DE2036767C3 - Kontakteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontakteinrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren, bei der sich ein Verteilungsring, an welchen eine Stromzuleitungsschiene angeschlossen ist, in Umfangsrichtung längs eines Schleifringes erstreckt und zwischen Schleifring und Verteilungsring Einlagen angeordnet sind. Eine Kontakteinrichtung dieser Art ist aus der deutschen Patentschrift 8 66 524 bekannt.

Bei dieser bekannten Einrichtung besteht der Schleifring aus einem elektrisch verhältnismäßig schlecht leitenden Werkstoff wie Kohle oder Eisen. Soweit er aus Kohle besteht, ist die an den kupfernen Verteilungsring anstoßende Stirnfläche des Schleifrings unter Bildung der erwähnten Einlage metallisiert, z. B. verkupfert oder verzinnt

Der kupferne Verteilungsring führt hier eine gewisse Vergleichmäßigung des Stromübergangs herbei, was sich insbesondere aus der wesentlich größeren Leitfähigkeit des Kupfers des Verteilungsrings gegenüber der Leitfähigkeit des Schleifringmaterials erklärt

Die durch die bekannte Maßnahme zu erwartende Vergleichmäßigung des Stromübergangs würde nicht ausreichen für die großen Erregerströme, die bei Turbogeneratoren großer Leistung fließen. Der Strom wird in diesem Falle zum größten Teil den kürzesten Weg wählen, d.h. in der Gegend der Zuleitung zum Verteilungsring auch auf den Schleifring übergehen. Es tritt eine ungleichmäßige Erwärmung des Schleifrings und eine Überhitzung des Abschnitts in der Nähe der Zuleitungsschiene auf. Dies wiederum führt zu einer Verformung, zu Vibrationen, zur Erwärmung auch der Bürsten und Schleifringe und im Ergebnis zur Verminderung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer.

Durch die Erwärmung der Schleifringe kann auch deren Preßsitz auf der Welle verlorengehen, was zum Ausfall des Turbogenerators führt.

Die vorstehend beschriebenen Nachteile treffen auch für eine weitere Konstruktion zu, die aus dem Buch von V. V. Titov, G. M. Chutoreckij und anderen »Turbogeneratoren. Berechnung und Konstruktion«, Verlag »Energie«, Leningrader Abteilung, 1967, S. 244 bis 248, bekannt ist Auch hier besteht die Kontakteinrichtung aus einem Schleifring, an dem die Bürsten angeordnet sind und einem flachen, an der Stirnseite des Schleifrings befestigten Verteilungsring, an dem die Stromzuleitungsschiene befestigt ist Hier können zur Vergleichmäßigung des Stroms über den Schleifring und somit über die Bürsten zwei untereinander verbundene Verteilungsringe an beiden Stirnseiten des Schleifrings vorgesehen sein. Die beschriebene Ungleichmäßigkeit der Stromverteilung in Umfangsrichtung wird hierdurch nicht beseitigt

Aus der DE-PS 7 40421 ist eine Stromwenderkonstruktion mit mehreren parallelgeschalteten Bürsten s bekannt, bei der zur Vergleichmäßigung des Stroms auf die mehreren Bürsten der Widerstand der Stromwenderlamellen in Richtung auf den Wicklungsanschluß hin abnimmt Eine Anwendung dieses Gedankens auf die vorliegende Problematik, die zu einem Schleifring ίο führen würde, dessen Widerstand von der Anschlußstelle der Stromzuleitungsschiene ausgehend in Umfangsrichtung zunimmt ist praktisch kaum verwirklichbar.

Aus der DE-PS 9 06 720 ist noch eine Schleifringkonstruktion bekannt, bei der ein Verteilungsring mittels gleichmäßig auf dem Umfang verteilter elektrisch leitender Fortsätze mit dem aus Kohle bestehenden Schleifring verbunden ist Hier geht es jedoch nur um die Beseitigung der Gefahr des Sprengens des Kohleschleifrings und die Fortsätze haben gleiche Leitfähigkeit so daß eine Vergleichmäßigung der Stromeinleitung nicht angestrebt und nicht erreicht ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine Kontakteinrichtung, insbesondere für Turbogeneratoren großer Leistung zu schaffen, die eine zuverlässige und gleichmäßige Verteilung des Stroms der Zuleitungsschiene auf den Schleifring gewährleistet

Ausgehend von einer Kontakteinrichtung der eingangs beschriebenen Art wird hierzu erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Einlagen symmetrisch zur Stromzuleitungsschiene angeordnet sind und die elektrische Leitfähigkeit dieser Einlagen mit dem Abstand von der Stromzuleitungsschiene zunimmt

Die vorgeschlagene Kontakteinrichtung gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Stroms im Schleifring und somit auch in den Bürsten, verhindert Verformungen und Vibrationen des Kontaktrings sowie die Erwärmung der Ringe und der Bürsten und beeinträchtigt nicht den Preßsitz des Schleifrings auf der Maschinenwelle. Der Bürstenverschleiß ist geringer und die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Einrichtung insgesamt erhöht Die vorgeschlagene Kontakteinrichtung ist geeignet für Turbogeneratoren bis 2000 MW Leistung.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1, 2 die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung mit flachem Verteilungsring.

Fig.3, 4 die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung mit zylindrischem Verteilungsring.

Die Kontakteinrichtung (F i g. 1 und 2) besteht aus dem Schleifring 1, an dem die Bürsten gleiten (nicht gezeigt), und dem flachen, an dem Schleifring 1 stirnseitig anliegenden Verteilungsring 2.

Die Stromzuleitungsschiene 3 ist an dem Verteilungsring 2 befestigt und von dem Schleifring durch die Zwischenlage 4 isoliert. Zwischen dem Schleifring 1 und dem Verteilungsring 2 sind die als Segmente ausgeführten und symmetrisch beiderseits der Stromzuleitungsschiene 3 am Umfang des Verteilungsringes 2 angeordneten stromleitenden Einlagen 5, 6 und 7 angeordnet. Die Einlagen 5, 6, 7 sind aus Material mit verschiedener Leitfähigkeit ausgeführt, wobei die Einlage 5, die unmittelbar mit der Stromzuleitungsschiene 3 in Berührung steht, die kleinere Leitfähigkeit hat, während die Einlagen 6, 7 eine mit der Entfernung von der Stromeuleitungsschiene zunehmende Leitfähigkeit

aufweisen.

Wie auch bei den bekannten Kontakteinrichtungen ist der Schleifring 1 von der Läuferwelle 8 durch die Isclation 9 isoliert, während die Stromzuleitungsschiene 3 mit den Schrauben 10 der Stromzuleitung verbunden ist

Bei der Speisung der Erregerwicklung (nicht gezeigt) mit Strom fließt letzterer von dem Schleifring 1 zum Verteilungsring 2 über die Einlagen 5, 6 und 7. Hierbei wird der Stroi-i wegen der verschiedenen Leitfähigkeit der Einlagen 5,6 und 7 über diese gleichmäßig verteilt

Bei elektrischen Maschinen von großer Leistung, wo die Erregerströme große Werte erreichen, ist es zweckmäßig, eine maximale Berührungsfläche zwischen beiden Ringen zu sichern.

In diesem Falle (Fi g. 3 und 4) ist der Verteilungsring 11 zylinderförmig ausgeführt und auf diesem sitzt der Schleifring 12.

Der Verteilungsring ist seitens des Schleifringes 12 mit einer Nut versehen, in der die Stromzuleitungsschiene 13 eingelegt und befestigt ist. Beiderseits der Stromzuleitungsschiene sind zwischen den Ringen 11 und 12 die Einlagen 14, 15 und 16 angeordnet Die Einlage 14 hat die kleinste Leitfähigkeit, während die Einlagen 15 und 16 größere Leitfähigkeit aufweisen.

Die Arbeitsweise der Kontakteinrichtung ist der nach der ersten Ausführungsvariante ähnlich.

Bei beiden Ausführungen der Kontakteinrichtung ist die Länge der Einlagen 5, 6, 7 und 14, 15,16 kleiner als die halbe Umfangslänge des Ringes 2 und 11.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kontakteinrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren, bei der sich ein Verteilungsring, an welchen eine Stromzuleitungsschiene angeschlossen ist, in Umfangsrichtung längs eines Schleifringes erstreckt und zwischen Schleifring und Verteilungsring Einlagen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (5,6,7; 14,15,16) symmetrisch zur Stromzuleitungsschiene (3; 13) angeordnet sind und die elektrische Leitfähigkeit dieser Einlagen mit dem Abstand von der Stromzuleitungsschiene (3; 13) zunimmt