Токоподвод ротора элетрической машины

 

Г ! ла, :, г, „.

О П И С-А -"- -И--и .Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскнк

Соцналмстнческик

Республик (1790073

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свил-ву-(22) Заявлено 28.0 1.75 (2I )210 1684/07 с присоединением заявки Ж— (23) Приоритет— (51)М. Кд.

Н 02 К 13/02

Йоудерственный комитет

СССР

Опубликовано 23.12.80.Бюллетень J4 47

Дата опубликования описания 26 12 80 по делам изобретений и открытий (53) ÈÊ 621.З13.

° 047.3(088. 8) (72) Авторы изобретения

В. С. Витченко, Г. К. Смирнов, и В. Г. Шалаев (7I) Заявитель (54) ТОКОПОДВОД РОТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ

15

Изобретение относится к алектромашиностроению, в частности к конструк,циям токоподвода ротора турбогенератора.

Известен токоподвод, состоящий из контактного кольца, выполненного из высокопрочной стали, на котором установлены щетки, и медных; выравнивающих (распределительных) колец, расположенных на противоположных торцах контактного кольца и соединенных между собой мецными шинами 11).

Наиболее близким к предлагаемому является токоподвод, состоящий из контактного и распределительного колец, выполненных из материала с хорошей алектропроводностью (меди), с вмонтированной в послецний шиной для соединения с выводным концом обмотки ротора генератора. Для равномерного

20 распределения тока между контактным и распределительным кольцами введен дополнительный алектропроводный слой, выполненный в вице проклацок из матери2 ала 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 цля уцовлетворительной его работы требуется определенное число прокладок с празличной провоцимостью, каждую из которых необходимо надежно фиксировать с помощью дополнительных крепежных элементов или соединять между собой, например сваркой или пайкой, при этом для равнс мерного распределения тока:по сопрягаемой поверхности контактного кольца с распределительным необхоцимо повышать технологические требования в отношении чистоты механической обработки контактируемых поверхностей и тщательной сборки узла по сравнению с таким же:токоподводом, но без прокладок.

790073

Кроме этого, устройству свойственно недостаточно плавное распределение тока по дуге окружности, так как дополнительный алектропроводный, слой состоит из отдельных прокладок, проводимость которых изменяется по дуге окружности скачкообразно.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности токо подвода., Для достижения атой цели в извест,Ном токоподводе ротора электрической машины, например турбогенератора, содержащем контактное кольцо, контактирующее с ротором посредством дополнительного слоя, выполненного иэ материала с меньшим, чем у материала контактного кольца, удельным электрическим сопротивлением, распределительное кольцо с токоподводящей шиной, дополнительный слой выполнен из однородного материала, например материала, распределительного кольца, и имеет переменную по дуге окружности площадь сечения, возрастающую по мере удаления от места крепления к распределительному кольцу токоподводящей шины.

В предлагаемом устройстве дополнительный слой может быть выполнен заод но с распределительным кольцом.

На фиг. 1 схематически изображен токоподвод, продольный разрез; на фиг.

2 - то же на фиг.. 3 — то же, на фиг.

4 - pmpe3 А-А на фиг. 1; на фиг. 5— разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 — разрез В-В на фиг. З.

Р конструкции токоподвода контактное кольцо. 1, выполненное из высокопрочной стали, насажено через изоляцию 2 на вал З, в торцовой части которого установлено медное распределительное кольцо 4, в которое вмонтирована токоподводящая шина 5.

В нервом варианте конструкции (фиг.

1 и 4) прижатие распределительного кольца 4 к торцу контактного 1 осуществлено болтами (на чертже не показа-. ны). Торцовая поверхность кольца 4, контактирующая с торцовой поверхностью кольца 1, проточена с эксцентриситетом относительно центральной оси кольца 1 на некоторую глубину, например на I мм, эа счет чего в кольце 4 образован дополнительный выступающий слой 6, выполняющий проль прокладки. При этом по мере удаления по дуге окружности от места крепления шины 5 плошадь контакта по торцу колец 1 и 4 плавно увеличивается.

Во втором варианте конструкции (фиг.

2 и 5) прижатие кольца 4 к торцу кольца 1 не осуществлено, а электрический контакт дополнительного выступающего

5 слоя 6 и втулки с кольцом 4 осуществлен неразъемным способом, например сваркой взрывом или раэвальцовкой.

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

15 окружности по мере удаления от места крепления шины 5, а площадь сечения, колец 1 и 4 соответственно уменьшается.

В третьем варианте конструкции (фиг.

3 и 6) дополнительный выступающий

20 слой 6 выполнен в виде трубок, встав.ленных в аксиальные вентиляционные отверстия, расположенные по дуге окружности. Соединение слоя 6, выполненного в виде трубок, с кольцом 4 осуществлено

25 также неразъемным способом, например сваркой взрывом или развальцовкой. Каждая трубка, образующая слой 6, имеет различную плошадь поперечного сечения..

Трубки расположены в порядке возраста3о ния их поперечного сечения по мере удаления or места крепления шины 5. Для улучшения токораспределения по контактному кольцу 1, а также на наружную цилиндрическую и торцовую по- верхности кольца 4, не являющиеся токопроводящими сопрягаемого слоя 6 с кольцом

1, нанесен слой изолирующего 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 1 увеличивается длина пути тока и сопротивление этому току. В то же время выполнение дополнительного слоя 6 и кольца 1 разнотолщинными по дуге окружности, т.е. более толстым первого и более тонким второго в более отдаленном участке, уменьшает длину участка пути тока по материалу кольца 1 в радиальном направлении последнего. Но поскольку электропроводность стали кольца 1 меньше, чем электропроводность меди слоя 6, то полное сопротивление разных по длине участков примерно одинаковое.

В результате электрическое сопротив-. ление по всем линиям тока цо поверхности кольца 1, начиная от места крепле., ния шины 5 до диаметрально противо-, положной точки, имеет приблизительно одну и ту же величину, что обеспечивает плавное распределение. тока по дуге окружности контактного кольца 1.

Таким образом, благодаря тому, что цополнительный слой токоподвода выполнен из однородного материала, например материала распределительного кольца, и имеет переменную по цуге окружности плошая сечения, возрастающую по мере удаления .от места крепления к распределительному кольцу токоподводящей шины, обеспечивается надежность работы щеточно-контактного узла, т.е. увеличивается срок безостановочной работы турбоагрегата при равномерном распределении тока по ширине и дуге каждого кольца. Кроме того, упрощается конструкция токоподвода.

Оо 73, 6

Формула изобретения

1. Токоцоцвод ротора электрической машины, например турбогенератора, содержащий контактное кольцо, контактирующее с ротором посрецством дополнительного слоя, выполненного из материала с меньшим, чем у материала контактного. кольца, удельным электри-", ческим сопротивлением, распределитель.М ное кольцо с токоподводящей шиной, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности I токоподвода, дополнительный слой, выполнен из однородно- 15 го материала, например материала расп ределительного кольца, и имеет переменную по дуге окружности площадь сечения возрастающую по мере удаления от места крепления к распределительному. коль цу токоподводящей шины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Титков М. И. Проектирование электрических машин. Л., Изд -во

Ленинградск. политехн. ин-та, 1974, вып. l, с. 174-175.

2. Авторское свидетельство СССР

Л 256043, кл, Н 02 К 13 02, 1970.