指一种散热型集电环及其应用。

背景技术

集电环是发电机转子电流的承载体，碳刷是与运动件作滑动接触而形成电连接的一种导电部件。碳刷是用于集电环上导入导出电流的滑动接触体。它们是电机的重要组成部件，直接关系到电站能否长期安全、稳定运行。由于集电环和碳刷是通过相互滑动接触导通励磁电流，每个集电环上分布数十只碳刷，由于接触电阻不同、电流分配差异而导致发热不均匀。集电环与碳刷过热故障中大部分是由于机械摩擦等原因造成。在集电环上运行时，在其接触面上会形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜，这是电机运行良好的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在，改变了碳刷与集电环的接触特性、减少了摩擦、低磨损、延长使用寿命。氧化膜的形成需要一些条件，当条件不满足时，氧化膜无法形成或形成不良，碳刷的氧化膜一般在 70℃左右较易形成。传统的水轮发电机集电环结构没有强化散热方式，易引起集电环表面温度高，不利于氧化膜的形成，无法起到润滑作用，碳刷磨损将加剧，导致温度继续升高，较高的温度又增大了接触电阻，形成恶性循环。集电环与碳刷在较高温度下使用寿命明显下降，因此急需解决集电环的散热问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种采用特殊结构设计的散热型集电环。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种散热型集电环，包括集电环本体，所述集电环本体包括上集电环和下集电环，在所述上集电环和下集电环之间设有集电环支撑板，所述集电环支撑板分别与上集电环的下表面及下集电环的上表面间隙配合，在所述上集电环的上表面设置有若干第一导风叶，下集电环的下表面设置有若干第二导风叶；所述第一导风叶的安装轴线与上集电环该位置的直径方向的夹角呈0°~45°；所述第二导风叶的安装轴线与下集电环该位置的直径方向的夹角呈0°~45°。

作为优化，所述上集电环上表面的第一导风叶和下集电环下表面的第二导风叶成对设置，多对第一导风叶和第二导风叶沿上集电环和下集电环周向均匀布设。

作为优化，所述集电环支撑板的上表面及下表面设有若干第三导风叶，所述第三导风叶的安装轴线与集电环支撑板该位置的直径方向的夹角呈0°~45°。

作为优化，所述若干第三导风叶沿集电环支撑板周向均匀布设。

一种散热型集电环的应用，该散热型集电环采用上述方案中的散热型集电环，所述散热型集电环应用于立式发电机组或卧式发电机组或电动机。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

1、由于集电环本体上的安装螺栓周围容易积碳，增加导风叶后，改变了气体的流动，能够将安装螺栓周围的积碳吹走，防止积碳。

2、发电机组工作时，集电环本体本身在转动（图1中顺时针方向转动，形成的风向如图2中箭头所示）第一和第二导风叶使集电环本体周围的空气有规律的运动起来，形成有力的劲风。在这个过程中，可以有效的带走集电环本体表面热量，起到降温的目的。还可以带动碳刷与集电环本体摩擦产生的碳粉尘，防止碳粉附着堆积在集电环表面，影响绝缘，还能使碳粉更容易被其他除尘设备清除，加强除尘效果。

附图说明

图1为散热集电环的结构示意图。

图2为图1B-B处的剖面图，图中箭头方向指气流方向。

     图中，上集电环11，下集电环12，集电环支撑板13，第一导风叶21，第二导风叶22，第三导风叶23，碳刷3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1和图2，一种散热型集电环包括集电环本体，集电环本体包括上集电环11和下集电环12，在上集电环11和下集电环12之间设有集电环支撑板13，集电环支撑板13分别与上集电环11的下表面及下集电环12的上表面间隙配合（即集电环支撑板的上表面与上集电环的下表面有间隙，集电环支撑板的下表面与下集电环的上表面有间隙），上集电环11，集电环支撑板13和下集电环12通过依次穿过该三者的螺杆连接，在螺杆上集电环11和下集电环12的连接处设有绝缘垫，上集电环的上表面设置有若干第一导风叶21，下集电环的下表面设置有若干第二导风叶22，第一导风叶21的安装轴线与上集电环11该位置的直径方向的夹角呈0°~45°；第二导风叶22的安装轴线与下集电环12该位置的直径方向的夹角呈0°~45°。

第一导风叶的安装轴线与上集电环该位置的直径方向的夹角和第二导风叶的安装轴线与下集电环该位置的直径方向的夹角是本发明一个非常重要的发明点，因为一旦该夹角大于45°，那么改变方向后的气流则不能起到吹走安装螺栓周围的积碳的作用，从而也影响了对集电环本体、碳刷等的散热效果。

作为优化，为了对上集电环，下集电环和碳刷等起到均匀降温的效果，上集电环11上表面的第一导风叶21和下集电环下表面12的第二导风叶22成对设置，多对第一导风叶21和第二导风叶22沿上集电环11和下集电环12周向均匀布设。每对第一导风叶21和第二导风叶22分别位于上集电环11上表面和下集电环12下表面的相应位置处。

作为优化，还可以在集电环支撑板13的上表面及下表面设置若干第三导风叶23，第三导风叶23的安装轴线与集电环支撑板13该位置的直径方向的夹角呈0°~45°。

第三导风叶的安装轴线与集电环支撑板该位置的直径方向的夹角也是一个非常重要的发明点，因为一旦该夹角大于45°，那么改变方向后的气流则不能起到吹走安装螺栓周围的积碳的作用，从而也影响了对集电环本体、碳刷等的散热效果。作为优化，为了对上集电环，下集电环和碳刷等起到均匀降温的效果，若干第三导风叶23沿集电环支撑板13周向均匀布设。

一种散热型集电环的应用，该散热型集电环采用上述方案中的散热型集电环，所述散热型集电环应用于立式发电机组或卧式发电机组或电动机。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种散热型集电环，包括集电环本体，其特征在于：所述集电环本体包括上集电环（11）和下集电环（12），在所述上集电环（11）和下集电环（12）之间设有集电环支撑板（13），所述集电环支撑板（13）分别与上集电环（11）的下表面及下集电环（12）的上表面间隙配合，在所述上集电环（11）的上表面设置有若干第一导风叶（21），下集电环（12）的下表面设置有若干第二导风叶（22）；

所述第一导风叶（21）的安装轴线与上集电环（11）该位置的直径方向的夹角呈0°~45°；所述第二导风叶（22）的安装轴线与下集电环（12）该位置的直径方向的夹角呈0°~45°。

2.如权利要求书1所述的散热型集电环，其特征在于：所述上集电环（11）上表面的第一导风叶（21）和下集电环（12）下表面（12）的第二导风叶（22）成对设置，多对第一导风叶（21）和第二导风叶（22）沿上集电环（11）和下集电环（12）周向均匀布设。

3.如权利要求书2所述的散热型集电环，其特征在于：在所述集电环支撑板（13）的上表面及下表面设有若干第三导风叶（23）；所述第三导风叶（23）的安装轴线与集电环支撑板（13）该位置的直径方向的夹角呈0°~45°。

4.如权利要求书3所述的散热型集电环，其特征在于：所述若干第三导风叶（23）沿集电环支撑板（13）周向均匀布设。

5.一种散热型集电环的应用，其特征在于：所述散热型集电环为权利要求书1至4中任一项所述的散热型集电环，所述散热型集电环应用于立式发电机组或卧式发电机组或电动机。