一种用于发电机的集电环装置的制作方法

本发明涉及发电机设计，尤其涉及一种用于发电机的集电环装置。

背景技术：

1、发电机在运行过程中，励磁电流需通过集电环的滑环与电刷组件传导至发电机转子绕组。电刷组件与高速旋转的滑环滑动接触，二者之间因摩擦损耗和电气损耗产生大量焦耳热，导致滑环表面温度升高。滑环温度过高会引发多重故障：电刷快速磨损、打火、使用寿命缩短；滑环表面氧化形成氧化膜，接触电阻增大，进一步加剧发热，形成恶性循环；两极滑环温差过大时，电刷电流分配失衡，造成励磁回路接触不良，影响发电机的正常运行和安全性。

2、现有技术中，集电环装置的散热通常依靠罩体上设置的单一主进风口，并借助转轴上的散热风扇在罩体内形成负压，将外部冷空气从主进风口吸入罩体内，气流流经电刷组件和滑环后从出风口排出。

3、然而，由于主进风口通常设置于罩体的一侧，冷却气流在罩体内难以均匀分配，这种单一进风口的散热结构存在明显局限：靠近主进风口的滑环能够获得较多的冷却风量，而远离主进风口的滑环由于冷却气流在罩体内无定向导流，风量到达量少，导致两极滑环之间产生较大温差。长期运行下，远离主进风口的滑环温度显著高于靠近主进风口的滑环，在部分工况下温差可达10-20℃，温度较高一侧滑环表面的氧化速度加快，接触电阻增大，对应的电刷组件电流分配失衡，电流偏大的电刷磨损加剧并容易产生火花，进而导致励磁回路接触不良、励磁电流波动，严重时引发电刷组件烧损或机组非计划停机，严重影响发电机组运行安全性和稳定性。

4、因此，寻找一种能够解决上述技术问题的技术方案成为本领域技术人员所研究的重要课题。

技术实现思路

1、本发明公开了一种用于发电机的集电环装置，用于解决现有集电环装置采用单一主进风口时，远离主进风口的滑环冷却不足，从而导致两极滑环温差大，进而影响发电机组运行安全性和稳定性的技术问题。

2、本发明提供的一种用于发电机的集电环装置，包括罩体、电刷组件、集电环转子以及导风管；

3、所述罩体开设有主进风口、副进风口以及出风口；

4、所述集电环转子设置于所述罩体内，所述集电环转子包括散热风扇、第一滑环、第二滑环以及用于与发电机转子连接的转轴；

5、所述第一滑环与所述第二滑环均固定于所述转轴上且跟随所述转轴同步旋转，所述第一滑环相对于所述第二滑环靠近所述主进风口，所述散热风扇安装于所述转轴上且位于所述第一滑环与所述第二滑环之间；

6、所述电刷组件设置于所述罩体内且围绕所述第一滑环以及第二滑环设置，并与所述第一滑环以及第二滑环滑动接触；

7、所述导风管与所述副进风口连接，并且所述导风管的出风端口靠近所述第二滑环设置；

8、所述转轴带动所述散热风扇转动时，所述散热风扇将处于所述罩体外部的其中一股冷气流从所述主进风口吸入所述罩体内，同时另一股冷气流从所述副进风口进入所述导风管，经所述导风管的出风端口吹向所述第二滑环，两股所述冷气流流经所述电刷组件、所述第一滑环和所述第二滑环后，在所述散热风扇的作用下从所述出风口排出。

9、可选地，所述副进风口开设于所述罩体靠近所述第二滑环的侧面。

10、可选地，所述主进风口安装有第一固定框架，所述第一固定框架处于所述罩体的外侧，并且所述第一固定框架内可拆卸安装有第一过滤网。

11、可选地，所述副进风口安装有第二固定框架，所述第二固定框架处于所述罩体的外侧，并且所述第二固定框架内可拆卸安装有第二过滤网；

12、所述导风管的进风端口可拆卸安装于所述第二固定框架。

13、可选地，所述导风管包括沿气流方向依次连接的入口段、收缩段和出口段，所述收缩段的横截面积沿气流方向逐渐减小，并且所述出口段的出风端口为喇叭状结构。

14、可选地，所述入口段安装有增压风扇，所述增压风扇用于将冷气流从所述副进风口引向所述出风端口。

15、可选地，所述散热风扇为离心风扇，所述离心风扇具有相对设置的两个进风侧，两个所述进风侧分别朝向所述第一滑环和所述第二滑环。

16、可选地，所述散热风扇的外侧设有导流罩，所述导流罩用于引导与所述第一滑环和所述第二滑环热交换后的气流流向所述出风口。

17、可选地，所述电刷组件包括刷架、绝缘板、刷盒座和刷握；

18、所述刷架通过所述绝缘板安装于所述罩体内，所述刷盒座安装于所述刷架上，所述刷握安装于所述刷盒座上；所述刷握内设有电刷和恒压弹簧，所述恒压弹簧与所述电刷连接以驱使所述电刷与所述第一滑环或第二滑环滑动接触。

19、可选地，所述出风口设置于所述罩体的顶部，所述出风口处设有消声结构。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、本发明的集电环装置中，在工作时，转轴带动散热风扇同步旋转，散热风扇在罩体内产生负压，使罩体外部冷气流分两路进入罩体：其中一股冷气流从罩体上的主进风口被吸入罩体内，由于第一滑环相对于第二滑环靠近主进风口，该股冷气流首先对第一滑环及其对应的电刷组件进行冷却；另一股冷气流从副进风口进入导风管，并经导风管的出风端口定向吹向远离主进风口的第二滑环，从而对第二滑环及其对应的电刷组件进行专项补风冷却。两股冷气流在罩体内汇合后，依次流经电刷组件、第一滑环和第二滑环，在散热风扇的作用下从出风口排出。与现有技术中仅设置单一主进风口、远离主进风口的滑环因冷却气流无定向导流而风量不足的方案相比，本发明通过增设副进风口和导风管，将另一股冷气流直接引至远离主进风口的第二滑环，使靠近主进风口的第一滑环和远离主进风口的第二滑环均能获得充足的冷却风量，有效缩小了两极滑环之间的温差，降低了滑环的整体运行温度；两个滑环温差缩小后，滑环表面氧化速度减缓，电刷与滑环之间的接触电阻保持稳定，电刷电流分配更加均匀，电刷磨损和火花现象明显减少，励磁回路接触不良和励磁电流波动的风险随之降低，从而延长了电刷和滑环的使用寿命，减少了机组非计划停机，提升了发电机组运行的可靠性和稳定性。

1.一种用于发电机的集电环装置，其特征在于，包括罩体（1）、电刷组件（3）、集电环转子（2）以及导风管（6）；

2.根据权利要求1所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述副进风口（5）开设于所述罩体（1）靠近所述第二滑环（202）的侧面。

3.根据权利要求1所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述主进风口（4）安装有第一固定框架（10），所述第一固定框架（10）处于所述罩体（1）的外侧，并且所述第一固定框架（10）内可拆卸安装有第一过滤网（11）。

4.根据权利要求1所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述副进风口（5）安装有第二固定框架（7），所述第二固定框架（7）处于所述罩体（1）的外侧，并且所述第二固定框架（7）内可拆卸安装有第二过滤网（12）；

5.根据权利要求1所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述导风管（6）包括沿气流方向依次连接的入口段、收缩段和出口段，所述收缩段的横截面积沿气流方向逐渐减小，并且所述出口段的出风端口为喇叭状结构。

6.根据权利要求5所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述入口段安装有增压风扇，所述增压风扇用于将冷气流从所述副进风口（5）引向所述出风端口。

7.根据权利要求1所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述散热风扇（204）为离心风扇，所述离心风扇具有相对设置的两个进风侧，两个所述进风侧分别朝向所述第一滑环（201）和所述第二滑环（202）。

8.根据权利要求1所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述散热风扇（204）的外侧设有导流罩（9），所述导流罩（9）用于引导与所述第一滑环（201）和所述第二滑环（202）热交换后的气流流向所述出风口（8）。

9.根据权利要求1所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述电刷组件（3）包括刷架、绝缘板、刷盒座和刷握；

10.根据权利要求1所述的用于发电机的集电环装置，其特征在于，所述出风口（8）设置于所述罩体（1）的顶部，所述出风口（8）处设有消声结构。