CN2899199Y

CN2899199Y - 一种电机用集成式集电环

Info

Publication number: CN2899199Y
Application number: CN 200620049946
Authority: CN
Inventors: 王太历; 彭建国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2016-01-26

Abstract

一种电机用集成式集电环，包括内套及设在内套外的导电环，该导电环分三相均布于内套外的圆周上，在各相导电环径向的中心环区将导电排的一端固联在各相导电环上，另一端均顺内套轴向穿过最外端的导电环后弯折于此导电环的外端面并与螺杆组件固联，在内套、导电环、导电排及螺杆组件间设模压、注塑填充材料。本实用新型于导电环上直接固定导电排及采用一次成型工艺于各组件之间用填充材料经模压注塑成集成式整体的技术方案，解决了现有导电环因有配合间隙而产生电腐蚀和电弧烧蚀导致相间短路、使用寿命缩短的难题。本实用新型具有结构简单、紧凑、整体性好，集成度高，消除了相间短路并有较高的生产效率和使用寿命；广泛适用于大、中型交流电机使用。

Description

一种电机用集成式集电环

技术领域

本实用新型涉及一种集电环，特别涉及一种电机用集成式集电环。

背景技术

现有的集电环，一是因结构设计欠妥而导致运行过程中易发生相间短路。该结构的集电环是采用将导电杆中的螺柱部分旋入导电环的螺孔处的紧固配合，该配合为间隙配合，螺纹面处系单面、部分接触，其有效的导电面积较小，存在的间隙多，接触电阻大，间隙处存在着局部放电的现象，使对应工作面受到电腐蚀。尤其是在紧固不到位或运行过程中的震动使螺纹连接处发生松动，使相应的接触面间出现间隙而产生电弧造成电弧腐蚀，且温升较高，而且越腐蚀间隙就越大，间隙越大其间所产生的电弧腐蚀就更大，并产生高温，从而使导电杆外的绝缘层老化乃至烧焦，其绝缘性能锐减甚至丧失，导电杆便与其他相的导电环间产生短路，引起电机放炮或导电杆甩断，使电机发生故障。其二是动平衡性差。由于三相导电杆的长度有三种不同的规格，而且直径较大，电机运转时其动平衡性较差，产生的震动和噪声较大，轴承磨损加快，影响电机的平稳运转和使用寿命。其三是碳粉的积累易导致相间短路。由于碳刷与导电环摩擦产生碳粉散落，有一部分碳粉便沉积在相间绝缘层的表面，出现碳粉架桥，使该处的表面电阻减少，泄露电流加大，当达到一定的程度后，该非阻燃、非耐弧的绝缘层表面就出现烧损，有效的绝缘距离减小，进而发生导电环间的相间短路，影响电机的运行。其四是整体性较差，在电机运行过程中导电环有松动，与绝缘层外表面发生相对滑动，致使导电杆与导电环的螺接处松动，会出现导电杆与导电环的螺纹连接处松动。其五是工艺流程长，生产效率低，影响产品质量的因素多，能耗多，其主要工序有13道之多。其六是产品一次送试合格率较低(60％-70％)，须将不合格品解体后并更换绝缘材料进行重新装配已成常规。其七是生产成本较高。所使用的绝缘材料(片云母板、玻璃布)均比较贵，而且生产过程中有相当程度的重复劳动和材料损耗。另外，中国专利授权公告号为“CN2206502Y”的“整体成型电动机集电环”实用新型专利公开了一种三相集电环通过连接杆等连接于一体并定位，采用绝缘材料模压、注塑形成整体集电环的技术方案。

发明内容

针对上述情况，本实用新型的目的是提供一种结构简单、紧凑、整体性好，易制造、易维修、无零部件连接和配合间隙、无碳粉沉积、寿命长且电气性能优良的集成式集电环。

为实现上述目的，一种电机用集成式集电环，包括内套及设在内套外的导电环，其中导电环分三相均布于内套外的圆周上，在各相导电环径向的中心环区将导电排的一端固联在各相导电环上，固联后的每一相导电排的另一端均顺内套轴向穿过最外端的导电环后弯折于此导电环的外端面并与平行于内套轴的螺杆组件固联，螺杆组件末端设有各相的导线连接孔，在内套、导电环、导电排及螺杆组件间用填充材料模压、注塑填充。

为了实现结构优化，其进一步的措施是：

每一相导电排的另一端均顺内套轴向穿过最外端的导电环并直接露于此导电环的外端面且在各相导电排的端头设有各相的导线连接孔。

导电环之间设有相互平行的碟形凸环。

本实用新型于导电环上直接固定导电排及采用一次成型工艺于各组件之间用塑料等非金属绝缘填充材料经模压、注塑成集成式整体的技术方案，解决了现有导电环因有配合间隙而产生电腐蚀和电弧烧蚀导致相间短路、使用寿命缩短的难题。本实用新型与现有集电环相比有如下主要特点：

(1)结构简单、紧凑，消除了零部件连接和配合间隙以及相间短路的现象。由于起引线作用的导电排是与集电环固定在一起的，结合牢固可靠，无零部件连接和配合间隙，其结合面为全面积结合，从根本上杜绝了局部放电或产生电弧，从而杜绝了高温的产生，加之所采用的填充材料，其绝缘的耐热等级是等于或高于现有装配式导电环上所采用的绝缘材料的绝缘耐热等级，其绝缘层的厚度也有明显的提高，所以，相间不存在电击穿的隐患。

(2)动平衡性改善。因导电排与集电环中心线的距离缩小，离心力也减少，使动平衡性得到明显改善，从而使电机的振动和噪声减小，轴承的磨损减缓，寿命延长。

(3)消除了碳粉沉积引起的相间短路。因集电环的导电环间设有相互平行的碟形凸环，该碟形凸环可把沉积在圆柱绝缘层表面所沉积的碳粉隔断，加上塑料所具有的阻燃、耐电弧性，所以无碳粉架桥、不怕烧蚀，也不会引起相间短路。

(4)整体性好、集成度高。集电环中的各组件之间经填充材料填充后便无法松动且整体性好。

(5)工艺流程缩短，影响产品质量的因素减少，生产效率提高，能耗降低。比装配式导电环少了6道工序，而且省掉了耗能较多的预烘，烘焙工序，取消了较难控制的压装工艺，有利于产品质量的提高。

(6)生产成本明显降低。因减少了多达6道工序，其中包括能耗较高的预烘，烘焙工序，从而节省了较多工时和费用；用低价绝缘材料替代高价云母板，且产品一次送试合格率达到98％以上，主要绝缘材料≤19元/kg。

(7)可广泛适用于大、中型交流电机使用。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图[A-A(1)剖视图]。

图2为本实用新型的结构示意图[A-A(2)剖视图]。

图3为本实用新型的轴向结构示意图。

图中1、内套，2、填充材料，3、导电环，30、31、32导电环，4、导电排，5、碟形凸环，6、螺杆组件，60、61、62、螺母，70、71、72、螺杆，80、81、82、导线连接孔。

具体实施方式

由附图1、2、3可见，一种电机用集成式集电环，包括内套1及设在内套1外的导电环3，导电环3分三相均匀布设于内套1外的圆周上，它们分别是导电环30、31、32。为了消除零部件间的连接和配合间隙，防止导电排4与导电环3的固联处因电机运行过程中易产生的导电排4松动，在每一相导电环3径向的中心环区均用焊接、压接、铆接或嵌入的方式将导电排4的一端固定在各相的导电环30、31、32上，每一相导电排4的另一端均顺内套1轴向穿过最外端的导电环32后弯折于此导电环32外端面。平行于内套1轴的螺杆组件6且通过该螺杆组件6中的螺母60、61、62，将螺杆70、71、72固联于各相导电排4的端部，为了方便导线连接，螺杆70、71、72的端部均设有各相导线连接孔80、81、82，见图1。

由图2所示，导电排4也可采用焊接、压接、铆接或嵌入的方式将导电排4的一端固定在各相的导电环30、31、32上，将每相导电排4的另一端顺内套1轴向穿过最外端的导电环32后直接露于该导电环32的外端面，并在各相导电排4的端头设导线连接孔80、81、82。

为了克服电机运行过程中因装配式导电环而容易产生松动，在内套1、导电环3、导电排4及螺杆组件6间用填充材料2模压、注塑填充，该填充材料2选用非金属绝缘材料。本实用新型采用一次成型工艺于各组件之间用填充材料2经模压、注塑成集成式整体。为了取材方便、广泛，本实施例的填充材料2选用塑料。

为了有效防止因碳粉沉积在圆柱绝缘层表面而引起相间短路，在导电环3之间的圆柱绝缘层表面设置碟形凸环5。该碟形凸环5可把沉积在圆柱绝缘层表面的碳粉隔断，加上该碟形凸环5所选用的塑料具有阻燃、耐电弧性，不怕烧蚀，从而达到较好的预防相间短路的效果。为了达到更好的阻拦碳粉的效果，导电环3之间也可设相互平行的凹槽或以其它结构替代碟形凸环5。

本实用新型的具体制作过程是：

参见图3，先将所有各相的导电环30、31、32与导电排4一端的连接按圆周间隔距离为120°均布焊接牢固，将每一相导电排4的另一端均顺内套1轴向穿过最外端的导电环32后弯折于此导电环32外端面或直接露于此导电环32的外端面并在该各相导电排4的端头设各相的导线连接孔80、81、82，并在各相导电排4的弯折处的端部分别装上螺杆组件6，每一相螺杆组件6均对应每一相导电环3固定，螺母60、螺杆70及导线连接孔80对应导电环30固定，螺母61、螺杆71及导线连接孔81对应导电环31固定，螺母62、螺杆72及导线连接孔82对应导电环32固定。接着按模具结构的要求分别把导电环3、内套1准确放置到已预热好的模具的指定位置，按所需玻纤塑料的用料量称料，并将称好的塑料放置到模具的装料仓中，按工艺所规定的压制压力开动压机施压，使压模闭合到位，并进行保温、保压，使其达到规定的保温保压的要求后卸压、脱出产品；最后除去产品上的残留毛刺，并机械加工注塑成型后的导电环3的外圆和内套1中的相关内径，在内套1中的指定位置按要求插键槽，按前述要求进行所需辅助施工并装配到位(按需要确定)，即完成集电环的制造及产品的装配。本实用新型的制造过程仅需零件加工、部件装配、焊接、压制、去毛、车内、外圆、插键槽等8道工序，取消了较难控制的压装工艺以及耗能较多的预烘、烘焙等6道工序。

以上仅仅是本实用新型的较佳实施例，根据本实用新型的上述构思，本领域的熟练人员还可对此作出各种修改和变换。例如，导电环3与导电排4的固联方式的变换，导电排4与螺杆组件6的结构变化以及连接方式的变化等等。然而，类似的这种变换和修改均属于本实用新型的实质。

Claims

1、一种电机用集成式集电环，包括内套(1)及设在内套(1)外的导电环(3)，其特征在于导电环(3)分三相均布于内套(1)外的圆周上，在各相导电环(30、31、32)径向的中心环区将导电排(4)的一端固联在各相导电环(30、31、32)上，固联后的每一相导电排(4)的另一端均顺内套(1)轴向穿过最外端的导电环(32)后，或直接露于该导电环(32)的外端面且在各相导电排(4)的端头设有各相的导线连接孔(80、81、82)；或弯折于该导电环(32)外端面并与平行于内套(1)轴的螺杆组件(6)固联，且螺杆组件(6)末端设有各相的导线连接孔(80、81、82)；在内套(1)、导电环(3)、导电排(4)及螺杆组件(6)间用填充材料(2)模压、注塑填充。

2、根据权利要求1所述的一种电机用集成式集电环，其特征在于导电环(3)之间设有相互平行的碟形凸环(5)。