專利名稱：在外殼外面安裝集電滑環(huán)的同步電機(jī)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步電機(jī)，在它的機(jī)殼外面裝有集電滑環(huán)裝置，它包復(fù)著集電環(huán)，這些集電滑環(huán)相互絕緣地固定在一個(gè)軸上。
本發(fā)明還涉及制造這樣一種集電滑環(huán)裝置的方法。
同步機(jī)的集電滑環(huán)是由直流饋電的，人們大量使用的鋼質(zhì)集電滑環(huán)具有兩個(gè)極，一個(gè)陰極和一個(gè)陽(yáng)極。集電滑環(huán)可以通過與集電滑環(huán)套筒絕緣安裝，或直接絕緣地安裝在非運(yùn)行側(cè)的電機(jī)軸上(參見由Springer出版社柏林，海德堡、紐約于1967年出版的署名為Wiedemanm/Kellenberger的題為“電機(jī)結(jié)構(gòu)”一文的第392頁(yè)中的第386-387)。這種技術(shù)已使用多年，其前提條件是，NS軸應(yīng)使這兩個(gè)集電滑環(huán)能被推開。
在新式組合渦輪機(jī)組中，一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)與一熱電廠組合在一起，以便將燃?xì)廨啓C(jī)的廢熱用于推動(dòng)汽輪機(jī)，從而由該燃?xì)廨啓C(jī)和該汽輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)一渦輪發(fā)電機(jī)(SSPT-單軸功率鏈)。在這種單軸裝置中，裝在燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)之間的發(fā)電機(jī)在兩個(gè)軸端上具有聯(lián)軸器。位于滑環(huán)側(cè)的軸端上的聯(lián)軸器是常規(guī)聯(lián)軸器，一般采用凸緣聯(lián)軸器。而在另一軸端上的聯(lián)軸器必須允許這兩個(gè)滑環(huán)能通過該軸端反拉伸(Stulpen)。為此需采用具有楔的熱壓連接，以便將扭矩從熱機(jī)傳送給發(fā)電機(jī)。因此滑環(huán)應(yīng)具有這樣的內(nèi)徑，使它能通過一法蘭連接滑動(dòng)，并且在聯(lián)軸器之后的一個(gè)軸凸緣上予以固定，這樣導(dǎo)致滑環(huán)的外直徑過大，會(huì)造成圓周速度的超速和損害轉(zhuǎn)子動(dòng)力系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是提供一種在機(jī)殼外面裝有滑環(huán)的同步電機(jī)，它的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度及其懸臂尺寸并未加長(zhǎng)，可使用常規(guī)的滑環(huán)裝置。本發(fā)明的又一目的是提供制造這種機(jī)器的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，將滑環(huán)安裝在一個(gè)與發(fā)電機(jī)主軸分離的滑環(huán)軸上，它們之間通過一可拆卸的第一聯(lián)軸器連接，這個(gè)滑環(huán)軸的遠(yuǎn)離電機(jī)的軸端上具有一法蘭聯(lián)接，它與該滑環(huán)軸通過焊接連接，這個(gè)法蘭聯(lián)接構(gòu)成半個(gè)第二聯(lián)軸器。
本發(fā)明的制造方法的特征在于在裝有第一聯(lián)軸器的滑環(huán)軸的一側(cè)上推入兩個(gè)滑環(huán)，接著在該滑環(huán)軸的自由端上過盈地連接一第二聯(lián)軸器法蘭，之后通過熱處理消除應(yīng)力，并將該法蘭扭轉(zhuǎn)到其標(biāo)稱尺寸，最后將兩滑環(huán)絕緣地固定到該滑環(huán)軸上，同樣地旋轉(zhuǎn)到標(biāo)稱尺寸上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于-滑環(huán)軸直至其聯(lián)軸器法蘭的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短；-不必通過熱壓連接和附加楔傳遞短路力矩；-由于具有小尺寸，短的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和小尺寸的懸掛物，改善了轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性；-通過附加的法蘭聯(lián)接，滑環(huán)裝置及其滑環(huán)軸或整個(gè)發(fā)電機(jī)在必要時(shí)(如修理時(shí)或維護(hù)時(shí))能夠側(cè)向脫出。
下面根據(jù)附圖所展示的實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
附圖給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，附圖為

圖1是一已有設(shè)備的單軸示意圖，該設(shè)備是由一燃?xì)廨啓C(jī)和一驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的渦輪機(jī)組合構(gòu)成的熱組合設(shè)備；圖2是圖1所示的渦輪機(jī)的滑環(huán)裝置的縱剖面圖或側(cè)視圖。
在圖1中，燃?xì)廨啓C(jī)1和汽輪機(jī)2通過聯(lián)軸器4和5與渦輪發(fā)電機(jī)3的兩個(gè)軸相連接。符號(hào)6代表裝在渦輪發(fā)電機(jī)的外殼之外的滑環(huán)裝置。出于完整性考慮，在汽輪機(jī)2和汽輪機(jī)側(cè)的聯(lián)軸器5之間還裝有一解脫離合器7。這樣的結(jié)構(gòu)稱為單軸設(shè)備。
如開頭所述的，這種由雙側(cè)驅(qū)動(dòng)的渦輪發(fā)電機(jī)存在缺陷，即集電環(huán)(滑環(huán)裝置6)通過聯(lián)接法蘭能反拉伸。為此，本發(fā)明將這個(gè)滑環(huán)裝置6安裝到一個(gè)分離的滑環(huán)軸上。
為此，如圖2所示，滑環(huán)8、9通過一個(gè)與聯(lián)接法蘭12、13相連的可拆卸的第一聯(lián)軸器11安裝到一個(gè)與電機(jī)主軸10相分離的中空的滑環(huán)軸14上。這個(gè)滑環(huán)軸14的遠(yuǎn)離電機(jī)的(abgewandten)一端上具有一個(gè)聯(lián)接法蘭15，它與滑環(huán)軸相連接。這個(gè)焊接位置在圖2中用標(biāo)號(hào)16表示?；h(huán)裝置的其余結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的電機(jī)是相同的。
滑環(huán)8、9通過一作為中間連接的絕緣材料層17、18絕緣地固定到滑環(huán)軸14上(收縮)。兩徑向電流引線螺栓19、20從滑環(huán)8和9伸向位于滑環(huán)軸的軸孔21內(nèi)的母線，并且由母線引向發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，從圖2中只能看見與左滑環(huán)8有關(guān)的母線22。
在制造滑環(huán)裝置時(shí)，首先在它的靠發(fā)電機(jī)側(cè)的一端上裝有一聯(lián)接法蘭12，該滑環(huán)軸是中空的，帶有可接收電流引線螺栓19、20等的開孔。在這個(gè)滑環(huán)軸上，兩個(gè)滑環(huán)8，9可推動(dòng)，不必將它們固定在軸上。接著在汽輪機(jī)側(cè)的軸上焊接連接有汽輪機(jī)側(cè)聯(lián)接法蘭15。這時(shí)可充分地過盈地使用一個(gè)聯(lián)接法蘭。在消除應(yīng)力退火之后，為了消除由于焊接工藝產(chǎn)生的應(yīng)力，將連接法蘭15扭轉(zhuǎn)到標(biāo)稱尺寸，以便保持良好的同心性。之后將滑環(huán)推到旁邊，將具有一定厚度的絕緣材料層17和18(例如聚酰亞胺膜)覆蓋到該軸上，將滑環(huán)8、9感應(yīng)加熱，并且在帶有絕緣材料層的滑環(huán)軸14的軸段上滑動(dòng)。冷卻滑環(huán)8、9之后將它們保證操作安全地固定到該軸上。在下一步驟中，沿兩個(gè)滑環(huán)8，9的滑動(dòng)面轉(zhuǎn)動(dòng)，以確定最佳同心度。最后將滑環(huán)8，9的電流端子通過電流引線螺栓19，20插入到軸孔21之間，與其內(nèi)的母線固定連接，用蓋23將軸孔21封閉。
采用所述的方法的主要前提條件在于在該滑環(huán)軸14上，沿軸方向必須具有一足夠的空間，以允許滑環(huán)8，9能雙向滑動(dòng)，在滑動(dòng)距離上能覆蓋絕緣層17，18。由圖2中可看出，如果在左滑環(huán)8以左直至最后的支座之后具有大約軸向滑環(huán)寬度的間距，以及在兩個(gè)滑環(huán)的最后的支座之間具有同樣的間距，則能滿足上述空間的要求。最后的間距肯定是存在的，因?yàn)樵诠潭ɑh(huán)后，電流引線螺栓19，20在那里插入固定。同樣在連接法蘭12和左滑環(huán)之間也具有一間距，因?yàn)榕c滑環(huán)配套的電刷裝置連同其外殼也在軸向上要求一空間(圖中未示出)。最后還有一點(diǎn)應(yīng)指出，本發(fā)明的電機(jī)的總的軸向結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度并未加大。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)，在機(jī)殼外面裝有滑環(huán)裝置(6)，該裝置包括絕緣地固定安裝在一個(gè)軸(14)上的滑環(huán)(8，9)，其特征在于，滑環(huán)(8，9)是裝在一個(gè)與電機(jī)主軸(10)分離的滑環(huán)軸(14)上，這個(gè)滑環(huán)軸通過第一可拆卸的聯(lián)軸器(11)與電機(jī)軸連接，其中在該滑環(huán)軸的遠(yuǎn)離電機(jī)的軸端上具有一連聯(lián)法蘭(15)，它與滑環(huán)軸(14)通過焊接連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電機(jī)，其特征在于，在第一聯(lián)軸器(11)的滑環(huán)側(cè)聯(lián)接法蘭(12)和電機(jī)側(cè)滑環(huán)(8)之間具有一相當(dāng)于滑環(huán)軸向?qū)挾却笮〉拈g距，并且在這兩個(gè)滑環(huán)之間的軸向間距至少為相當(dāng)于另一滑環(huán)(9)的軸向?qū)挾却笮〉拈L(zhǎng)度。
3.一種制造權(quán)利要求1的電機(jī)滑環(huán)裝置的方法，其特征在于，使兩個(gè)滑環(huán)(8，9)在一個(gè)具有第一聯(lián)接法蘭(12)的滑環(huán)軸(14)的一側(cè)上推入，然后在該滑環(huán)軸(14)的自由端上過盈地焊接第二聯(lián)接法蘭(15)，接著進(jìn)行熱處理消除應(yīng)力，將該聯(lián)接法蘭旋轉(zhuǎn)到標(biāo)稱尺寸，之后將兩個(gè)滑環(huán)(8，9)絕緣地固定到滑環(huán)軸(14)上，同樣地扭轉(zhuǎn)到標(biāo)稱位置。
全文摘要
在熱電廠中，燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)一渦輪發(fā)電機(jī)，滑環(huán)(8，9)裝在一與電機(jī)軸(10)分離的另一軸上，這個(gè)滑環(huán)軸(14)通過可拆卸的第一聯(lián)軸器(11)與電機(jī)軸連接。在滑環(huán)軸(14)的遠(yuǎn)離電機(jī)的軸端上具有一連接法蘭(15)，當(dāng)套上滑環(huán)(8，9)后，該法蘭與滑環(huán)軸(14)通過焊接連接。采用本發(fā)明可不必在渦輪發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)之間增加額外的熱壓連接，并且不會(huì)延長(zhǎng)整個(gè)渦輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)H02K13/00GK1137701SQ96101448
公開日1996年12月11日 申請(qǐng)日期1996年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月13日
發(fā)明者J·克萊恩堡格, H·齊默曼 申請(qǐng)人:Abb管理有限公司