专利名称：静止可控硅整流无刷励磁发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及同步发电机制造技术领域，与静止可控硅整流有刷励磁发电机关系密切。
现有静止可控硅整流有刷励发电机由主机、可控硅整流系统组成。主机是一台旋转磁极式三相交流同步发电机，它的转子由主轴、固定在主轴上的磁轭，均匀分布在磁轭上的磁极铁芯、缠绕在铁芯上的转子绕组，固定在主轴上的风扇滑环组成，定子由定子铁芯、嵌在铁芯槽中的定子绕组、机座、端盖、轴承、电刷架及电刷组成。整流系统由整流变压器、同步变压器、电压互感器、电流互感器、可控硅整流桥、可控硅触发器、灭磁开关、电源开关、熔断器组成。
整流变压器的一次侧经熔断器、电源关接发电机出线，二次侧经熔断器接可控硅整流桥的输入端，整流桥的输出端经灭磁开关、电刷滑环接转子绕组。
同步变压器向可控硅触发器提供同步信号和工作电源、电压互感器、电流互感器向触发器提供电压(或无功)信号，上述两种信号经触发器处理后变成触发脉冲信号去触发可控硅整流桥的可控硅。
静止可控硅整流有刷励磁发电机励磁性能先进，控制调节方便，但还有如下不足之处1、电刷滑环干摩擦产生的磨损、火花、滑环烧伤等事故、故障降低了运行可靠性，增加了运行维护工作量。
2、干摩擦产生的碳粉铜沫污染发电机绝缘，严重威协发电机安全，缩短了发电机寿命。
3、电刷滑环的制造极限容量限制了它的极限容量，使之不能向大型巨型发展。
本实用型的目的在于得到静止可控硅整流无刷励磁发电机，该发电机的可控硅整流装置是静止的，但无电刷滑环，因而励磁性能先进、控制调节方便、可靠性高，极限容量大、使用寿命长。
本实用新型的目的是这样实现的保持原静止可控硅整流有刷励磁发电机的主机和整流系统不变，仅用平面(或锥面)接触型无刷旋转导电机构代替原来的电刷滑环，向转子绕组输入励磁电流，使之无刷化。
静止可控硅整流无刷励磁发电机由没有电刷滑环的主机，静止可控硅整流系统，两个平面(或锥面)接触型无刷旋转导电机构及连接主机主轴和无刷旋转导电机构的联轴器(十字沟槽联轴器或爪形联轴器)组成。
主机是一台没有电刷滑环的旋转磁极式三相交流发电机，它的转子由主轴、固定在主轴上的磁轭、均匀分布在磁轭上的磁极铁芯、缠绕在铁芯上的转子绕组、固定在主轴上的风扇组成。定子由套在转子外面的定子铁芯、嵌在铁芯槽内的定子绕组、机座、端盖、轴承组成。
静止可控硅整流系统由整流变压器、同步变压器、电压互感器、电流互感器、可控硅整流桥、可控硅触发器、电源开关、灭磁开关、熔断器组成。
整流变压器的一次侧经熔断器、电源开关接发电机出线，二次侧经熔断器接可控硅整流桥的输入端，可控硅整流桥的输出端经灭磁开关、无刷旋转导电机构接发电机转子绕组。
同步变压器的二次侧经熔断器接可控硅触发器，电压互感器一次侧经熔断器接发电机出线，二次侧经熔断器接可控硅触发器可控硅整流桥的三只可控硅的控制极和阴极也接可控硅触发器，同步变压器提供的同步信号，电压互感器、电流互感器提供的电压(或无功)信号，经可控硅触发器处理后变成脉冲信号去触发可控硅。
平面接触型无刷旋转导电机构由空心轴、绝缘轴套、旋转导电体、固定导电体、油封、O型密封圈、导向键、固定套、金属套、园锥滚子轴承、轴承压盖、固定套座、固定套压紧环、绝缘板、底座、检测环、进水管、出水管、进油管、温度计固定管组成。
旋转导电体是内径相同而外径不同的一个大园环与一个小园筒的组合体，园环与园筒有一个共同的端面，其剖视图呈T字形。在小园筒一侧还可加装一个外径与大园环相等的可更换的园环，两环之间用沉头螺钉连接。固定导电体是一个园环，左环面上有4～6条径向散油槽，槽底有一个孔通向右端的环形油槽，环形油槽的外侧与一个径向进油管相通，槽口被环形盖板封住。在外园柱面的左端有一条小环形槽，右端有一条轴向键槽，中部的上半园周和下半园周上都有一条较深的弧形槽，两条弧形槽的前后端都与一个径向水管，相通在固定导电体的前方、上方、后方及前方与上方之间各有一个径向内螺纹孔。
固定套是一个带环形底的园筒，园筒口(向右)处有内螺纹，在园筒左端的正上方有一个排油孔，排油孔右边有一个温度计固定管孔，温度计固定管孔前方有一个进油管孔，在园筒后方有一个径向进水管孔，前方有一个出水管孔，在筒内壁正上方有一条轴向导向键槽。
弹簧座是三个内径相同而外径从大到小排列的园环的组合体，其剖视图呈两个对称的三级台阶。
可旋端盖是一个带环形底的短园简，园筒口处有内螺纹，底部有四个匀分布的径向孔，底部内侧还有一个环形坑。
轴承压盖的形状与一般轴承压盖一样，不过在压盖外侧有一个环形坑。
固定套座的形状与对开轴承座的下半部份相似。
固定套压紧环的形状与对开轴承座的上半部份相似。
平面接触型无刷旋转导电机构的各构件之间的相对位置关系如下绝缘轴套套着空心轴(二者键槽连接)，旋转导电体套着绝缘轴套(二者键槽连接)，旋转导电体的园筒外面套着一至二个油封，油封外面装着固定导电体，固定导电体左边的环形槽内装着O型密封圈，导向键被螺钉紧固在右边的轴向键槽内，导向键的突出部份处于固定套上方的导向槽内，O型密封圈和导向键外面是固定套。固套被固定套座和固定套压紧环卡住，固定套座与压紧环用螺栓连接。固定套座下面有一块绝缘板，绝缘板下面是底座、固定套座、绝缘板、底座被螺栓紧固在一起，螺栓外面套着绝缘套，两端还垫着绝缘垫圈。固定导电体的左端面与旋转导电体右端面相接触，两接触面之间，散油槽、油孔、环形油槽中充满了含大量导电微粒的润滑剂。弹簧座被螺钉固定在固定导电体的右端，弹簧座未的台肩上套着螺旋弹簧，螺旋弹簧的右端嵌在可旋端盖的环形坑内，可旋端盖的内螺纹套在固定套右端的外螺纹上。
旋转导电体左端面与固定套底部内环面之间有足够间隙，旋导电体左边的绝缘轴套外套着金属套(二者键槽连接)，金属套外面装着园锥滚子轴承，轴承外面是固定套的环形部份的内园柱面，轴承的左边是轴承压盖，压盖用螺钉固定在固定套的左端，压盖外侧的环形坑内嵌着一个油封。
旋转导电体的园筒未端用绝缘导线与发电机子绕组和检测环连接，固定导电体的右环面也用导线与发电机外的灭磁开关连接。进水管装在固定导电体固定套的后方，出水管装在前方，温度计固定管装在上方，进油管装在前方与上方之间。
进水管通过管子与车床油泵的出水管相接，出水管通过管子与循环水冷却器的螺旋管的一端相连，螺旋管的另一端通过管子与车床油泵的循环水池相连。循环水冷却器是一个装着一根螺旋管的水容器，向容器不断注入冷水，即可把经过螺旋中的循环水的热量带走。车床油泵、循环水池，冷却器在图中未画出。
静止可控硅整流无刷励磁发电机具有以下优点1、由于保留了静止可控硅整流有刷励磁发电机的主机和可控硅整流系统，因此它的励磁性能优越，控制调节方便，用铜量少体积小，重量轻，造价低。
2、消除了电刷滑环引起的事故、故障，提高了运行可靠性，延长了检修周期减经了平时的维护工作量。
3、消除了碳粉铜沫对发电机绝缘的污染，从而消除了污染对发电机绝缘安全的威协，延长了发电机使用寿命。
4、取缔了电刷滑环，提高了发电机的极限容量。
5、综上所述该机具有静止可控硅整流有刷励磁发电机励磁性能优越，控制调节方便，用铜量少、体积小、重量轻成本低的特点，又具有无刷励磁发电机，可靠性高、极限容量大、使用寿命长的特点。因而可成为同步发电机的换代产品，具有广阔的国内外市场。
图1是静止可控硅整流无刷励磁发电机的总体结构示意图。
图2是平面接触型无刷旋转导电机构的结构图。
图3是静止可控硅整流无刷励磁发电机的电气接线图实施例(参考附图)静止可控硅整流无刷励磁发电机由没有电刷滑环的主机、静止可控硅整流系统、两个平面(或锥面)无刷旋转导电机构及连接主机轴和无刷旋转导电机构的联轴器(十字沟槽联轴器或瓜形联轴器)组成。
主机是一台没有电刷滑环的旋转磁极式三相交流发电机，它的转子由主轴、固定在主轴上的磁轭，均匀分布在磁轭上的转子磁极、缠绕在磁极上的转子绕组、固定在主轴上的风扇组成，定子由套在转子外面的定子铁芯、嵌在定子铁芯\槽内的定子绕组、机座、端盖，轴承组成。
静止可控硅整流系统由整流变压器ZB、同步变压器TB(它他共用一个一次部份)、电压互感器YH、电流互感器LHA、LHC、可控硅整流桥KZ、可控硅触发器KCQ、电源开关DK灭磁天关MK、熔断器0～HRD组成。
整流变压器ZB的一次侧经熔断器RD电源开关DK接在发电机出线上二次侧经熔断器1RD接可控硅整流桥KZ的输入端，KZ的输出端经灭磁开关MK、无刷旋转导电机构WXDJ接发电机转子LQ。同步变压器TB的二次侧经熔断器2RD接可控硅触发器KCQ的第9-12个接线端子，电流互感器LHA的二次侧接KCQ的端子7、8，电压互感器YH的一次侧经熔断器3RD接发电机出线，二次侧经熔断器4RD接KCQ的端子4、5、6，可控硅整流桥KZ的可控硅控制极和阴极接KCQ的端子13、14、15、16。
TB提供的同步信号，LHA、LHC、YH、提供的电压(或无功)信号经KCQ之后变成可控硅触发脉冲去触发KZ的可控硅，这样就可以直接控制转子绕组励磁电流的大小。
平面接触型无刷旋转导电机构WXDJ由空心轴(1)、绝缘轴套(2)、旋转导电体(3)、固定导电体(5)、油封(7)、(21)、O型密封圈(8)、导向键(9)、固定套(13)、弹簧座(11)、螺旋弹簧(12)、可旋端盖(16)、金属套(18)、园锥滚子轴承(19)、轴承压盖(20)、固定套座(28)、固定套压紧环(27)、绝缘板(29)、底座(30)、检测环(22)、进水管(23)、出水管(24)、进油管(25)、温度计固定管(26)、组成。
旋转导电体(3)是内径相同而外径不同的大园环与小园筒的组合体，园环与园筒有一个共同的端面，其剖视图呈T字形，在小园筒一侧还可以加装一个外径与大园环一样的可更换的园环，两环之间用沉头螺钉连接。
固定导电体(5)是一个园环，左环面上有4-6条径向散油槽，槽底都有一个孔(6)通向右端的环形油槽，环形油槽的外侧与一个径向进油管(25)相通，槽口被环形盖板封住。在外园柱面的左端有一条小环形槽，左端有一条轴向键槽，中部的上半园周和下半园周上都有一条较深的弧形槽，两弧形槽的前后端都与一个径向水管(23)、(24)相通，弧形槽口被弧形盖板封住。在固定导电体的前方、上方、后方及前方与上方之间各有一个径向内螺纹孔。
固定套(13)是一个有环形底的园筒，园筒口(向右)外有外螺纹，在左端的正上方有一个排油孔(15)、(15)的右边有一个温度计固定管孔，在温度计固定管孔的前方有一个进油管孔，在园筒后方有一个径向进水管孔，前方有个出水管孔，在园筒内壁上方有一条轴向导向键槽(14)。
弹簧座(11)是三个内径相同而外径从大到小排到的园环的组合体，其剖视图呈两个对称的三级台阶。
可旋端盖(16)是一个带环形底的短园筒，园筒口有内螺纹，底部有四个均匀分布的径向孔，底部内侧还有一个环形坑。
轴承压盖(20)的形状与一般轴承压盖一样，不过压盖外侧还有一个环形坑。
固定套座(28)形状与对开轴承座的下半部伤相似。
固定套压紧环的形状与对开轴承座的上半部份相似。
平面接触型无刷旋转导电机构的各构件之间的相对位置关系如下绝缘轴套(2)套着空心轴(1)，二者键槽连接，旋转导电体(3)套着绝缘轴套(2)，二者键槽连接，旋转导电体(3)的园筒外面套着一至二个油封(7)，油封(7)外面装着固定导电体(5)，固定导电体(5)左边的环形槽内装着O形密封圈(8)，导向键(9)被螺钉紧固定在(5)的右边的轴向键槽内，导向键(9)的突出部份处于固定套(13)的导向键槽(14)内，O型密封圈(8)和导向键(9)外面是固定套(13)，固定套(13)被固定套座(28)固定套压紧环(27)卡住，固定套座与压紧环用螺栓连接。固定套座下面是一块绝缘板(29)，绝缘板(29)下面是底座(30)，(28)、(29)、(30)被螺栓紧固在一起，螺栓外套着绝缘套，两端还垫着绝缘垫圈。固定导电体(5)的左端面与旋转导电体(3)的右端面接触，两接触面之间、散油槽、油孔(6)、环形油槽中充满了含有大量导电微粒的润滑剂。弹簧座(11)被螺钉固定在固定导电体(5)的右端，弹簧座(11)未端的台肩上套着螺旋弹簧(12)，螺旋弹簧(12)的右端嵌在可旋端盖(16)的环形坑内，可旋端盖的内螺纹套在固定套(13)右端的外螺纹上。旋转导电体(3)左端面与固定套(13)的底部内环面之间有足够的间隙，旋转导电体(3)左边的绝缘套(2)外面套着金属套(18)，二者键槽连接，金属套(18)外面套着园锥滚子轴承(19)，轴承(19)外面是固定套(13)的环形部份的内园柱面，，轴承(19)左边是轴承压盖(20)，压盖(20)用螺钉固定在固定套(13)的左端，压盖(20)外侧的环形坑内嵌着一个油封(21)。旋转导电体(5)的园筒未端用绝缘导线(4)与转子绕组和检测环连接，固定导电体(5)的右端也用绝缘导线(10)与机构外面的灭磁开关连接。
进水管(23)装在固定导电体(5)和固定套(13)的后方，出水管(24)装在(5)和(13)的前方，温度计固定管(26)装在(5)和(13)的上方，进油管(25)装在(5)和(13)的前方与上方之间。
进水管(23)通过管子与车床油泵的出水管相接，出水管(24)通过管子与循环水冷却器的螺旋管的一端相连，螺旋管的另一端又通过管子与车床油泵的循环水池相连。循环水冷却器是一个装着一根螺旋管的水容器，向容器内不断注人冷水，即可把经过螺旋管的循环水的热量带走。车床油泵、循环水池、冷却器在附图中未画出。
静止可控硅整流无刷励磁发电机的固定导电体(5)与旋转导体(3)的接触面之间有一层含有大量导电微粒的润滑剂，固定导电体(5)又被螺旋弹簧(12)压紧在旋转导电体(3)上，固导电体(5)通过导线(10)与发电机外的灭磁开关相连，旋转导电体(3)通过导线(4)接发电机转子绕组，因此，可控硅整流桥输出的直流电流能顺利进入转子绕组。
静止可控硅整流无刷磁发电机的无刷旋导电机构可以是平面接触的，也可以是锥面接触型的。
静止可控整流无刷励磁发电机的无刷旋转导电机构上设有进油管(25)环形油槽、油孔(6)、散油槽、排油孔(15)组成的供排油系统。
权利要求1.静止可控整流无刷励磁发电机由主机、静止可控硅整流系统组成，其特征在于它的主机的电刷滑环被两个平面或锥面接触型无刷旋转导电机构所代替，主机的主轴用十字沟槽联轴器或爪形联轴器与无刷旋转导电机构构连接，可控硅整流桥的输出端是经过灭磁开关、无刷旋转导电机构与发电机转子绕组连接的，平面接触型无刷旋转导电机构由空心轴、绝缘轴套、旋转导电体、固定导电体、油封、O型密封圈、导向键、固定套、弹簧座、螺旋弹簧、可旋端盖、金属套、圆锥滚子轴承、轴承压盖、固定套座、固套压紧环、绝缘板、底座、检测环、进水管、出水管、进油管、温度计固定管组成，旋转导电体是内径相同而外径不同的一个大园环与一个小筒的组合体，园环与园筒有一个共同的端面，剖视图呈T字形，在小园筒一侧还可加装一个外径与大园环相等的可更换园环，两园环之间用沉头螺钉联接，固定导电体是一个园环，左端面有4至6条径向散油槽，槽底有一个孔通向右端的环形油槽，环形槽的外侧与一个径向油管相通，槽口被环形盖板封住，在外园柱面左端有一条环形槽，右端有一条轴向键槽，中部的上半园周和下半园上都有一条较深的弧形槽，两弧形槽的前后端都与一个径向水管相通，弧形槽口被弧形盖板封住，在固定导电体的前方、后方、上方及前方与上方之间各有一个径向螺纹孔，固定套是一个带环形底的园筒，园筒口处有外螺纹，园筒左端正上方有一个排油孔，排油孔右边有一个温度计固定管孔，温度计固定管孔前方有一个进油管孔，在园筒后方有一个径向进水管孔，前方有一出水管孔，在园筒内壁正上方有一条轴向导向键槽，弹簧座是三个内径相同而外径从大到小排列的园环的组合体，其剖视图呈两个对称的三级台阶，可旋盖是一个带环形底的短园筒，筒口有内螺纹，底部有四个均匀分布的径向孔，底部内侧还有一个环形坑，轴承压盖的形状与一般轴承压盖相同，不过在压盖外侧有一个环形坑，固定套座的形状与对开轴承座的下半部份相似，固定套压紧环的形状与对开轴承的上半部份相似，平面接触型无刷旋转导电机构的各构件之间的相对位置关系如下绝缘轴套套着空心轴，二者键槽连接，旋转导电体套着绝缘轴套，二者键槽连接，旋转导电体的园筒外面套着一至二个油封，油封外面装着固定导电体，固定导电体左边的环形槽内装着O形密封圈，导向键被螺钉紧固在右边的轴向键槽内，导向键突出部份处于固定套上方的导向槽内，O型密封圈和导向键外面是固定套，固定套被固定套座和固定套压紧环卡住，固定套座与压紧环用螺拴连接，固定套座下面有一块绝缘板，绝缘板下面是底座、固定套座、绝缘板、底座被螺拴紧固在一起，螺拴外面套着绝缘套，两端还垫着绝缘垫圈，固定导电体的左端面与旋转导电体的右端面相接触，两接触面之间、散油槽、油孔、环形槽内充满了含有大量导电微粒的润滑剂，弹簧座被螺钉固定在固定导电体的右端，弹簧座未端的台肩上套着螺旋弹簧，螺旋弹簧右端嵌在可旋端盖的环形坑内，可旋端盖的内螺纹套在固定套右端的外螺纹上，旋转导电体与固定套底部内环面之间有足够的间隙，旋转导电体左边的绝缘套外面套着金属套，金属套外面装着园锥滚子轴承，轴承外面是固定套的环形部份的内园柱面，轴承左边是轴承压盖，压盖用螺钉固定在固定套的左端，压盖外侧的环形坑内嵌着一个油封，旋转导电体的园筒未端用绝缘导线与发电机转子绕组和检测环相连接，固定导电体的右环面也用绝缘导线与发电机外的灭磁开关连接，进水管装在固定导电体和固定套的后方，出水管装在前方，温度计固定管装在上方，进油管装在前方与上方之间。
2.根据权利要求1所述的静止可控硅整流无刷励磁发电机，其特征在于固定导电体(5)与旋转导电体(3)的接触面之间有一层含有大量导电微粒的润滑剂，固定导电体(5)又被螺旋弹簧(12)压紧在旋转导电体(3)上，固定导电体(5)通过导线(10)与发电机外的灭磁开关相连，旋转导电体(3)通过导线(4)接发电机转子绕组，因此，可控硅整流桥输出的直流电流能顺利进入转子绕组。
3.根据权利要求1所述的静止可控硅整流无刷励磁发电机，其特征在于它的无刷旋转导电机构可以是平面接触型的，也可以是锥面接触型的。
4.根据权利要求1所述的静止可控硅整流无刷励磁发电机，其特征在于它的无刷旋转导电机构上设有进油管(25)、环形油槽、油孔(6)、散油槽、排油孔(15)组成的供排油系统。
专利摘要本机涉及发电机制造技术领域,它能消除电刷滑环引起的事故、故障,提高发电机的可靠性、极限容量、使用寿命。静止可控硅整流无刷励磁发电机由一台没有电刷滑环的旋转磁极式三相交流发电机、两个平面(或锥面)接型无刷旋转导电机构、联轴器、可控硅整流系统组成。可控硅整流桥输出的励磁电流经无刷旋转导电机构输入发电机转子绕组。具有励磁性能先进、操作方便、可靠性高、极限容量大、使用寿命长、用铜量少、制造成本低的特点。是同步发电机理想的换代产品,具有广阔的国内外市场。
文档编号H02K13/00GK2282296SQ96245900
公开日1998年5月20日 申请日期1996年11月12日 优先权日1996年11月12日
发明者普朝文 申请人:普朝文