Токоподвод ротора элетрической машины Советский патент 1980 года по МПК H02K13/02 

1

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструк циям токоподвода ротора турбогенератора,

Известен токоподвод, состоящий из контактного коль,ца, выполненного из высокопрочной стали, на котором установлены щетки, и мецных. вьфавнивающих (распределительных) колец, расположенных на противоположных торцах контактного кольца и соединённых между собой медными шинами ij

Наиболее близким к предлагаемому является токоподвод, состоящий из контактного и распределительного колец, выполненных из материала с хорошей электропровопностью (меди), с вмонтированной в последний шиной для соединения с вьшодным концом обмотки ротора генератора. Для равномерного распределения тока между контактным и распределительным кольцами введен дополнительный электропроводный слой, выполненный в виде прокладок из материала с различной токопроводимостью, расположенных в порядке возрастания проводимости по мере удаления по проводимости по мере удаления по дуге окружности от места крепления шины 2 .

Однако токоподвод сложен в изготовлении, так как для удовлетворительной его работы требуется определенное число прокладок с празличной проводимостью, каждую из которых необходимо надежно фиксировать с помощью дополнительных крепежных элементов или соединять Между собой, например сваркой или пайкой, при этом для равног мерного распределения тока -по сопрягаемой поверхности контактного кольца с распределительным необходимо повышать технологические требования в отношении чис.тоты механической обработки контактируемых поверхностей и тщательной сборки узла по сравнению с таким же .токоподводом, но без прокладок. 3 Кроме этого, устройству свойственно недостаточно плавное распределение тока по дуге окружности, так как дополнительный электропроводный ,слой состоит из отдельных прокладок, проводимость которых изменяется по дуге окружностиСкачкообразно. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности токоподвода,,. Для постижения этой дели в известдгом токоподводе ротора электрической машины, например турбогенератора, содержащем контактное кольцо, контактирующее с ротором посредством дополнительного слоя, выполненнЪго из материа;.а с меньшим, чем у материала ко тактного кольца, удельным электрически сопротивлением, распределительное коль цо с токоподводящей шиной, дополнитель ный слой выполнен из однородного материала, например материала, распределительного кольца, и имеет переменну по дуге окружности площадь сечения, возрастающую по мере удаления от мес крепления к распределительному кольцу токоподводящей шины. В предлагаемом устройстве- дополнительный слой может быть выполнен зао но с распределительным кольцом. На фиг, 1 схематически изображен токопошаод, продольный разрез; на фиг. 2 - то же;на фиг.. 3 - на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1|на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 2;1на фиг. 6 - разрез на фиг. 3. jB конструкции токоподвода контактно кольцо. 1, выполненное из высокопрочно стали, насажено через изоляцию 2 на вал 3, в торцовой части которого установлено медное распределительное кольцо 4, в которое вмонтирована токоподво дящая шина 5,. В рервом варианте конструкции (фиг. I и 4)- прижатие распределительного кольца 4 к торну контактного I осуществлено болтами (на чертже не показ ны). Торцовая поверхность кольца 4, Контактирующая с торцовой поверхностью кольца 1, проточена с эксцентриситетом относительно центральной оси кольца 1 на некоторую глубину, например на 1 м за счет в кольце 4 образован допо нительный выступающий слой б, выполня щий проль прокладки. При этом по мере удаления по дуге окружности от места крепления шины 5 площадь контакта по торцу колец L и 4 плавно увеличивается Во втором варианте конструкции (фиг. 2и 5) прижатие кольца 4 к торцу кольца 1 не осуществлено, а электрический Контакт дополнительного выступающего . слоя 6 и втулки с кольцом 4 осуществлен неразъемным способом, например сваркой взрывом или разбальцовкой. Внутренняя поверхность колец 1 и 4, а также наружная поверхность . ,дополнительного слоя 6 выполнена с эксцентриситетом по отношению к центральной оси кольца 1, причем эксцентриситет выполнен таким образом, что площадь сечения слоя 6 увеличивается- по дуге окружности по мере удаления от места крепления шины 5, а площадь сечения колец 1 и 4 соответстведаю уменьшается. В третьем варианте конструкции (фиг, 3и 6) дополнительный выступающий слой 6 выполнен в виде трубок, вставленных в аксиальные вентиляционные Ътверстия, расположенные по дуге окружности. Соединение слоя 6, выполненного в виде трубок, с кольцом 4 осуществлено также неразъемным способом, например сваркой взрывом или развальцовкой. Каждая трубка, образующая слой 6, имеет различную площадь поперечного сечения,. Трубки расположены в порядке возрастания их поперечного сечения по мере удаления от места крепления шины 5. . Для улучшения токораспределения по контактному кольцу 1, а также на наружную цилиндрическую и торцовую по- . верхности кольца 4, не явл5пощиеся токопроводящими сопрягаемого слоя 6 с кольцом 1, нанесен слой изолир тощего вещества, например лака. Устройство работает следующим образом. При работе токоподвода происходит перетекание электрического тока от шины 5 и распределительного кольца 4 к контактному кольцу 1 или в обратном порядке - через дополнительный слой 6, при этом одновременно с увеличением расстояния от шины 5 до. места подхода тока к поверхности кольца I увеличивается длина пути тока и сопротивление атому току. В то же время выполнение дополнительного слоя 6 и кольца 1 разнотолщинными по дуге окружности, т.е. более толстым первого к более тонким второго в более отдаленном участке , уменьшает длину участка пути тока по материалу кольца I в радиальном направлении последнего. Но поскольку алектропроводиостъ стали кольца I меньше, чем электропроводность меди слоя 6, то полное сопротивление разных по длине участков примерно одинаковое. В результате электрическое сопротив: ление по всем линиям тока до поверхности кольца 1, начиная от места крепл ния шины 5 до диаметрально противо положной точки, имеет приблизительно одну и ту же величину, что обеспечивае плавное распределение.тока по дуге окружности контактного кольца 1. Таким образом, благодаря тому, что дополнительный слой токоподвода выполнен из оонороцного материала, например материала распределительного кольца, и имеет переменную по дуге окружности площаць сечения, возрастающую по мере удаления .от места крепления к распределительному кольцу токоподводяшей шины, обеспечивается надежность работы щеточно-контактного узла т.е. увеличивается срок безостановочной работы турбоагрегата при равномерном распределении тока по ширине и пуге каждого кольца. Кроме того, упрощается конструкция токоподвода. Формула изобретения 1. Токоподвоа ротора электрической машины, например турбогенератора, соцержаг-ций контактное кольцо, контактирующее с ротором посредством дополнительного слоя, выполненного из материала с меньшим, чем у материала контактного- кольца, удельным электри--. ческим сопротивлением, распределительу „ое кольцо с токоподводящей шиной, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности Токоподвода, дополнительный слой выполнен из однородно- го материала, например материала раса . рецелительного кольца, и имеет переме ную по дуге окружности площадь сечения} возрастающую по мере удаления от места крепления к распределительному,кольцу токоподводяшей шиньи Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Титков М. И. Проектирование электрических машин. Л., Изд -во Ленинградск. политехн. ин-та, 1974, вып. I, с. 174-175. 2,Авторское свидетельство СССР № 256043, Кл, Н02 К 13/02, 1970.

Фиг А //7/ ///////

79О073

В - В