CN117013324B - 一种高压大电流均流电力滑环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压大电流均流电力滑环，涉及滑环技术领域，包括内汇流环、支撑环、外汇流环以及触点组件，所述外汇流环上连接有至少两组外汇流机构，所述内汇流环的外环面设有触点环道，所述外汇流环沿圆周方向均匀设置有安装通孔；所述触点组件固定装配在安装通孔内，所述触点组件包括触杆，所述触点组件还包括恒压部件，所述恒压部件被配置为给所述触杆一恒定正压力，以使触杆的触头端与触点环道始终贴合。本发明能在内汇流环生径向波动导致触杆发生轴向位移时，通过恒压部件能使得触杆抵触于触点环道的压力不发变化，从而避免沿弧形段近端至远端排布的触点组件的弹簧触头的各处压力值发生改变，影响到整体电流分布。

Description

一种高压大电流均流电力滑环

技术领域

本发明涉及滑环技术领域，具体为一种高压大电流均流电力滑环。

背景技术

高压大电流电力滑环是单点系泊系统电力传输的核心设备。现有的触点式电力滑环由于触点接触电阻和汇流环体电阻的存在，导致汇流环上不同位置的触点电流分布不均匀，触点电流由距离汇流排的近端至远离汇流排的远端分别由高至低不均流，这种现象在高压大电流环境下严重影响电力滑环的正常运作。

专利CN113394637A公开一种多接触模块滑环的电流分布调节方法，在该方法中通过更换不同规格的弹性元件或通过调节接触模块在环形基座上的装入深度来调节弹性元件的压缩量以设置接触模块作用在接触环道上的压力大小，可利用接触电阻与接触压力相关的原理，达到接触电阻动态调节的目的，改善接触模块电流分布不均的问题。

进一步地，专利CN114188786B公开了一种高压大电流均流电力滑环，该专利中通过将沿弧形段近端至远端排布的触点组件的弹簧触头的压力控制为逐渐增大，从而能够实现实现弧形段上近端至远端的接触电阻的逐渐减小，克服触点电流由距离汇流排的近端至远离汇流排的远端由高至低不均流的问题，保证各触点均流，改善整体电流分布。

上述专利一种高压大电流均流电力滑环，虽然能通过预先调节弹簧触头压力，来保证各触点均流，改善整体电流分布，但是在实际工作状态时，内汇流环是安装于转动体上并随着转动体转动，当转动体由于制造工艺不精或装配上的误差，导致质心没有刚好落在转动体上，转动体就会转动过程中发生径向上的波动，而该径向上的波动会导致内汇流环与支撑环之间的间距改变，由于压力是预先设置，当内汇流环出现波动时就会导致某处的弹簧触头被微量的压缩，而弹簧被压缩回伴随着压力的变化，进而导致沿弧形段近端至远端排布的触点组件的弹簧触头的各处压力值发生改变，从而影响到整体电流分布。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压大电流均流电力滑环，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种高压大电流均流电力滑环，包括内汇流环、支撑环、外汇流环以及触点组件，所述内汇流环上连接有内汇流机构，所述外汇流环上连接有至少两组外汇流机构，所述内汇流环的外环面设有触点环道，所述支撑环同轴设于内汇流环的外侧，所述外汇流环固定装配在所述支撑环上，所述外汇流环沿圆周方向均匀设置有安装通孔；

所述触点组件固定装配在安装通孔内，所述触点组件包括触杆，所述触杆具有与所述触点环道贴合的触头端和通过导线与所述外汇流环连接的连接端，所述触点组件还包括恒压部件，所述恒压部件被配置为给所述触杆一恒定正压力，以使触杆的触头端与触点环道始终贴合。

进一步地，所述触杆整体采用第一导电材料采用制成，而内汇流环采用第二材料导体采用制成，且第一导电材料的硬度低于第二导电接触材料的硬度。

进一步地，所述触点组件包括呈柱状的壳体，所述壳体的一端具有敞口，且所述壳体的敞口处可拆卸安装有盖体，所述恒压部件包括同轴转动设置在壳体内部的转动轴，所述转动轴上的固定装配有齿轮辊，所述齿轮辊一侧的两端分别设置有与其啮合的第一齿条和第二齿条，所述第一齿条的一端与所述触杆的连接端可拆卸连接，所述触杆的触头端贯穿所述壳体并延伸至壳体外部，所述第二齿条的一端可拆卸连接有配重块，所述转动轴靠近所述第二齿条的一端套设有转动环，且所述转动环上设置有限位螺栓，所述转动环靠近第二齿条的一侧垂直设置有弹簧杆，且所述弹簧杆远离所述转动环的一端通过滑动连接件与所述第二齿条滑动连接，所述弹簧杆与所述第二齿条垂直设置，且所述第二齿条在所述连接上仅能沿垂直于所述弹簧杆的方向滑动。

进一步地，所述滑动连接件包括沿第二齿条长度方向固定于第二齿条远离其齿面一侧的滑动框，所述滑动框设置有沿其长度方向设置的滑槽，所述滑动连接件还包括与所述滑槽滑动连接的方型滑杆，且所述方型滑杆的一端与所述弹簧杆的伸缩端固定连接。

进一步地，所述安装通孔沿外汇流环径向设置，且安装通孔呈圆柱状，且所述安装通孔的直径大于所述壳体的直径，所述壳体通过转动件与所述安装通孔转动连接，所述壳体能在所述安装通孔内沿安装通孔的周向方向转动，以使所述第二齿条与水平面平行，所述转动件还设置有锁止件。

进一步地，所述转动件包括与所述安装通孔适配的滑动环，所述壳体设于所述滑动环内，且所述壳体的中轴线与所述滑动环的中轴线垂直并相交，所述壳体与所述滑动环通过连接杆固定连接，所述锁止件为限位螺钉，其限位螺钉贯穿所述滑动环并与所述滑动环螺纹连接。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明能在内汇流环生径向波动导致触杆发生轴向位移时，通过恒压部件能使得触杆抵触于触点环道的压力不发变化，从而避免沿弧形段近端至远端排布的触点组件的弹簧触头的各处压力值发生改变，影响到整体电流分布；并且相较于现有技术中通过弹簧来实现触杆抵触于触点环道的压力，在触杆磨损严重时，需更换触杆或需调节触杆的压力，来维持滑环的长时间工作，本发明的触杆即使严重磨损过后也能保证压力的恒定，从而减少操作人员对触杆更换和调节工作；

此外，本发明可以在初始时，保证触杆能始终抵触于触点环道的前提下，尽可能的降低初始时触杆抵触于触点环道的压力，进而降低初始时触杆与触点环道的摩擦力，从而降低触杆和触点环道的磨损，进一步的，延长触杆的使用时间。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的触点组件结构示意图；

图3是图2的A处局部结构示意图；

图4是本发明的壳体内部结构示意图；

图5是本发明壳体与转动件连接的结构示意图；

图6是本发明的内汇流环安装在与水平垂直的转动体上示意图；

图7是图6的俯视结构示意图；

图8是图7的B-B向的结构示意图；

图9是本发明的内汇流环安装在与水平平行的转动体上示意图；

图10是图9的正视的结构示意图；

图11是图10的A-A面的结构示意图；

图12是图11的B处局部结构示意图。

图中：

100、内汇流环；200、支撑环；210、安装通孔；300、外汇流环；310、外汇流机构；

400、触点组件；410、触杆；411、触头端；412、连接端；420、恒压部件；421、转动轴；422、齿轮辊；423、第一齿条；424、第二齿条；425、配重块；426、转动环；427、弹簧杆；428、滑动连接件；428a、滑动框；428b、滑槽；428c、方型滑杆；430、壳体；431、敞口；432、盖体；500、滑动环。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都应当属于本申请保护的范围。

请参阅图1-图12，本发明提供了一种高压大电流均流电力滑环，包括内汇流环100、支撑环200、外汇流环300以及触点组件400，所述内汇流环100上连接有内汇流机构110，所述外汇流环300上连接有至少两组外汇流机构310，所述内汇流环100的外环面设有触点环道，所述支撑环200同轴设于内汇流环100的外侧，所述外汇流环300固定装配在所述支撑环200上，所述支撑环200沿圆周方向均匀设置有安装通孔210；所述安装通孔210沿支撑环200的径向设置；所述触点组件400固定装配在安装通孔210内，所述触点组件400包括触杆410，所述触杆410具有与所述触点环道贴合的触头端411和通过导线与所述外汇流环300连接的连接端412，所述触点组件400还包括恒压部件420，所述恒压部件420被配置为给所述触杆410一恒定正压力，以使触杆410的触头端411与触点环道始终贴合。

在应用前，可以预先调节支撑环200上各触点组件400，使得触点组件400的恒压部件420给所述触杆410一恒定正压力，以使触杆410的触头端411与触点环道始终贴合，各处压力调节为：外汇流机构310将外汇流环300分隔成若干弧形段，将弧形段上由近端至远端分布的触点组件400的弹簧触头的压力控制为逐渐增大，以实现实现弧形段上近端至远端的接触电阻的逐渐减小，克服触点电流由距离汇流排的近端至远离汇流排的远端由高至低不均流的问题，保证各触点均流，改善整体电流分布；并且当内汇流环100发生径向波动时，由于各触点组件400的触杆410抵触于触点环道的正压力是由恒压部件420提供，而恒压部件420提供的压力恒定，因此，即使出现内汇流环100发生径向波动时，导致触杆410发生轴向位移时，恒压部件420也能使得触杆410抵触于触点环道的压力不发变化，从而避免沿弧形段近端至远端排布的触点组件400的弹簧触头的各处压力值发生改变，影响到整体电流分布。

补充说明的是，本发明还具有以下的优点：

1、由于触点组件400的触杆410抵触于触点环道的压力恒定，因此，相较于现有技术中通过弹簧来实现触杆410抵触于触点环道的压力，在触杆410磨损严重时，需更换触杆410或需调节触杆410的压力，来维持滑环的长时间工作，本发明的触杆410即使严重磨损过后也能保证压力的恒定，从而减少操作人员对触杆410更换和调节工作；

2、由于触点组件400的触杆410抵触于触点环道的压力恒定，本发明可以在初始时，在保证触杆410能始终抵触于触点环道的前提下，尽可能的降低初始时触杆410抵触于触点环道的压力，进而降低初始时触杆410与触点环道的摩擦力，从而降低触杆410和触点环道的磨损，进一步的，延长触杆410的使用时间。

进一步地，本发明的触杆410整体采用第一导电材料采用制成，而内汇流环100采用第二材料导体采用制成，且第一导电材料的硬度低于第二导电接触材料的硬度。以实现在保证长时间的稳定工作前提下，降低内汇流环100的磨损，防止内汇流环100磨损严重，导致维修成本增加。

需要注意的是，上述中能如此设计的前提是基于本发明的恒压部件420，即触杆410抵触于触点环道的压力恒定，通过压力的恒定能保证即使触杆410被磨损后又能长时间的稳定工作。

此外，还需注意的是，在滑环电刷系统中尤其容易发生粘着磨损或者说是冷焊。冷焊经常发生在相对较硬的材料上，并导致相对较软材料的损耗。材料的硬度为表明磨损性能的一个参数。根据对材料的不同选择，冷焊也会发生在相对较软材料上，尤其当硬度差异较小时，因此，当有新的材料需进行配对时，需要经过一个部件测试以正确的认识材料磨损性能。

具体的，如图2-图4所示，所述触点组件400还包括呈柱状的壳体430，所述壳体430的一端具有敞口431，且所述壳体430的敞口431处可拆卸安装有盖体432，恒压部件420包括同轴转动设置在所述柱形壳体430内部的转动轴421，所述转动轴421上的固定装配有齿轮辊422，所述齿轮辊422的两端分别设置有与其啮合的第一齿条423和第二齿条424，所述第一齿条423的一端与所述触杆410的连接端412可拆卸连接，所述触杆410的触头端411贯穿所述壳体430并延伸至壳体430的外部，所述第二齿条424的一端可拆卸连接有配重块425，所述第二齿条424始终垂直于水平面，且所述第二齿条424在朝重力方向移动时，能使齿轮辊422转动通过所述第一齿条423带动所述触杆410沿其轴向向壳体430外部移动。

在安装后，使触杆410抵触于触点环道上，第二齿条424垂直于水平面，在应用时，配重块425在重力的作用下产生使第二齿条424向下方向的作用力，而第二齿条424向下产生的作用力能通过齿轮辊422将作用力转移至第一齿条423上，使得第一齿条423产生将触杆410向触点环道推动的作用力，而该作用力为触杆410触点环道的正压力，正压力的大小与配重块425重力相关，而配重块425的重力保持恒定，因此，该触杆410抵触于触点环道的正压力也能保持恒定，配重块425可以根据所需压力更换不同重量的配重块425设置，当然不限于此，恒压部件420也可以为其他能实现触杆410抵触于触点环道的压力恒定的其他机构。

由于触点组件400是安装在支撑环200上的，当内汇流环100安装于转动体上后，转动体的位置是变化的，即转动体可能是垂直于水平面、可能是平行于水平面的，也可能是倾斜设置，为了保证上述中第二齿条424始终垂直于水平面，进而使得配重块425重力方向朝下，保证触杆的压力可控，在本实施例中，首先需要壳体430的位置进行调节，以使第二齿条424与水平面平行，随后需要对第二齿条424的位置进行调节，使得第二齿条424垂直于水平面，从而才能使得配重块425重力朝下。

为了实现对壳体430的位置进行调节，如图1-图5所示，所述安装通孔210呈圆柱状，且所述安装通孔210的直径大于所述壳体430的直径，所述壳体430通过转动件与所述安装通孔210转动连接，所述壳体430能在所述安装通孔210内沿安装通孔210的周向方向转动，以使所述第二齿条424与水平面平行，所述转动件还设置有锁止件；所述转动件包括与所述安装通孔210适配的滑动环500，所述壳体430设于所述滑动环500内，且所述壳体430的中轴线与滑动环500的中轴线垂直并相交，所述壳体430与所述滑动环500通过连接件可拆卸连接，所述锁止件为限位螺钉，其限位螺钉贯穿所述滑动环500并与所述滑动环500螺纹连接。

在安装后，转动滑动环500使得壳体430在安装通孔210内转动，直至壳体430的端部与竖直面平行，此时，能使壳体430内的第二齿条424与水平面平行，使第二齿条424在水平面完成限位，随后通过限位螺钉对壳体430进行限位。

为了实现对第二齿条424的位置进行调节，具体的，如图3所示，所述转动轴421靠近所述第二齿条424的一端套设有转动环426，且所述转动环426上设置有限位螺栓，所述转动环426靠近第二齿条424的一侧垂直设置有弹簧杆427，且所述弹簧杆427远离所述转动环426的一端通过滑动连接件428与所述第二齿条424滑动连接，所述弹簧杆427与所述第二齿条424垂直设置，且所述第二齿条424能在滑动连接件428上仅能沿垂直于所述弹簧杆427的方向滑动；所述滑动连接件428包括沿第二齿条424长度方向固定于第二齿条424远离其齿面一侧的滑动框428a，所述滑动框428a设置有沿其长度方向设置的滑槽428b，所述滑动连接件428还包括与所述滑槽428b滑动连接的方型滑杆428c，且所述方型滑杆428c的一端与所述弹簧杆427的伸缩端固定连接。

由于第二齿条424已经在水平面内完成限位了，此时只需调节对第二齿条424在水平面内的角度，使得与水平面垂直即可，具体的，通过拉伸弹簧杆427使得第二齿条424与齿轮辊422短暂的脱离，然后转动第二齿条424使得第二齿条424绕着转动轴421与水平面垂直后，松开第二齿条424，第二齿条424在弹簧杆427的作用力下，使得第二齿条424再次与齿轮辊422进行啮合，保持传动关系。

结合上述调节过程，具体分析随着转动体的位置变化壳体在通孔内的角度以及第二齿条的角度：

1、当内汇流环100安装在与水平面垂直的转动体上，如图6所示，在安装触点组件400时，使得每个触点组件400壳体端部与所述水平面平行，随后调节第二齿条424的位置使得第二齿条424与第一齿条423垂直（参考图7-图8所示）；

2、当内汇流环100安装在与水平面平行的转动体上，如图所示9所示，在安装触点组件400时，根据每个触点组件400所处位置，调节转动环426在安装孔的角度，使得壳体430端部与水平面平行，然后根据触点组件400的位置，调节第二齿条424的角度使得第二齿条424与所述水平面垂直（参考图10-图12所示）；

3、当内汇流环100安装在与倾斜转动体上，重复调节操作，使得第二齿条424的角度使得第二齿条424与所述水平面垂直。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高压大电流均流电力滑环，包括内汇流环、支撑环、外汇流环以及触点组件，所述内汇流环上连接有内汇流机构，所述外汇流环上连接有至少两组外汇流机构，所述内汇流环的外环面设有触点环道，所述支撑环同轴设于内汇流环的外侧，所述外汇流环固定装配在所述支撑环上，所述外汇流环沿圆周方向均匀设置有安装通孔；

其特征在于，所述触点组件固定装配在安装通孔内，所述触点组件包括触杆，所述触杆具有与所述触点环道贴合的触头端和通过导线与所述外汇流环连接的连接端，所述触点组件还包括恒压部件，所述恒压部件被配置为给所述触杆一恒定正压力，以使触杆的触头端与触点环道始终贴合；

所述触点组件包括呈柱状的壳体，所述壳体的一端具有敞口，且所述壳体的敞口处可拆卸安装有盖体，所述恒压部件包括同轴转动设置在壳体内部的转动轴，所述转动轴上的固定装配有齿轮辊，所述齿轮辊一侧的两端分别设置有与其啮合的第一齿条和第二齿条，所述第一齿条的一端与所述触杆的连接端可拆卸连接，所述触杆的触头端贯穿所述壳体并延伸至壳体外部，所述第二齿条的一端可拆卸连接有配重块，所述转动轴靠近所述第二齿条的一端套设有转动环，且所述转动环上设置有限位螺栓，所述转动环靠近第二齿条的一侧垂直设置有弹簧杆，且所述弹簧杆远离所述转动环的一端通过滑动连接件与所述第二齿条滑动连接，所述弹簧杆与所述第二齿条垂直设置，且所述第二齿条在所述连接上仅能沿垂直于所述弹簧杆的方向滑动。

2.根据权利要求1所述的高压大电流均流电力滑环，其特征在于，所述触杆整体采用第一导电材料采用制成，而内汇流环采用第二材料导体采用制成，且第一导电材料的硬度低于第二导电接触材料的硬度。

3.根据权利要求1所述的高压大电流均流电力滑环，其特征在于，所述滑动连接件包括沿第二齿条长度方向固定于第二齿条远离其齿面一侧的滑动框，所述滑动框设置有沿其长度方向设置的滑槽，所述滑动连接件还包括与所述滑槽滑动连接的方型滑杆，且所述方型滑杆的一端与所述弹簧杆的伸缩端固定连接。

4.根据权利要求1所述的高压大电流均流电力滑环，其特征在于，所述安装通孔沿外汇流环径向设置，且安装通孔呈圆柱状，且所述安装通孔的直径大于所述壳体的直径，所述壳体通过转动件与所述安装通孔转动连接，所述壳体能在所述安装通孔内沿安装通孔的周向方向转动，以使所述第二齿条与水平面平行，所述转动件还设置有锁止件。

5.根据权利要求4所述的高压大电流均流电力滑环，其特征在于，所述转动件包括与所述安装通孔适配的滑动环，所述壳体设于所述滑动环内，且所述壳体的中轴线与所述滑动环的中轴线垂直并相交，所述壳体与所述滑动环通过连接杆固定连接，所述锁止件为限位螺钉，其限位螺钉贯穿所述滑动环并与所述滑动环螺纹连接。