CN111389790A - 发电机集电环的离线除尘装置及使用方法 - Google Patents

发电机集电环的离线除尘装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水电站发电机领域，目的是提供发电机集电环的离线除尘装置，本发明包括有驱动装置、支撑装置、除尘装置和电源控制单元，所述驱动装置包括有电机、齿轮组、铝座和旋转臂，所述旋转臂通过所述齿轮组与所述电机连接，所述支撑装置包括有支撑架，所述支撑架一端与所述铝座连接，所述支撑架的另一端与所述集电环浮动连接，所述除尘装置包括有吸尘器、吸尘管和毛刷，所述吸尘器的外壳与所述旋转臂连接，所述吸尘器的输出端与所述吸尘管连通，所述吸尘管与所述毛刷均与所述旋转臂连接，所述电源控制单元包括有控制箱，所述控制箱通过电缆与所述吸尘箱连接，本发明结构合理，实用性强，适合推广。

Description

发电机集电环的离线除尘装置及使用方法
技术领域
本发明涉及水电站发电机集电环领域，具体涉及发电机集电环的离线除尘装置及使用方法。
背景技术
水电站发电机在运行过程中，电刷与集电环摩擦会产生碳粉，虽然有在线碳粉吸尘装置，但并不能保证将碳粉完全吸出，残留的碳粉会堆积在集电环表面和吸尘罩内表面，长期积累，可能会引起局部放电，最终引起烧毁事故。为防止因碳粉问题引起事故，需定期对集电环和吸尘罩内表面的碳粉进行清理；传统的发电机集电环和碳粉吸尘罩的清洁是在发电机检修状态下拆除集电装置后采用人工清洁的方式开展，存在着清洁效率低、清理效果不理想的问题。
CN201611143675.7，集电环装置及风力发电机，该发明提供一种集电环装置及风力发电机，该装置包括设置在发电机旋转轴上的滑环、与滑环相配合的碳刷、壳体和除尘机构；壳体罩设在发电机旋转轴、滑环、碳刷和除尘机构的外部，并设置有进风口和排尘腔；除尘机构与发电机旋转轴同轴设置，并与排尘腔相连通，以将碳刷产生的碳粉抽出至排尘腔内。本发明提供的集电环装置，壳体罩设在发电机旋转轴、滑环、碳刷和除尘机构的外部，并设置有进风口和排尘腔，除尘机构与发电机旋转轴同轴设置，并与排尘腔相连通，以将碳刷产生的碳粉抽出至排尘腔内，进而将堆积的碳粉排出，能够有效地减少碳粉堆积，避免阻塞碳刷故障，降低了产品的故障率，从而减少了维修成本，有利于产品的市场竞争力，但该除尘机构吸附灰尘主要通过旋转轴做离心运动，吸附能力不强，容易造成碳粉的残留。
因此,需要一种发电机集电环的离线除尘装置的使用方法，能够自动的吸取碳粉，无需拆除集电装置也能够进行碳粉的清洁，适应于大小不同规格的集电器。
发明内容
本发明目的在于提供发电机集电环的离线除尘装置及使用方法，利用旋转臂带动专用刷头和吸尘管低速转动实现对集电环沟槽和的吸尘罩内表面不易清扫的位置循环清扫和除尘，能够对残留堆积在集电环沟槽和吸尘罩内表面的碳粉进行高效清扫，从而大大降低发电机运行中可能产生的放电现象，提高发电机组运行稳定性，本发明结构合理，设计巧妙，适合推广；
本发明所采用的技术方案是：发电机集电环的离线除尘装置，包括有驱动装置、支撑装置、除尘装置和电源控制单元，所述驱动装置包括有电机、齿轮组、铝座和旋转臂，所述旋转臂通过所述齿轮组与所述电机连接，所述支撑装置包括有支撑架，所述支撑架一端与所述铝座连接，所述支撑架的另一端与所述集电环浮动连接，所述除尘装置包括有吸尘器、吸尘管和毛刷，所述吸尘器的外壳与所述旋转臂连接，所述吸尘器的输出端与所述吸尘管连通，所述吸尘管与所述毛刷均与所述旋转臂连接，所述电源控制单元包括有控制箱，所述控制箱通过电缆与所述吸尘箱连接。
通过上述技术手段，发电机集电装置离线除尘装置利用旋转臂带动专用刷头和吸尘管低速转动实现对集电环沟槽和的吸尘罩内表面不易清扫的位置循环清扫和除尘，能够对残留堆积在集电环沟槽和吸尘罩内表面的碳粉进行高效清扫，从而大大降低发电机运行中可能产生的放电现象，提高发电机组运行稳定性，本发明结构合理，设计巧妙，适合推广。
优选的，所述支撑架包括有八边形框架和八个可调节丝杆，所述丝杆与所述八边形框架连接，所述八边形框架的重心与所述发电机的集电环的圆心重合。
优选的，所述齿轮组包括有驱动齿轮和从动齿轮，所述驱动电机的输出轴与所述驱动齿轮连接，所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮的支撑座与所述铝座连接。
优选的，所述支撑架远离所述齿轮组的一端设置有除尘罩，所述毛刷的一端与所述集电环抵接，所述毛刷的另一端与所述除尘罩抵接。
优选的，所述吸尘装置还包括有吸尘支架和管夹，所述吸尘管通过所述管夹与所述吸尘支架活动连接，所述毛刷设置在所述吸尘支架的底部。
优选的，所述毛刷与所述吸尘支架活动连接，所述吸尘管以所述毛刷为对称中心对称设置在所毛刷两侧。
发电机集电环的离线除尘装置的使用方法，包括上述所述的发电机集电环的离线除尘装置，使用方法包括以下步骤：
步骤1：获取发电机的集电环的尺寸数据，使得所述支撑架用于承担所述除尘装置的重量；
步骤2：根据所述尺寸数据调整所述支撑装置上的调节丝杆，实现所述除尘装置与发电机的集电环同心设置，其中，所述旋转臂对称固定设置在所述齿轮组上；
步骤3：通过启动所述控制箱，所述电机带动所述旋转臂转动，所述吸尘器工作，通过吸尘管吸附集电环内的碳粉。
优选的，在所述步骤3中，通过吸尘支架调节吸尘管和毛刷伸入至所述集电环内，使得所述吸尘管和所述毛刷与所述集电环所在的平面保持水平。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.丝杆铝座可调整，适用于不同大小的发电机；
2.毛刷长度可调整，适用不同型号的集电环，选用吸尘器，吸附碳粉能力强；
3.跟随齿轮转动，持续的吸附碳粉。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中除尘装置的俯视图；
图2为本发明的一个实施例中除尘装置的主视图；
图3为本发明的一个实施例中的吸尘管结构图；
图4为本发明的一个实施例中的毛刷结构图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1～4，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
发电机集电环的离线除尘装置，包括有驱动装置、支撑装置、除尘装置和电源控制单元，所述驱动装置包括有电机、齿轮组、铝座和旋转臂，所述旋转臂通过所述齿轮组与所述电机连接，所述支撑装置包括有支撑架，所述支撑架一端与所述铝座连接，所述支撑架的另一端与所述集电环浮动连接，所述除尘装置包括有吸尘器、吸尘管和毛刷，所述吸尘器的外壳与所述旋转臂连接，所述吸尘器的输出端与所述吸尘管连通，所述吸尘管与所述毛刷均与所述旋转臂连接，所述电源控制单元包括有控制箱，所述控制箱通过电缆与所述吸尘箱连接。
所述电源控制单元还包括有滑环、碳刷和刷握，所述碳刷的一端与所述刷握固定连接，所述碳刷的另一端与所述滑环抵接，所述滑环与所述铝座连接，所述刷握与所述齿轮组连接，所述支撑架包括有八边形框架和若干个可调节丝杆，所述丝杆与所述八边形框架连接，所述八边形框架的重心与所述发电机的集电环的圆心重合，所述齿轮组包括有驱动齿轮和从动齿轮，所述驱动电机的输出轴与所述驱动齿轮连接，所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮的支撑座与所述铝座连接，所述铝座上还设置有润滑油槽，所述支撑架远离所述齿轮组的一端设置有除尘罩，所述毛刷的一端与所述集电环抵接，所述毛刷的另一端与所述除尘罩抵接，所述吸尘装置还包括有吸尘支架和管夹，所述吸尘管通过所述管夹与所述吸尘支架活动连接，所述毛刷设置在所述吸尘支架的底部，所述毛刷与所述吸尘支架活动连接，所述吸尘管以所述毛刷为对称中心对称设置在所毛刷两侧。
实施例2：
发电机集电环的离线除尘装置的使用方法，使用方法包括以下步骤：
步骤1：获取发电机的集电环的尺寸数据，所述支撑装置用于承担所述除尘装置的重量；
步骤2：根据所述尺寸数据调整所述支撑装置上的调节丝杆，实现所述除尘装置与发电机的集电环同心设置，其中，所述旋转臂对称固定设置在所述齿轮组上；
步骤3：通过启动所述控制箱，所述电机带动所述旋转臂转动，所述吸尘器工作，通过吸尘管吸附集电环内的碳粉，在所述步骤3中，通过吸尘支架调节吸尘管和毛刷伸入至所述集电环内，使得所述吸尘管和所述毛刷与所述集电环所在的平面保持水平。
表一为发电机集电环的离线除尘装置中对应的元件图附图标记说明：
表一
Figure BDA0002452648710000051
值得说明的是，请参照图1，JDIA电磁调速电动机控制器用于电磁调速电动机的调速控制，实现恒转短无极调速，铝座、齿轮、导电环和支架等均采用分瓣设计，便于安装，且减小装置尺寸。选用QABP80M6B型变频调速三相异步电动机，外形尺寸为：L＝364mm AC＝165mm HE＝200mm；重量20kg；6P 0.55kW，微型吸尘器，风机型号QA15050(AC220V)，风机尺寸：150×150×50，滤袋ZJQ3010958，大齿轮：齿数158，模数：M＝6，齿顶高系数1.0，齿根高系数1.25，压力角20°，材料Q235B，直径960mm，采用两瓣拼装。小齿轮：齿数20，模数：M＝6，齿顶高系数1.0，齿根高系数1.25，压力角20°，材料Q235B，直径132mm。
值得说明的是，请参照图2，支撑架采用铝型材(40×80-5)用于承重，支架连接处采用专用角件。支撑调整单元由高强铝合金拼装和八根螺杆构成，铝合金主梁可承受装置重量，八边形支梁形成整体框架，其特征在于通过八根螺杆对支撑单元水平位置精细微调，实现除尘装置与集电环同心。电源控制传输单元由控制器、碳刷与集电环构成，其特征在于集电环将电能由固定部件向转动部件传输，通过控制器实现无极变速、双向旋转控制。控制箱采用独立安装方式悬挂于发电机顶罩的横梁处，控制单元与受控设备以及外部电源采用航空插头方式连接，航空插头可实现电气回路的快速对接。导电环组由滑环、碳刷和刷握各2组组成，可进行电源换向。其特征在于即可实现电能由固定部件向转动部件传输，也可实现旋转臂的顺时针和逆时针转动，旋转臂2组，对称固定安装至传动齿轮上，旋转臂设有调节孔，可调节旋转臂的长度，调节范围66mm，可适用于不同直径的集电装置；旋转臂与双面毛刷采用L型连接，L型连接设有调节孔，与毛刷调节孔配合实现毛刷的上下调节，调节范围44mm。
值得说明的是，请参照图3，除尘单元由两套微型吸尘器(每套各有2根吸尘管)和2组双面毛刷构成。发电机集电环与除尘罩间的间隙为6mm，集电环表面设有螺旋沟槽，在发电机运行过程中沟槽内容易产生碳粉堆积，且碳粉细腻具有一定吸附能力。根据上述特点，在本实施例设计了双面毛刷和双路吸尘管，用于对集电环和集尘罩清扫除尘。请参照图4，微型吸尘器和双面毛刷安装于旋转臂上，毛刷与旋转臂的固定采用可调节螺栓孔，实现双面毛刷的上、下调节和快速更换。除尘单元的工作特征是通过变频电机转动带动旋转臂上的毛刷和吸尘管工作，实现对集电环沟槽和碳粉吸尘罩内粉尘的清理与收集，提高清理工作效率，避免二次污染。
值得说明的是，为减小对发电机集电装置的影响，提高方案的适用范围。本方案设计采用了框架分瓣结构，同时各结构件、模块间采取了可调节孔，以适用于不同尺寸发电机集电装置，毛刷深度调节可范围44mm，支撑臂调节范围66mm，为降低人员工作强度，同时保证装置的稳定性，本方案设计大面积使用了铝合金材料，最大单件重量不大于22kg，方便装置的搬运与安装。
综上所述，本发明的实施原理为：根据发电机集电环结构及碳粉特点，设计除尘装置。利用变频电机驱动齿轮组带动旋转臂上的毛刷低速转动将吸附在集电环表面及沟槽内的粉尘清扫下来，并通过吸尘器的吸尘管将粉尘吸出，本发明结构合理，设计巧妙，适合推广。

Claims (8)

1.发电机集电环的离线除尘装置，其特征在于，包括有驱动装置、支撑装置、除尘装置和电源控制单元，所述驱动装置包括有电机、齿轮组、铝座和旋转臂，所述旋转臂通过所述齿轮组与所述电机连接，所述支撑装置包括有支撑架，所述支撑架一端与所述铝座连接，所述支撑架的另一端与所述集电环浮动连接，所述除尘装置包括有吸尘器、吸尘管和毛刷，所述吸尘器的外壳与所述旋转臂连接，所述吸尘器的输出端与所述吸尘管连通，所述吸尘管与所述毛刷均与所述旋转臂连接，所述电源控制单元包括有控制箱，所述控制箱通过电缆与所述吸尘箱连接。
2.根据权利要求1所述的发电机集电环的离线除尘装置，其特征在于，所述支撑架包括有八边形框架和八个可调节丝杆，所述丝杆与所述八边形框架连接，所述八边形框架的重心与所述发电机的集电环的圆心重合。
3.根据权利要求1所述的发电机集电环的离线除尘装置，其特征在于，所述齿轮组包括有驱动齿轮和从动齿轮，所述驱动电机的输出轴与所述驱动齿轮连接，所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮的支撑座与所述铝座连接。
4.根据权利要求1所述的发电机集电环的离线除尘装置，其特征在于，所述支撑架远离所述齿轮组的一端设置有除尘罩，所述毛刷的一端与所述集电环抵接，所述毛刷的另一端与所述除尘罩抵接。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的发电机集电环的离线除尘装置，其特征在于，所述吸尘装置还包括有吸尘支架和管夹，所述吸尘管通过所述管夹与所述吸尘支架活动连接，所述毛刷设置在所述吸尘支架的底部。
6.根据权利要求5所述的发电机集电环的离线除尘装置，其特征在于，所述毛刷与所述吸尘支架活动连接，所述吸尘管以所述毛刷为对称中心对称设置在所毛刷两侧。
7.发电机集电环的离线除尘装置的使用方法，包括上述权利6所述的发电机集电环的离线除尘装置，其特征在于，使用方法包括以下步骤：
步骤1：获取发电机的集电环的尺寸数据，所述支撑装置用于承担所述除尘装置的重量；
步骤2：根据所述尺寸数据调整所述支撑装置上的调节丝杆，实现所述除尘装置与发电机的集电环同心设置，其中，所述旋转臂对称固定设置在所述齿轮组上；
步骤3：通过启动所述控制箱，所述电机带动所述旋转臂转动，所述吸尘器工作，通过吸尘管吸附集电环内的碳粉。
8.根据权利要求7所述的发电机集电环的离线除尘装置的使用方法，其特征在于，
在所述步骤3中，通过吸尘支架调节吸尘管和毛刷伸入至所述集电环内，使得所述吸尘管和所述毛刷与所述集电环所在的平面保持水平。
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