CN214674790U - 水轮发电机无刷式集电环装置 - Google Patents

Abstract

一种水轮发电机无刷式集电环装置，包括集电环转动部分和集电环静置部分，集电环静置部分装设在电解质溶液容纳腔内，集电环转动部分和集电环静置部分之间设有转动间隙，电解质溶液容纳腔内设有电解质溶液；集电环转动部分与励磁导电板连接，励磁导电板用于与发电机大轴连接，集电环静置部分与励磁电缆接入点连接。发电机励磁电流实现了无刷传导，降低了碳刷运行维护成本；降低了绝缘结构绝缘降低引起的发电机运行风险。

Description

水轮发电机无刷式集电环装置

技术领域

本实用新型属于集电环领域，特别涉及一种水轮发电机无刷式集电环装置。

背景技术

水轮发电机集电环装置是发电机励磁电流从静止的电刷装置传导至旋转的转子励磁绕组的结构部件,一般为两导电金属环，电刷一般采用碳刷形式。集电环通过绝缘件和支架(或套筒)固定在发电机转轴上,通过引线接到转子励磁绕组,与固定在顶罩或机架的电刷滑动接触，从而实现励磁电流在动、静结构部件之间的传导。该类型的集电环结构存在如下缺陷：

（1）碳刷会伴随运行不断磨损，需要定期维护并更换，经济、人力成本较高。

（2）碳刷磨损产生的碳粉需要单独的吸收装置进行收集，且不可避免的有碳粉堆积在绝缘部件引起绝缘部件的性能降低。

（3）运行中，碳刷与集电环的接触性能受外部碳刷弹簧压力、接触面杂质等因素影响，接触不良可能导致两者间的导电性能降低，从而引起发热、打火等运行缺陷。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供的水轮发电机无刷式集电环装置，发电机励磁电流实现了无刷传导，降低了碳刷运行维护成本；降低了绝缘结构绝缘降低引起的发电机运行风险。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：

一种水轮发电机无刷式集电环装置，包括集电环转动部分和集电环静置部分，集电环静置部分装设在电解质溶液容纳腔内，集电环转动部分和集电环静置部分之间设有转动间隙，电解质溶液容纳腔内设有电解质溶液；集电环转动部分与励磁导电板连接，励磁导电板用于与发电机大轴连接，集电环静置部分与励磁电缆接入点连接。

优选的方案中，所述的电解质溶液容纳腔为绝缘材质。

优选的方案中，所述的集电环静置部分为“凹”型环形板结构，集电环转动部分为“m”型环形板结构，“凹”型环形板结构和“m”型环形板结构相契合。

优选的方案中，所述的电解质溶液容纳腔与集电环转动部分之间设有滑动密封结构。

优选的方案中，所述的滑动密封结构为轴封结构，轴封结构包括与励磁导电板连接的密封盖，密封盖通过密封圈与电解质溶液容纳腔构成了封闭的腔体。

优选的方案中，所述的励磁导电板与发电机大轴之间设有绝缘间隔块。

本专利可达到以下有益效果：

1、发电机励磁电流实现了无刷传导，降低了碳刷运行维护成本；

2、避免了碳刷粉末干扰，降低了绝缘结构绝缘降低引起的发电机运行风险；

3、减小外部因素影响，保障了励磁电流传到路径中不同传导介质之间的有效接触。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型剖面图。

图中：1-集电环转动部分；2-集电环静置部分；3-电解质溶液；4-电解质溶液容纳腔；5-滑动密封结构 6-励磁导电板；7-励磁电缆接入点；8-发电机大轴；9-绝缘间隔块。

具体实施方式

优选的方案如图1所示，一种水轮发电机无刷式集电环装置，包括集电环转动部分1和集电环静置部分2，集电环静置部分2装设在电解质溶液容纳腔4内，集电环转动部分1和集电环静置部分2之间设有转动间隙，电解质溶液容纳腔4内设有电解质溶液3；集电环转动部分1与励磁导电板6连接，励磁导电板6用于与发电机大轴8连接，集电环静置部分2与励磁电缆接入点7连接。

集电环静置部分2为“凹”型环形板结构，集电环转动部分1为“m”型环形板结构，“凹”型环形板结构和“m”型环形板结构相契合。

该集电环装置结构设计主要通过液态电解质溶液传导的方式，实现了励磁电流在发电机集电环动、静结构部件之间无刷传导的目的，替代现行的电刷滑动接触方式。电解质溶液容纳腔整体为绝缘材质结构，可降低人员带电情况下的触电风险。

金属集电环上端通过励磁导电板与发电机转子励磁绕组连接，励磁导电板通过绝缘间隔块与发电机大轴固定，电解质溶液容纳腔内的集电环静止部分与外部引入的励磁电缆连接。

如图1所示，为集电环的剖面图，发电机大轴两端有两个集电环，即内环和外环，分别连接励磁电源的两极。集电环静止部分上端为两个环形结构，即有两个“凹”型环形板结构。“凹”型环形板结构和“m”型环形板结构插入式配套布置，可实现电流路径中的回路电阻尽量减小。

电解质溶液容纳腔顶部与集电环旋转部件之间为滑动密封结构，防止发电机运行时电解质液的溢出。如图1所示，电解质溶液容纳腔4与集电环转动部分1之间设有滑动密封结构5。滑动密封结构5为轴封结构，轴封结构包括与励磁导电板6连接的密封盖，密封盖通过密封圈与电解质溶液容纳腔4构成了封闭的腔体。

工作原理如下：

发电机运行时，集电环转动部分随发电机大轴同步旋转，通过励磁电缆、集电环静置部分、电解质溶液、集电环转动部分和励磁导电板与发电机转子励磁绕组形成电流通路，实现将励磁电流传导至发电机转子励磁线圈的目的。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水轮发电机无刷式集电环装置，包括集电环转动部分（1）和集电环静置部分（2），其特征在于：集电环静置部分（2）装设在电解质溶液容纳腔（4）内，集电环转动部分（1）和集电环静置部分（2）之间设有转动间隙，电解质溶液容纳腔（4）内设有电解质溶液（3）；集电环转动部分（1）与励磁导电板（6）连接，励磁导电板（6）用于与发电机大轴（8）连接，集电环静置部分（2）与励磁电缆接入点（7）连接。

2.根据权利要求1所述的水轮发电机无刷式集电环装置，其特征在于：电解质溶液容纳腔（4）为绝缘材质。

3.根据权利要求2所述的水轮发电机无刷式集电环装置，其特征在于：集电环静置部分（2）为“凹”型环形板结构，集电环转动部分（1）为“m”型环形板结构，“凹”型环形板结构和“m”型环形板结构相契合。

4.根据权利要求1或2或3所述的水轮发电机无刷式集电环装置，其特征在于：电解质溶液容纳腔（4）与集电环转动部分（1）之间设有滑动密封结构（5）。

5.根据权利要求4所述的水轮发电机无刷式集电环装置，其特征在于：滑动密封结构（5）为轴封结构，轴封结构包括与励磁导电板（6）连接的密封盖，密封盖通过密封圈与电解质溶液容纳腔（4）构成了封闭的腔体。

6.根据权利要求1所述的水轮发电机无刷式集电环装置，其特征在于：励磁导电板（6）与发电机大轴（8）之间设有绝缘间隔块（9）。

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