碳刷的安装结构和发电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种碳刷的安装结构和发电机，该碳刷的安装结构包括刷架(1)、刷握(2)、碳刷(3)和恒压弹簧(4)，筒状的所述刷握(2)环绕长条状的所述碳刷(3)的外周部安装在所述刷架(1)上，所述恒压弹簧(4)朝向所述碳刷(3)的轴向一端施加偏压力，以使得所述碳刷(3)的轴向另一端能够从所述刷握(2)中轴向向外伸出。该碳刷的安装结构消除了碳刷的振动和接触不良的问题，确保发电机运行的安全可靠性。
【专利说明】
碳刷的安装结构和发电机
技术领域
[0001]本实用新型涉及能源化工，具体地，涉及一种碳刷的安装结构和具有该碳刷的安装结构的发电机。【背景技术】
[0002]碳刷作为一种滑动接触件，是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置。
[0003]由于发电机定子磁场不可能绝对均匀等原因，在发电机转子上便会产生几伏或更高的电势差。由于发电机转子和轴承、大地所构成的回路阻抗很小，就可能形成很大的轴电流。为阻止该电流的形成，通常在发电机励磁机侧所有轴承下垫装了绝缘片，以将轴电流通路隔断。同时，由于发电机大轴对地有电位差，就可能造成大轴通过轴瓦油隙对地放电，造成轴瓦电烧伤。因此为了保证大轴与地同电位，应该在发电机汽轮机侧装设大轴接地碳刷。 在电机运行过程中需要碳刷始终与电机转子保持接触状态，从而达到将旋转中的发电机转子轴电流与接地系统导通，使得转子轴电压始终维持在安全电压以下。
[0004]然而，传统的碳刷的安装结构在使用过程中碳刷极易磨损刷握，碳刷晃动剧烈而导致打火，而且碳刷磨损较快且接触不良，使得发电机存在较多的安全隐患。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种碳刷的安装结构和发电机，该碳刷的安装结构消除了碳刷的振动和接触不良的问题，确保发电机运行的安全可靠性。
[0006]为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种碳刷的安装结构，该碳刷的安装结构包括刷架、刷握、碳刷和恒压弹簧，筒状的所述刷握环绕长条状的所述碳刷的外周部安装在所述刷架上，所述恒压弹簧朝向所述碳刷的轴向一端施加偏压力，以使得所述碳刷的轴向另一端能够从所述刷握中轴向向外伸出。
[0007]优选地，所述刷握为两端开口的筒柱，所述刷握的外壁上设有沿轴向延伸的长条形安装孔，所述刷握安装在所述刷架上且轴向安装位置可调。
[0008]优选地，所述刷架上设有刷握安装孔，所述刷握通过贯穿所述刷握安装孔和所述长条形安装孔的紧固件安装位置可调地安装在所述刷架上。
[0009]优选地，所述恒压弹簧包括插片以及设置在所述插片的侧端部的卷簧，所述卷簧能够沿所述插片的长度方向舒展，所述插片的两端分别插装在所述刷握的两侧，所述卷簧抵压在所述碳刷的轴向一端上。
[0010]优选地，所述碳刷上连接有刷辫，所述刷架上还设有刷辫固定孔，所述刷辫通过紧固件固定在所述刷辫固定孔中。[〇〇11]优选地，所述刷架为扇形板，所述刷握沿所述扇形板的径向布置。
[0012]优选地，所述刷架上等间距安装有多个所述刷握。
[0013]此外，根据本实用新型的另一方面，提供了一种发电机，该发电机包括转子轴和环绕所述转子轴的机盖，所述机盖上设有沿所述转子轴的周向间隔布置的多个安装座，所述发电机还包括所述的碳刷的安装结构，所述刷架安装在所述安装座上，所述刷握沿所述转子轴的径向安装在所述刷架上，所述碳刷的向外伸出的轴向一端与所述转子轴的外周面相接触。
[0014]优选地，所述刷架上还设有固定安装孔，所述安装座由所述机盖的表面向外延伸， 所述安装座的延伸端设有外螺纹，所述延伸端穿过所述固定安装孔并通过螺母紧固，使得所述刷架安装在所述安装座上。[〇〇15]优选地，所述碳刷的安装结构还包括套设在所述固定安装孔内的绝缘套管，所述绝缘套管的两端形成向外翻边。
[0016]通过上述技术方案，本实用新型通过将传统的碳刷安装结构中的弹簧设计为恒压弹簧，使得恒压弹簧对刷握中的碳刷进行压紧，从而消除了碳刷在刷握中的振动，恒压弹簧能够使得碳刷的一端向外伸出，并且始终保持与发电机的转子轴的周壁的接触状态，从而克服了碳刷接触不良的问题，保证了发电机运行的安全可靠性。
[0017]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1是根据本实用新型的优选实施方式的碳刷的安装结构的结构示意图；
[0020]图2是根据本实用新型的优选实施方式的碳刷的安装结构的俯视示意图。
[0021]附图标记说明
[0022]1刷架2刷握[〇〇23]3碳刷4恒压弹簧
[0024]5机盖6安装座[〇〇25]7转子轴8绝缘套管
[0026] 11 刷辫固定孔 12固定安装孔
[0027]13导线孔
[0028]41插片42卷簧【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0030]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
[0031]参见图1和图2,图1显示了根据本实用新型的优选实施方式的一种碳刷的安装结构的结构示意图，图2显示了根据本实用新型的优选实施方式的一种碳刷的安装结构的俯视示意图。其中，该碳刷的安装结构包括刷架1、刷握2、碳刷3和恒压弹簧4,筒状的刷握2环绕长条状的碳刷3的外周部安装在刷架1上，恒压弹簧4朝向碳刷3的轴向一端施加偏压力，以使得碳刷3的轴向另一端能够从刷握2中轴向向外伸出。
[0032]其中，本实用新型的碳刷的安装结构将传统的碳刷安装结构中的弹簧设计为恒压弹簧4,使得恒压弹簧4对刷握2中的碳刷3进行压紧，从而消除了碳刷3在刷握2中的振动。恒压弹簧4能够使得碳刷3的轴向一端向外伸出，并且始终保持与发电机转子轴7的周壁相互接触，从而克服了传统碳刷3接触不良的缺陷，保证了发电机运行的安全可靠性。
[0033]其中，碳刷3通常设计为长条状，因而刷握2也通常设计为环绕长条状碳刷3的筒状壳体，即碳刷3容纳于形成为筒状壳体的刷握2中。在本实用新型的优选实施方式中，刷握2 的高度(即固定碳刷3的高度)不低于50_。具体地，本实用新型的碳刷的安装结构通过恒压弹簧4向碳刷3的轴向一端施加恒定的偏压力，使得碳刷3随着与转子轴7的磨损而长度变短的同时，恒压弹簧4能够始终向下推动碳刷3,使得碳刷3始终保持与转子轴7相互接触的状态，从而解决了碳刷3接触不良的问题。
[0034]特别优选地，刷握2为两端开口的筒柱，刷握2的外壁上设有沿轴向延伸的长条形安装孔，刷握2安装在刷架1上且轴向安装位置可调。筒柱的刷握2的两端开口为相对设置的开口，其中，刷握2—端的开口朝向转子轴7设置，另一端的开口与之相反。碳刷3容纳于筒柱的刷握2中，碳刷3轴向的一端通过抵压在其上方的恒压弹簧4向下偏压碳刷3,使得碳刷3轴向的另一端从朝向转子轴7设置的刷握2—端的开口向外伸出，以与转子轴7相接触。
[0035]有时由于碳刷3的长度过短，即使通过恒压弹簧4也无法使碳刷3与转子轴7相接触，因此本实用新型在刷握2的外壁上设有沿轴向延伸的长条形安装孔，刷握2安装在刷架1 上且轴向安装位置可调。具体地，刷架1上设有刷握安装孔，刷握2通过贯穿刷握安装孔和长条形安装孔的紧固件安装位置可调地安装在刷架1上。其中，特别优选地，刷架1上的刷握安装孔是圆形孔。在刷握2的外壁上设置长条形安装孔，使得操作人员可以根据实际情况调节刷握2的安装高度，S卩，将刷握2放置在所需要的安装位置后，使得长条形安装孔的部分与刷握安装孔对齐，通过紧固件贯穿对齐的长条形安装孔和刷握安装孔，从而将刷握2固定至所需要的安装位置上，实现了刷握2的安装位置可调。
[0036]在本实用新型的一种实施方式中，特别地，恒压弹簧4包括插片41以及设置在插片 41的侧端部的卷簧42,卷簧42能够沿插片41的长度方向舒展，插片41的两端分别插装在刷握2的两侧，卷簧42抵压在碳刷3的轴向一端上。具体地，插片41被弯曲，其两端被分别插装至刷握2的两侧，其中刷握2的两侧设有插装插片41两端的安装部。在初始状态，卷簧42的至少部分处于沿插片41的长度方向舒展的状态，卷簧42未舒展的部分抵压在碳刷3的轴向一端上。在运行过程中，碳刷3随着与转子轴7的磨损而长度逐渐减小时，卷簧42未舒展的部分能够抵压碳刷3的轴向一端，使得碳刷3的轴向另一端向下伸出，而能够始终保持碳刷3与转子轴7之间相互接触的状态。与此同时，卷簧42沿插片41的长度方向舒展的部分，逐渐恢复至卷曲的状态。由于卷簧42随着碳刷3长度的变化而舒展或卷曲，使得碳刷3受到恒定的偏压力，因而使得碳刷3始终能够保持与转子轴7之间的相互接触。[〇〇37]在本实用新型的优选实施方式中，参见图1，其中仅有插片41的一个侧端部上设有卷簧42,该卷簧42抵压在碳刷3的轴向一端上。但本实用新型并不局限于此，也可以在插片 41的两个侧端部上均设置卷簧42,使得两个卷簧42同时抵压在碳刷3的轴向一端上。
[0038]为了确保碳刷3导电连接的可靠性和安全性，特别地，碳刷3上连接有刷辫，刷架1 上还设有刷辫固定孔11，刷辫通过紧固件固定在刷辫固定孔11中。碳刷3上连接有刷辫是为了保证可靠连接导通电流，对于导通电流相对大些的碳刷3,不可能依靠刷架1去导通电流， 因为碳刷3与刷架1的接触电阻较大，就会引起发热，甚至烧毁刷架1，因此通过刷辫来导通电流，刷架1只起握持碳刷3的作用。刷辫通过紧固件固定在刷辫固定孔11中，使得刷辫不致与其他部件缠绕或干涉其他部件。
[0039]在本实用新型的一种实施方式中，刷架1为扇形板，刷握2沿扇形板的径向布置。由于碳刷3作为一种滑动接触件，其通常要与轴的外周壁滑动接触，因此为了使得碳刷3能够很好地与轴的外周壁贴合，因而将刷架1设计为扇形板。优选地，该扇形板的弧度与碳刷3所贴合的轴的弧度相同。但本实用新型并不局限于此，刷架1还可以为环形板，例如，在本实用新型的优选实施方式中，刷架1为厚度6mm、直径为500mm的环形铜板;也可以为其他形状的板。特别优选地，刷架1的形状与碳刷3所贴合的部件的横截面形状相同或相似。
[0040]特别地，刷架1上间隔地安装有多个刷握2。即，同一个刷架1上可间隔地安装有多个刷握2,每个刷握2中均设有碳刷3,从而满足不同工作情况的需要。如图1和图2所示，刷架 1上安装有两个刷握2。
[0041]此外，本实用新型还提供了一种发电机，如图2所示，该发电机包括转子轴7和套设于转子轴7的端部的机盖5,机盖5上设有沿转子轴7的周向间隔布置的多个安装座6,发电机还包括碳刷的安装结构，刷架1安装在安装座6上，刷握2沿转子轴7的径向安装在刷架1上， 碳刷3的向外伸出的轴向一端与转子轴7的外周面相接触。其中，安装座6从机盖5的表面且垂直于机盖5的表面向外延伸。刷架1为与转子轴7的弧度相同的扇形板，刷握2沿转子轴7的径向安装在刷架1上，使得碳刷3的轴向一端与转子轴7的外周壁始终相接触，从而解决了碳刷3接触不良的问题，也确保发电机的安全可靠性。
[0042]特别地，刷架1上还设有固定安装孔12,安装座6由机盖5的表面向外延伸，安装座6 的延伸端的外周壁上设有外螺纹，延伸端穿过固定安装孔12并通过螺母紧固，以使得刷架1 安装在安装座6上。通过将延伸端穿过固定安装孔12并通过螺母紧固，使得刷架1稳固地安装在发电机的机盖5上，从而消除了刷架1的振动，以及碳刷3在刷握2中的晃动，增强了发电机的安全可靠性。
[0043]为了避免刷架1将电流传导至机盖5上，特别地，碳刷的安装结构还包括套设在固定安装孔12内的绝缘套管8,绝缘套管8的两端形成向外翻边。此外，刷架1上还设有用于贯穿导线的导线孔13。[〇〇44]综上所述，刷架1上共设有刷握安装孔、刷辫固定孔11、固定安装孔12和导线孔13， 刷握2上设有长条形安装孔，刷握2中容纳有碳刷3,刷握2上安装有恒压弹簧4。本实用新型通过恒压弹簧4对碳刷3施加恒定的偏压力，并通过刷握2上的长条形安装孔来调节刷握2的安装高度，从而确保碳刷3与转子轴7能够始终保持接触，以解决碳刷3与转子轴7接触不良的问题，从而提高发电机的安全可靠性。
[0045]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0046]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0047]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种碳刷的安装结构，其特征在于，该碳刷的安装结构包括刷架(1)、刷握(2)、碳刷 (3)和恒压弹簧(4)，筒状的所述刷握(2)环绕长条状的所述碳刷(3)的外周部安装在所述刷 架(1)上，所述恒压弹簧(4)朝向所述碳刷(3)的轴向一端施加偏压力，以使得所述碳刷(3) 的轴向另一端能够从所述刷握(2)中轴向向外伸出。2.根据权利要求1所述的碳刷的安装结构，其特征在于，所述刷握(2)为两端开口的筒 柱，所述刷握(2)的外壁上设有沿轴向延伸的长条形安装孔，所述刷握(2)安装在所述刷架 (1)上且轴向安装位置可调。3.根据权利要求2所述的碳刷的安装结构，其特征在于，所述刷架(1)上设有刷握安装 孔，所述刷握(2)通过贯穿所述刷握安装孔和所述长条形安装孔的紧固件安装位置可调地 安装在所述刷架(1)上。4.根据权利要求1所述的碳刷的安装结构，其特征在于，所述恒压弹簧(4)包括插片 (41)以及设置在所述插片(41)的侧端部的卷簧(42)，所述卷簧(42)能够沿所述插片(41)的 长度方向舒展，所述插片(41)的两端分别插装在所述刷握(2)的两侧，所述卷簧(42)抵压在 所述碳刷(3)的轴向一端上。5.根据权利要求1所述的碳刷的安装结构，其特征在于，所述碳刷(3)上连接有刷辫，所 述刷架(1)上还设有刷辫固定孔(11)，所述刷辫通过紧固件固定在所述刷辫固定孔(11)中。6.根据权利要求1所述的碳刷的安装结构，其特征在于，所述刷架(1)为扇形板，所述刷 握(2)沿所述扇形板的径向布置。7.根据权利要求1所述的碳刷的安装结构，其特征在于，所述刷架(1)上间隔地安装有 多个所述刷握(2)。8.—种发电机，该发电机包括转子轴(7)和套设于所述转子轴(7)的端部的机盖(5 )，其 特征在于，所述机盖(5)上设有沿所述转子轴(7)的周向间隔布置的多个安装座(6)，所述发 电机还包括根据权利要求1至7中任意一项所述的碳刷的安装结构，所述刷架(1)安装在所 述安装座(6)上，所述刷握(2)沿所述转子轴(7)的径向安装在所述刷架(1)上，所述碳刷(3) 的向外伸出的轴向一端与所述转子轴(7)的外周面相接触。9.根据权利要求8所述的发电机，其特征在于，所述刷架(1)上还设有固定安装孔(12)， 所述安装座(6)由所述机盖(5)的表面向外延伸，所述安装座(6)的延伸端的外周壁上设有 外螺纹，所述延伸端穿过所述固定安装孔(12)并通过螺母紧固，以使得所述刷架(1)安装在 所述安装座(6)上。10.根据权利要求9所述的发电机，其特征在于，所述碳刷的安装结构还包括套设在所 述固定安装孔(12)内的绝缘套管(8)，所述绝缘套管(8)的两端形成向外翻边。
【文档编号】H02K13/00GK205583898SQ201620429008
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】石宗国, 纪强
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 江苏国华陈家港发电有限公司