CN107768951A - 旋转电气设备静、动电流、信号转换器及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机电电流及信号处理技术领域，具体涉及旋转电气设备静、动电流、信号转换器及其用途。本发明提供一种旋转电气设备传输电流或信号的转换装置，包括第一支撑板(1)、第一导电环(2)及其内的导电滚珠或导电滚柱(a)、第一绝缘板(3)、第二支撑板(1’)、第二导电环(2a)及其内的导电滚珠或导电滚柱(a’)、第二绝缘板(3’)以及衬套(4)。本发明克服了传统传输接口(滑环、碳刷弹力搭接传输、旋转二极管传输、旋转晶闸式传输、流体滑环和光滑环传输)中的众多缺点，直接取代发电机、电动工具等转子电流传输所用碳刷和滑环。达到制造简单、价格便宜、安装方便、维护量小、寿命长的目的。

Description

旋转电气设备静、动电流、信号转换器及其用途
技术领域
本发明属于机电电流及信号处理技术领域，具体涉及旋转电气设备静、动电流、信号转换器及其用途。
背景技术
目前，绝大部分电器设备(如发电机、电动工具)360度相对旋转的两个部分电流的传输绝大部分采用碳刷和滑环连接传输，滑环整体依靠弹力搭接原理，运行中因摩擦导致滑环极易磨损，产生大量碳合金粉。一方面，碳合金粉可导致滑环极易电腐蚀，火花大，安全隐患突出，维护难度大；另一方面，碳合金粉易在发电机定子端部沉积至使发电机定子绝缘下降。碳刷和滑环摩擦产生热量易使碳刷弹簧和刷握变形导致碳刷和滑环接触不良影响电流、信号的正常传输。然而，大部分发电机，特别是径流式水电站，停机时间少，清扫困难，为此极易影响发电机安全。再者，由于此类设备的碳刷消耗量大，必须定期清理或更换碳刷，劳动强度大，成本高。旋转可控硅因励磁电流测量难度大以及旋转二极管易损坏，应用面不广。另一方虽然已研发出不需要经过滑环和碳刷的无刷励磁系统，但一方面，该系统的旋转二极管仍存在较多缺点多，例如调节动态性能差、灭磁慢、旋转晶闸式无刷励磁系统因其制造和安装难度颇大、价格高，应用空间小。
除以上系统外，流体滑环和光滑环系统也因多种缺陷，导致目前在电机领域极少应用。
发明内容
为解决发电机及旋转电气设备采用滑环和碳刷传输电流的缺点，本发明提供一种旋转电气设备传输电流或信号的转换装置，包括第一支撑板(1)、第一导电环(2)及其内的导电滚珠或导电滚柱(a)、第一绝缘板(3)、第二支撑板(1’)、第二导电环(2a)及其内的导电滚珠或导电滚柱(a’)、第二绝缘板(3’)以及衬套(4)。
根据本发明，所述旋转电气设备可以是发电机或其他机电装置。
根据本发明，第一导电环(2)和第二导电环(2a)分别包括内环和外环。其中优选地，第一导电环(2)的外环为静止环，内环为运动环。优选地，第二导电环(2a)的内环为运动环，外环为静止环。
根据本发明，所述静止环和导电环通过导电滚珠或导电滚柱运动接触导电。优选地，所述静止环和导电环在导电润滑剂的作用下，通过导电滚珠或导电滚柱运动接触导电。
根据本发明，所述导电润滑剂可以是含有导电材料的润滑脂、导电膏或其他人工合成导电剂。
根据本发明，两个导电环和轴承可通过已知的加工工艺制造。
根据本发明的实施方案，根据传输电流大小需要，可以在导电环内添加导电流体。作为实例，较大容量发电机上转子励磁电流的传输。当传输电流超过200A时，可以在导电环内、外环间添加导电流体。所述导电流体可以选自汞。
优选地，当导电环内添加导电流体时，导电环优选还具有用于密封所述导电流体的密封装置。
根据本发明的实施方案，可以通过选择运动环和静止环与导电滚珠或导电滚柱接触截面面积的大小来改变传输电流的大小。
或者，可以根据传输电流的需要选择导电环、导电滚珠或导电滚柱的大小，从而改变导电接触截面面积的大小。
根据本发明，优选地，所述导电环与主轴之间、两个导电环之间均为绝缘的。例如，它们可以通过绝缘树脂材料，如树脂绝缘板、树脂绝缘垫、树脂绝缘套管进行绝缘。
根据本发明，衬套用于支撑和/或固定导电环。
根据本发明，衬套优选地安装在旋转电气设备的主轴上。例如，衬套可以和电气设备的主轴零对零配合安装。
优选地，运动环(内环)可随衬套和电气设备的主轴一起旋转。
优选地，静止环(外环)上设置有导电螺栓，并加装专用防扭螺栓。
所述导电螺栓可以和电气设备，例如其转子相连接。
根据本发明优选的实施方案，所述导电环和衬套可根据电气设备主轴直径分别加工。
本发明所述的转换装置可取代发电机碳刷和滑环装置。
本发明还提供一种旋转电气设备传输电流或信号的转换方法，包括使用本发明的上述转换装置。
本发明还提供上述电流信号转换装置的用途，其用于将电流或信号传输至旋转电气设备，例如从固定位置传输至旋转电气设备。
有益效果
本发明克服了传统传输接口(滑环、碳刷弹力搭接传输、旋转二极管传输、旋转晶闸式传输、流体滑环和光滑环传输)中的众多缺点，直接取代发电机、电动工具等转子电流传输所用碳刷和滑环。达到制造简单、价格便宜、安装方便、维护量小、寿命长的目的。
本发明装置中的两个导电环的内环通过其自由旋转、导电环空腔内填充导电流体。导电环材料、导电性能的选择、导电环导电截面的选择及多个本装置的并联连接可实现电气设备360度相对旋转的两个部分不同电流大小的传输，导电环空腔内加注导电流体(如汞)可使本装置实现大电流传输。适用于较大容量的发电机。也适合旋转的电动工具转子上静、动电流的传输。应用前景广。导电环、导电环衬套分体加工可很大程度的减小安装难度。
本发明的转换器，运行平稳、装置简洁直观、安装方便，并且其制造简单、成本较低、使用寿命长。
附图说明：
图1为本发明转换装置的各主要部件示意图。
图2为本发明转换装置中导电环的侧视图。
图3为本发明转换装置中衬套的侧视图。
图4为本发明转换装置的电流信号传输过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。此外，应理解，在阅读了本发明所公开的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的保护范围之内。
实施例1
如图1-4所示，本实施例的电气设备动、静电流和信号的转换器包括第一支撑板(1)、第一导电环(2)及其内的导电滚珠或导电滚柱(a)、第一绝缘板(3)、第二支撑板(1’)、第二导电环(2a) 及其内的导电滚珠或导电滚柱(a’)、第二绝缘板(3’)、衬套(4)、导电输入螺栓(6)和(7)、电流、信号输出螺栓(8)和(9)，以及未示出的绝缘套管(5)构成。
该转换器的导电环内环上焊接两块支撑板，通过支撑板、绝缘套管、螺栓、导电螺栓、绝缘垫将两个导电环固定在衬套上。两个导电环之间、导电环与衬套之间采用树脂绝缘板、树脂绝缘垫、树脂绝缘套管进行绝缘。导电环衬套直径根据电气设备主轴直径尺寸加工。安装在电气主轴上，零对零配合。其运动环(内环)随衬套和电气设备主轴一起旋转，电流、信号通过导电滚珠或滚柱的运动传递到导电环的静止环(外环)上，由焊接在外环上的导电螺栓引出至电气设备的转子上，从而实现电流、信号由旋转元件到静止元件上的传输。
本领域技术人员应当理解，传输电流的大小可通选择装置材料、改变导电环的导电截面、导电环内填充不同的导电流体、并联多个装置来实现。
实施例2
地点：湖北建始县冷水河三级电站。
对象：一号发电机(容量160KW、励磁电流36.5A、励磁电压78V)。
设备参数：导电环内径为200毫米，外径为230毫米，导电环的静止环和运动环采用直径为15毫米的导电滚珠深沟滚动连接。导电环和导电滚珠采用导电性能良好的材料加工。发电机的主轴直为110毫米，加工的导电环衬套内径为110毫米，外径为120毫米，长100毫米，在其外圆中间对称焊有长30毫米，宽20毫米，厚15毫米，中心钻有直径为12.5毫米的支撑块，用来连接导电环的支撑板。支撑板用5毫米厚的钢板加工，其内径为140毫米，外径为200毫米，厚为5毫米，焊接在导电环的内圆上，保持一面与导电环水平。衬套与主轴零对零配合。导电环的支撑板用直径为12毫米，长70毫长的螺栓连接。导电环与衬套之间用树脂绝缘垫绝缘。发电机主轴旋转时带动导电环的运动环旋转。发电机的励磁电流从励磁屏通过导电铜螺栓直接引到导电环的运动环上，再通过导电滚珠和导电膏的滚动传输到导电环的静止环铜螺栓上，最后从静止环铜螺栓上引至发电机旋转的转子上。本发电机试验中采用本发明装置传输的最大励磁电流为40安培，电压为80伏，运行中励磁电流可根据发电机输出电压的大小自由调节。
结果表明，本发明装置取代了原发电上传输转子电流的滑环和碳刷。使发电机运行更稳定，无火花，既适用于较大容量的发电机。也适合旋转的电动工具转子上静、动电流的传输。其中，导电环、导电环衬套分体加工可很大程度地降低安装难度，节约成本。
实施例3
采用和实施例2类似的装置，在响水寨电站125KW机组以及其他机组上进行实验。其中发机组容量范围为125至640KW，励磁电压为 36至80V，励磁电流38.5至300A。结果显示，本发明的装置运行稳定，无火花，在发电机上电压从0伏升至80伏，从80伏降至0伏平稳，制造安装简单，加工制造费用低。基本达到零维护。
以上通过具体实施例对本发明的发明内容进行了示例性的说明。但是应当理解，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转电气设备传输电流或信号的转换装置，包括第一支撑板(1)、第一导电环(2)及其内的导电滚珠或导电滚柱(a)、第一绝缘板(3)、第二支撑板(1’)、第二导电环(2a)及其内的导电滚珠或导电滚柱(a’)、第二绝缘板(3’)以及衬套(4)。
2.如权利要求1所述的转换装置，其中旋转电气设备可以是发电机或其他机电装置。
3.如权利要求1或2所述的转换装置，其中第一导电环(2)和第二导电环(2a)分别包括内环和外环；
优选地，第一导电环(2)的外环为静止环，内环为运动环。优选地，第二导电环(2a)的内环为运动环，外环为静止环。
4.如权利要求3所述的转换装置，其中所述静止环和导电环通过导电滚珠或导电滚柱运动接触导电；
优选地，所述静止环和导电环在导电润滑剂的作用下，通过导电滚珠或导电滚柱运动接触导电。
5.如权利要求4所述的转换装置，其中所述导电润滑剂可以是含有导电材料的润滑脂、导电膏或其他人工合成导电剂。
6.如权利要求1-5任一项所述的转换装置，其中导电环内包含导电流体(例如汞)；
优选地，导电环还具有用于密封所述导电流体的密封装置。
优选地，通过选择运动环和静止环与导电滚珠或导电滚柱接触截面面积的大小来改变传输电流的大小。
7.如权利要求1-6任一项所述的转换装置，其中所述导电环与主轴之间、两个导电环之间均为绝缘的；例如，它们可以通过绝缘树脂材料，如树脂绝缘板、树脂绝缘垫、树脂绝缘套管进行绝缘。
8.如权利要求1-7任一项所述的转换装置，其中：
所述衬套用于支撑和/或固定导电环；
优选地，衬套安装在旋转电气设备的主轴上；例如，衬套和电气设备的主轴零对零配合安装；
优选地，运动环(内环)可随衬套和电气设备的主轴一起旋转；
优选地，静止环(外环)上设置有导电螺栓，并加装专用防扭螺栓；
优选地，所述导电螺栓可以和电气设备，例如其转子相连接。
9.一种旋转电气设备传输电流或信号的转换方法，包括使用权利要求1-8任一项所述的转换装置。
10.权利要求1-8任一项所述转换装置的用途，其用于将电流或信号传输至旋转电气设备，例如从固定位置传输至旋转电气设备。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110696644A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 北京维通利电气有限公司 旋转导电关节装置及其使用方法
CN112134112A (zh) * 2020-09-23 2020-12-25 中国兵器装备集团上海电控研究所 一种滚柱形旋转传输装置及功率旋转传输方法
CN113824289A (zh) * 2021-09-18 2021-12-21 长沙硕博电机有限公司 一种定向电枢电流的直流电动机及直流电动机控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020034887A1 (en) * 2000-09-21 2002-03-21 Kurt Dollhofer Device for contacting transmission of electrical signals by means of roll bodies
FR2828959B1 (fr) * 2001-08-22 2004-07-09 A M C Dispositif de transmission electrique de systemes rotatifs
CN201146318Y (zh) * 2007-11-18 2008-11-05 成都市宇中梅科技有限责任公司 滚珠式旋转导电结构
CN201528115U (zh) * 2009-11-20 2010-07-14 叶雪峰 旋转电信号传输器
CN102797747A (zh) * 2012-09-05 2012-11-28 中航工业哈尔滨轴承有限公司 超低温液体泵轴承
US20130147310A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 Alstom Technology Ltd Slip ring
CN104040806A (zh) * 2011-11-22 2014-09-10 莫里微波公司 Rf连接器扭矩环和扭矩螺母系统
CN105518322A (zh) * 2013-09-17 2016-04-20 舍弗勒技术股份两合公司 滚动轴承装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020034887A1 (en) * 2000-09-21 2002-03-21 Kurt Dollhofer Device for contacting transmission of electrical signals by means of roll bodies
FR2828959B1 (fr) * 2001-08-22 2004-07-09 A M C Dispositif de transmission electrique de systemes rotatifs
CN201146318Y (zh) * 2007-11-18 2008-11-05 成都市宇中梅科技有限责任公司 滚珠式旋转导电结构
CN201528115U (zh) * 2009-11-20 2010-07-14 叶雪峰 旋转电信号传输器
CN104040806A (zh) * 2011-11-22 2014-09-10 莫里微波公司 Rf连接器扭矩环和扭矩螺母系统
US20130147310A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 Alstom Technology Ltd Slip ring
CN102797747A (zh) * 2012-09-05 2012-11-28 中航工业哈尔滨轴承有限公司 超低温液体泵轴承
CN105518322A (zh) * 2013-09-17 2016-04-20 舍弗勒技术股份两合公司 滚动轴承装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110696644A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 北京维通利电气有限公司 旋转导电关节装置及其使用方法
CN110696644B (zh) * 2019-10-25 2024-05-28 北京维通利电气有限公司 旋转导电关节装置及其使用方法
CN112134112A (zh) * 2020-09-23 2020-12-25 中国兵器装备集团上海电控研究所 一种滚柱形旋转传输装置及功率旋转传输方法
CN113824289A (zh) * 2021-09-18 2021-12-21 长沙硕博电机有限公司 一种定向电枢电流的直流电动机及直流电动机控制方法

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