发电机集电环极性转换结构的制作方法

1.本实用新型涉及发电机技术领域，尤其涉及一种发电机集电环极性转换结构。


背景技术：

2.大型汽轮发电机的励磁方式分为静态励磁和旋转整流励磁，因静态励磁方式的设备维护简单、轴系短、励磁响应速度快等特点而广泛应用。静态励磁方式的主要设备部件为集电环、碳刷、励磁母线，其工作原理是励磁母线将直流电经静置部件传递至碳刷，碳刷和随转子旋转的集电环摩擦接触，通过碳刷将直流电传递给集电环，集电环与发电机转子绕组电气连接，发电机转子绕组内通入直流电，在转轴的高速旋转下，定子膛内形成旋转磁场。
3.虽然静态励磁方式的主要设备部件少，但由于电流通过碳刷和集电环的接触面，且电流传导面随转子旋转而不断变化，因电流密度大而使得某些接触点温度高。同时，因转轴跳动等原因引起碳刷与集电环存在间隙电弧而产生的局部高温，在微观上均会使得集电环的两个极面微观上局部融化、脱落。
4.但是，集电环的极性不同，磨损情况也是有差异的。在集电环负极，电场方向为滑环指向碳刷，铜离子向碳刷方向迁移，氧化过程得到增强，反之，正极氧化过程被抑制，这是为什么集电环负极磨损快于正极的原因。
5.如果励磁系统直流输出极性不更换而长期运行，会导致集电环正负极磨损不均匀。磨损较为严重的集电环与碳刷接触状态变差，接触电阻增大，引起碳刷和集电环接触面温度升高，严重者可以造成集电环和碳刷之间产生电弧，损坏发电机的励磁设备，导致发电机非计划停机，给核电厂带来巨大的经济损失。
6.因此，需要一种发电机集电环极性转换结构来解决上述问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种发电机集电环极性转换结构，能够实现集电环极性的快速转换，达到正负极的集电环磨损均衡的目的，延长集电环的使用寿命，提高集电环与碳刷的运行可靠性。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.发电机集电环极性转换结构，包括：
10.励磁机组件，所述励磁机组件包括第一正极母排和第一负极母排；
11.转换组件，所述第一正极母排和所述第一负极母排均与所述转换组件电连接；
12.第一导线和第二导线，所述第一导线的一端与所述转换组件电连接，所述第二导线的一端与所述转换组件电连接；
13.励磁母线组件，包括第二正极母排和第二负极母排，所述第二正极母排与所述第一导线电连接，所述第二负极母排与所述第二导线电连接，所述第二正极母排能够与正极的集电环电连接，所述第二负极母排能够与负极的集电环电连接；
14.所述转换组件能够使所述第一正极母排与所述第二正极母排电连接，所述第一负极母排与所述第二负极母排电连接；或者所述第一正极母排与所述第二负极母排电连接，所述第一负极母排与所述第二正极母排电连接。
15.进一步地，所述转换组件包括间隔设置的第一接线件和第二接线件，所述第一接线件与所述第一正极母排电连接，所述第二接线件与所述第一负极母排电连接，所述第一接线件能够选择性地与所述第一导线或者所述第二导线电连接，所述第二接线件能够与未与所述第一接线件连接的第一导线或者所述第二导线连接。
16.进一步地，所述第一正极母排与所述第一接线件之间设置有第一轴向转换母线，所述第一轴向转换母线的一端与所述第一正极母排电连接，所述第一轴向转换母线的另一端与所述第一接线件电连接。
17.进一步地，所述第一负极母排与所述第二接线件之间设置有第二轴向转换母线，所述第二轴向转换母线的一端与所述第一负极母排电连接，所述第二轴向转换母线的另一端与所述第二接线件电连接。
18.进一步地，还包括第一隔离组件，所述第一接线件与所述第一轴向转换母线的连接处夹设于所述第一隔离组件内。
19.进一步地，所述第一隔离组件包括两块间隔设置的第一绝缘隔板，两块所述第一绝缘隔板通过第一绝缘螺杆连接。
20.进一步地，所述第一绝缘隔板上开设有散热槽。
21.进一步地，还包括第二隔离组件，所述第二接线件与所述第二轴向转换母线的连接处夹设于所述第二隔离组件内。
22.进一步地，所述第二隔离组件包括两块间隔设置的第二绝缘隔板，两块所述第二绝缘隔板通过第二绝缘螺杆连接。
23.本实用新型的有益效果：
24.本实用新型所提供的一种发电机集电环极性转换结构，励磁机的第一正极母排和第一负极母排均与转换组件电连接，转换组件通过第一导线和第二导线与第二正极母排和第二负极母排电连接，通过调整转换组件能够使第一正极母排与第二正极母排电连接，第一负极母排与第二负极母排电连接，实现正极集电环与负极集电环之间的正常工作；或者第一正极母排与第二负极母排电连接，第一负极母排与第二正极母排电连接，实现正极集电环与负极集电环之间的极性对换。通过上述方式，能够实现集电环极性的快速转换，达到正负极的集电环磨损均衡的目的，延长集电环的使用寿命，提高集电环与碳刷的运行可靠性。
附图说明
25.图1是本实用新型发电机集电环极性转换结构的示意图。
26.图中：
27.1、第一正极母排；11、第一轴向转换母线；2、第一负极母排；21、第二轴向转换母线；3、第一接线件；31、第一导线；4、第二接线件；41、第二导线；5、第二正极母排；6、第二负极母排；7、第一隔离组件；71、第一绝缘隔板；8、第二隔离组件；81、第二绝缘隔板。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在发电机工作的过程中，为了能够实现正极的集电环与负极的集电环之间极性的快速转换，达到正负极的集电环磨损均衡的目的，延长集电环的使用寿命，提高集电环与碳刷的运行可靠性如图1所示，本实用新型提供发电机集电环极性转换结构。发电机集电环极性转换结构包括励磁机组件、转换组件、第一导线31、第二导线41和励磁母线组件。
32.其中，励磁机组件包括第一正极母排1和第一负极母排2；第一正极母排1和第一负极母排2均与转换组件电连接；第一导线31的一端与转换组件电连接，第二导线41的一端与转换组件电连接；励磁母线组件包括第二正极母排5和第二负极母排6，第二正极母排5与第一导线31电连接，第二负极母排6与第二导线41电连接，第二正极母排5能够与正极的集电环电连接，第二负极母排6能够与负极的集电环电连接；转换组件能够使第一正极母排1与第二正极母排5电连接，第一负极母排2与第二负极母排6电连接；或者第一正极母排1与第二负极母排6电连接，第一负极母排2与第二正极母排5电连接。
33.通过调整转换组件能够使第一正极母排1与第二正极母排5电连接，第一负极母排2与第二负极母排6电连接，实现正极集电环与负极集电环之间的正常工作；或者第一正极母排1与第二负极母排6电连接，第一负极母排2与第二正极母排5电连接，实现正极集电环与负极集电环之间的极性对换。从而实现集电环极性的快速转换，达到正负极的集电环磨损均衡的目的，延长集电环的使用寿命，提高集电环与碳刷的运行可靠性。
34.进一步地，转换组件包括间隔设置的第一接线件3和第二接线件4，第一接线件3与第一正极母排1电连接，第二接线件4与第一负极母排2电连接，第一接线件3能够选择性地与第一导线31或者第二导线41电连接，第二接线件4能够与未与第一接线件3连接的第一导线31或者第二导线41连接。在本实施例中，第一接线件3和第二接线件4均为两端具有接线板的导线，在导线上套设有1000v的热缩套，保证第一接线件3和第二接线件4与周围的绝缘水平。通过上述设置，只需要调节第一导线31与第二导线41对应与第一接线件3或者第二接线件4连接即可，操作简单方便。
35.进一步地，第一正极母排1与第一接线件3之间设置有第一轴向转换母线11，第一
轴向转换母线11的一端与第一正极母排1电连接，第一轴向转换母线11的另一端与第一接线件3电连接。具体地，在本实施例中，第一轴向转换母线11为两端具有连接板的导线，在第一轴向转换母线11上套设有1000v的热缩套，保证第一轴向转换母线11与周围的绝缘水平。通过设置第一轴向转接母线，能够便于第一正极母排1与第一接线件3之间的连接。
36.进一步地，第一正极母排1与第一轴向转换母线11的连接板通过不锈钢螺栓连接，第一正极母排1的另一个连接板与第一接线件3的一个连接板通过不锈钢螺栓连接，保证连接的强度。
37.进一步地，第一负极母排2与第二接线件4之间设置有第二轴向转换母线21，第二轴向转换母线21的一端与第一负极母排2电连接，第二轴向转换母线21的另一端与第二接线件4电连接。具体地，在本实施例中，第二轴向转换母线21为两端具有连接板的导线，在第二轴向转换母线21上套设有1000v的热缩套，保证第二轴向转换母线21与周围的绝缘水平。通过设置第二轴向转接母线，能够便于第二正极母排5与第二接线件4之间的连接。
38.进一步地，第二正极母排5与第二轴向转换母线21的连接板通过不锈钢螺栓连接，第二正极母排5的另一个连接板与第二接线件4的一个连接板通过不锈钢螺栓连接，保证连接的强度。
39.进一步地，发电机集电环极性转换结构还包括第一隔离组件7，第一接线件3与第一轴向转换母线11的连接处夹设于第一隔离组件7内。通过设置第一隔离组件7，能够对第一接线件3与第一轴向转换母线11的连接处进行绝缘保护。
40.进一步地，第一隔离组件7包括两块间隔设置的第一绝缘隔板71，两块第一绝缘隔板71通过第一绝缘螺杆连接。在本实施例中，第一绝缘板和第一绝缘螺杆均为环氧玻璃材质。通过上述设置，保证绝缘性能满足需求。
41.进一步地，第一绝缘隔板71上开设有散热槽，第一接线件3与第一轴向转换母线11的连接处产生的热量，能够通过第一绝缘隔板71上的散热槽快速散出，从而防止第一绝缘隔板71的绝缘性能受到影响。
42.进一步地，发电机集电环极性转换结构还包括第二隔离组件8，第二接线件4与第二轴向转换母线21的连接处夹设于第二隔离组件8内。通过设置第二隔离组件8，能够对第二接线件4与第二轴向转换母线21的连接处进行绝缘保护。
43.进一步地，第二隔离组件8包括两块间隔设置的第二绝缘隔板81，两块第二绝缘隔板81通过第二绝缘螺杆连接。在本实施例中，第二绝缘板和第二绝缘螺杆均为环氧玻璃材质。通过上述设置，保证绝缘性能满足需求。
44.进一步地，第一绝缘隔板71上开设有散热槽，第一接线件3与第一轴向转换母线11的连接处产生的热量，能够通过第一绝缘隔板71上的散热槽快速散出，从而防止第一绝缘隔板71的绝缘性能受到影响。
45.进一步地，在工作现场，根据实际的需要和励磁机的设备结构特点，设置绝缘支撑件，利用绝缘支撑件对第一接线件3和第二接线件4进行支撑，避免第一接线件3和第二接线件4产生形变而影响运行。
46.本实施例还提供了一种使用方法，使用如上的发电机集电环极性转换结构对集电环的极性进行调整，包括如下步骤：
47.正常极性接线：
48.第一正极母排1和第一负极母排2均与转换组件电连接；
49.第一导线31的一端与转换组件电连接，第二导线41的一端与转换组件电连接；
50.第二正极母排5与第一导线31电连接，第二负极母排6与第二导线41电连接；
51.转换组件使第一正极母排1与第二正极母排5电连接，第一负极母排2与第二负极母排6电连接；
52.测量所有连接部位的接触电阻，不应大于20μω，测量第二正极母排5对地绝缘、第二负极母排6对地绝缘、第二正极母排5与第二负极母排6间绝缘，绝缘合格后即可投入运行；
53.转换极性接线：
54.第一正极母排1和第一负极母排2均与转换组件电连接；
55.第一导线31的一端与转换组件电连接，第二导线41的一端与转换组件电连接；
56.第二正极母排5与第一导线31电连接，第二负极母排6与第二导线41电连接；
57.转换组件使第一正极母排1与第二负极母排6电连接，第一负极母排2与第二正极母排5电连接；
58.测量所有连接部位的接触电阻，不应大于20μω，测量第二正极母排5对地绝缘、第二负极母排6对地绝缘、第二正极母排5与第二负极母排6间绝缘，绝缘合格后即可投入运行。
59.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。