CN106655670B - 新型同步主辅发电机转子结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及主辅发电机转子，具体为新型同步主辅发电机转子结构。新型同步主辅发电机转子结构，包括主转子、辅转子和滑环装配，其中主转子包括主转子铁芯、主转子绕组、主磁轭和主发转轴，辅转子包括辅转子铁芯、辅转子绕组、辅磁轭和辅发转轴；本发明设计了一种全新结构的主辅发电机转子结构，滑环采用外置结构，励磁电缆穿过空心轴后分别与滑环和主辅转子绕组连接，励磁电缆在空心轴内灌密封胶固定。通过特殊结构设计的辅磁轭，兼顾了磁轭与连接支架的功能，辅磁轭与主磁轭连接处设计空腔结构，励磁电缆出轴孔后在空腔内可靠固定。

Description

新型同步主辅发电机转子结构

技术领域

本发明涉及主辅发电机转子，具体为新型同步主辅发电机转子结构。

背景技术

近年来，内燃机车同步主发电机朝着集成化方向发展。将主发电机和辅发电机集成在同一电机上，成为今后铁路机车主发电机的发展趋势。主发电机与辅发电机集成后，主发与辅发转子的连接结构和连接方式成为主辅发电机的重点和难点。尤其是装配高速柴油机的内燃机车，主辅发电机转速较高，主辅转子上各个部件及励磁联线承受的离心力与转速的平方成正比。同时主辅转子有两套励磁引线与滑环连接，连线结构复杂。因此，励磁连线烧损等故障是主辅发电机常见的故障形式。

现有主辅发电机主转子、辅转子和滑环装配的连接结构如图9所示：滑环装配15位于电机内部，从滑环到主、辅转子的励磁引线使用电缆。辅转子励磁引线电缆23直接绑扎在转轴表面，分别与滑环和辅转子绕组引线头连接。主转子励磁引线电缆24穿过辅磁轭后，分别与滑环和主转子绕组的引线头联接。励磁电缆在转轴和辅支架22上用绑扎带固定。

现有主辅发电机转子结构的缺点如下：a）滑环安装在端盖内部，使得两个支撑轴承间的主辅转轴长度较长，转轴刚度和强度性能降低，可靠性降低。同时辅发机座也较长，增加了电机重量和成本。b）滑环位于电机内部，不能在线更换。若要更换滑环，需要解体电机。c）滑环和刷架系统在电机内部，检测滑环和更换电刷困难。d）滑环和刷架系统置于电机内部，碳刷与滑环摩擦产生的碳粉容易附着在电机绕组及联线上，使绕组的绝缘电阻降低，并存在短路隐患。e）主辅转子励磁电缆在转轴的外表面绑扎固定，电缆旋转半径大，受到的离心力大。f)励磁电缆在转轴表面绑扎固定，绑扎的可靠性差，转子长期高速旋转产生的离心力会使绑绳松动。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了新型同步主辅发电机转子结构。

本发明是采用如下的技术方案实现的：新型同步主辅发电机转子结构，包括主转子、辅转子和滑环装配，其中主转子包括主转子铁芯、主转子绕组、主磁轭和主发转轴，辅转子包括辅转子铁芯、辅转子绕组、辅磁轭和辅发转轴，滑环装配位于辅发转轴的右端部且位于机壳外部，辅发转轴为空心轴结构，辅磁轭热套在辅发转轴上，辅磁轭与主磁轭通过止口连接，辅磁轭与主磁轭的连接止口处为空腔结构，在空腔外圆周上加工两对成180°分布的腰形孔，空腔内部端面上还安装两个成180°分布的接线板，接线板与两对腰形孔对应，主发励磁引线电缆和辅发励磁引线电缆穿过空心轴并密封固定，右端与滑环装配连接，主发励磁引线电缆的左端和主发引线的一端连接到一弧形板上，主发引线的另一端穿过腰形孔引到辅磁轭外表面，并用主发引线压板固定在辅磁轭端面，主发引线再与主转子绕组引线头连接，辅发励磁引线电缆的左端和辅发引线的一端连接到另一弧形板上，辅发引线的另一端穿过腰线孔固定在辅发接线板上，辅转子绕组引线通过螺栓固定在辅发接线板上，辅转子绕组引线通过辅发引线压板固定在辅磁轭上。

上述的新型同步主辅发电机转子结构，辅发转轴的左端和右端端口分别设有左端绝缘压板和右端绝缘压板，左端端口内还设有橡胶护套，轴内灌入密封胶和固持剂对电缆线进行密封固定。

本发明技术方案带来的有益效果：

1）滑环外置，使主辅发电机轴承支撑区间的轴向长度缩短，辅发机座长度缩短，电机整体强度和刚度增加。

2）主辅发电机的4根励磁引线由转轴外表面绑扎固定结构改为空心轴中心灌胶固定结构后。电缆离心力半径缩小，灌胶固定牢固，在轴孔内得到有效保护，电缆因离心力和绑扎固定不牢固的故障风险得到根本解决，可靠性提高。

3）将辅支架和辅磁轭改为一体化结构，降低制造成本，提高整体轴系刚度和强度，简化装配过程，提高生产效率。

4）滑环装配外置，便于滑环和刷架的更换和定期维护，同时可实现滑环系统与电机冷却风路分离，使碳粉不再进入电机内部，减少电机内部因碳粉堆积造成电机接地风险。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为辅转子的结构示意图。

图4为图3的A向视图。

图5为图3的B向视图。

图6为辅磁轭的结构示意图。

图7为图6的局部侧视图。

图8为现有转子结构中辅磁轭和主磁轭连接示意图。

图9为现有转子结构的示意图。

图中：1-辅磁极，2-辅磁轭，3-辅发转轴，4-主发引线，5-主发引线压板，6-接线板，71-主发励磁引线电缆，72-辅发励磁引线电缆，8-左端绝缘压板；9-橡胶护套，10-辅发引线，11-辅发接线板，12-辅转子绕组引线，13-辅发引线压板，14-密封胶，15-滑环装配，16右端绝缘压板，17-滑环接线柱，18-后端盖，19-前端盖，20-腰形孔，21-主磁轭，22-辅支架，23-辅转子励磁引线电缆，24-主转子励磁引线电缆。

具体实施方式

新型同步主辅发电机转子结构，包括主转子、辅转子和滑环装配15，其中主转子包括主转子铁芯、主转子绕组、主磁轭21和主发转轴，辅转子包括辅转子铁芯、辅转子绕组、辅磁轭2和辅发转轴3，滑环装配15位于辅发转轴3的右端部且位于机壳外部，辅发转轴3为空心轴结构，辅磁轭2热套在辅发转轴3上，辅磁轭2与主磁轭21通过止口连接，辅磁轭2与主磁轭的连接止口处为空腔结构，在空腔外圆周上加工两对成180°分布的腰形孔20，空腔内部端面上还安装两个成180°分布的弧形接线板6，弧形接线板6与两对腰形孔20对应，主发励磁引线电缆71和辅发励磁引线电缆72穿过空心轴并密封固定，右端与滑环连接，主发励磁引线电缆71的左端和主发引线4的一端连接到一弧形接线板6上，主发引线4的另一端穿过腰线孔20引到辅磁轭外表面，并用主发引线压板5固定在辅磁轭2端面，主发引线4再与主转子绕组引线头连接，辅发励磁引线电缆的左端和辅发引线10的一端连接到另一弧形接线板6上，辅发引线10的另一端穿过腰线孔固定在辅发接线板11上，辅转子绕组引线12通过螺栓固定在辅发接线板11上，辅转子绕组引线12通过辅发引线压板13固定在辅磁轭上，主发引线4和辅发引线10采用铜母线，铜母线表面包绝缘热缩带。

上述的新型同步主辅发电机转子结构，辅发转轴3的左端和右端端口分别设有左端绝缘压板8和右端绝缘压板16，左端端口内还设有橡胶护套9，轴内灌入密封胶14和固持剂对电缆线进行密封固定，左端绝缘压板8和右端绝缘压板16可以对引出电缆进行保护。

辅转子装配的整体结构如图3所示。

a）滑环装配15位于辅发转轴3端部，在电机总装工序安装。

b）4根励磁电缆穿过辅发转轴3，在辅发转轴3左端面的轴孔内安装橡胶护套9用于密封轴孔，然后将辅发转轴3左端面朝下立起转轴，用密封胶14灌入空心轴内，将轴孔空间灌满，待密封胶固化后，在转轴左端面安装左端绝缘压板8，在转轴右端面安装右端绝缘压板16。

c）在辅磁轭2左端空腔端面上安装两个成180°分布的弧形接线板6，弧形接线板6与辅磁轭2上的两对腰形孔20对应。

d）穿过空心轴的4根电缆在左端分别接到两个弧形接线板6上，其中主转子的两根励磁电缆标记为“1F1”和“1F2”，接上方的弧形接线板，通过主发引线4穿过辅磁轭的腰形孔引到辅磁轭外表面，并用主发引线压板固定在辅磁轭2端面。另外两根辅转子的励磁电缆标记为“2F1”和“2F2”，接下方的弧形接线板6，通过辅发引线10穿过辅磁轭的腰形孔引到辅磁轭外表面，固定在辅发接线板11上。从辅磁极1上引出的两根辅转子绕组引线12也通过螺栓固定在辅发接线板11上。两根辅转子绕组引线12通过辅发引线压板13固定在辅磁轭上。

e）穿过空心轴的4根电缆在右端分别接到对应的4个滑环接线柱17上。

现有转子结构中辅磁轭和主磁轭连接关系如图8所示，原辅磁轭2与主磁轭21之间没有连接关系，辅磁轭2和辅支架22均热套在转轴上，辅支架22装配通过止口与主磁轭连接。本发明辅磁轭设计为磁轭支架一体式结构，辅磁轭2直接与主磁轭21通过止口连接，省去了辅支架22，增加了辅转子的刚度和强度。辅磁轭2与主磁轭21连接处设计为空腔结构，在辅磁轭空腔外圆周上加工两对成180°分布的腰形孔20，使主辅转子的4根励磁引线从孔中穿出，与主辅励磁绕组引线头联接。

辅磁轭与辅发转轴装配：a.空心轴与辅磁轭过盈配合热套为一个整体，热套后，转轴左侧端面略低于辅磁轭内腔端面，垫放左端绝缘压板后，两个端面平齐。b.辅磁轭与空心轴装配完成后，对辅磁轭止口和转轴配合尺寸进行整体精加工，保证整个装配的加工尺寸精度。

Claims (2)

1.新型同步主辅发电机转子结构，包括主转子、辅转子和滑环装配（15），其中主转子包括主转子铁芯、主转子绕组、主磁轭（21）和主发转轴，辅转子包括辅转子铁芯、辅转子绕组、辅磁轭（2）和辅发转轴（3），其特征在于滑环装配（15）位于辅发转轴（3）的右端部且位于机壳外部，辅发转轴（3）为空心轴结构，辅磁轭（2）热套在辅发转轴（3）上，辅磁轭（2）与主磁轭通过止口连接，辅磁轭（2）与主磁轭的连接止口处为空腔结构，在空腔外圆周上加工两对成180°分布的腰形孔（20），空腔内部端面上还安装两个成180°分布的接线板（6），接线板（6）与两对腰形孔对应，主发励磁引线电缆（71）和辅发励磁引线电缆（72）穿过空心轴并密封固定，右端与滑环连接，主发励磁引线电缆（71）的左端和主发引线（4）的一端连接到一接线板（6）上，主发引线（4）的另一端穿过腰形孔（20）引到辅磁轭外表面，并用主发引线压板（5）固定在辅磁轭（2）端面，主发引线（4）再与主转子绕组引线头连接，辅发励磁引线电缆的左端和辅发引线（10）的一端连接到另一接线板（6）上，辅发引线（10）的另一端穿过腰形孔固定在辅发接线板（11）上，辅转子绕组引线（12）通过螺栓固定在辅发接线板（11）上，辅转子绕组引线（12）通过辅发引线压板（13）固定在辅磁轭上。

2.根据权利要求1所述的新型同步主辅发电机转子结构，其特征在于辅发转轴（3）的左端和右端端口分别设有左端绝缘压板（8）和右端绝缘压板（16），左端端口内还设有橡胶护套（9），轴内灌入密封胶（14）和固持剂对电缆线进行密封固定。