電機和用於改裝電機的方法
2023-06-15 03:12:56
專利名稱：電機和用於改裝電機的方法
電才幾和用於改裝電才;l的方法本發明涉及一種電機，它具有轉子軸、設置在轉子軸上的滑環以及 至少兩個沿著滑環圓周設置的用於與滑環建立電連接的滑動觸頭。此外 本發明還涉及用於改裝電機的方法，該電機具有一個轉子軸、 一個設置 在轉子軸上的滑環以及至少兩個沿著滑環圓周設置的用於與滑環建立 電連接的滑動觸頭。電機將機械能轉換成電能或者將電能轉換成機械能。根據使用稱為 發電機運行(將機械能轉換成電能)或者發動機運行(將電能轉換成機 械能)。對於作為發電機運行的電機區分成直流發電機和交流發電機。在直流發電機中在轉子軸旋轉時在發電機的電樞中產生直流電，它 在固定在轉子軸上的滑環上通過滑動觸頭、例如碳刷截取。在交流發電 機中在轉子軸的端部上安置滑環。在交流發電機運行時在通過在滑環上 滑動的滑動觸頭、例如激勵繞組的碳刷上從外部輸送電流。在此激勵繞 組在包圍它的定子繞組部位中產生磁激勵場。在轉子旋轉時在定子的線 圈繞組上感應交流電。在上述形式的電機中由於滑動觸頭、例如碳刷在滑環上的磨損產生 磨粒，它可能導致在那裡安裝的部件上的電弧。通過在此產生的電弧可 能導致所安裝部件和轉子軸的巨大損傷。在常見的電機中這種磨粒通過 由於滑環的旋轉運動本身或通過風扇產生的空氣流不可控地攜帶到滑 環的周圍。在現有技術中已知的其它電機具有環形的完全環繞轉子軸的排氣 環。這些排氣環在轉子軸的軸向上設置在兩個滑環段之間。在此將滑環 中間地分成兩個圍繞整個轉子軸延伸的滑環段。因為滑動觸頭分別直接 設置在滑環段上，因此排氣環在轉子軸軸向設置在滑動觸頭之間。因此 排氣環側面與相應的滑環錯開。這個在現有技術中已知的排氣環需要顯 著的結構費用並且由於排氣環相對於滑環表面側面錯置不能實現最佳 地排氣。本發明的目的是，進一步改進上述形式的電機以及改裝上述形式電 才幾的方法，以經濟的方法可以有效地避免在滑環上聚積磨粒，尤其是對 於已經在使用中的電機。按照本發明這個目的通過此類電機得以實現，它具有一個在至少兩 個滑動觸頭之間直接設置滑環上的抽吸裝置，用於吸出在滑環上產生的 磨粒。此外這個目的通過此類方法得以實現，其特徵在於使一個用於吸 出在滑環上產生的磨粒的抽吸裝置在至少兩個滑動觸頭之間的位置上 直接布置在滑環上。按照本發明使抽吸裝置設置在至少兩個沿著滑環圓周設置的滑動 觸頭之間。即，使抽吸裝置基本上位於兩個滑動觸頭之間沿著滑環圓周 的直連接線上。由此使抽吸裝置設置在滑動觸頭之間的中間空間裡面並 由此直接位於滑環表面上，即，在滑環徑向上略微向外錯置。由此抽吸 裝置可以使位於滑環表面上的磨粒直接在其產生後吸出。所述抽吸裝置的結構費用與常見的通過排氣環排氣相比減少，因為 該抽吸裝置設置在目前未利用的滑動觸頭之間的中間空間上。由此使按 照本發明的方法特別適用於改裝成具有抽吸裝置的電機。不必改變或者 甚至不更換電機的現有結構部件。在按照本發明的電機中有效地防止磨 粒、尤其是碳粉塵澱積在滑環表面上。由此在原理上主動地防止由於碳 粉塵在滑環部位的所有部件上的電壓電弧造成的損傷。此外由於排氣也 提高在滑環部位的空氣交換，由此附加地冷卻滑環。通過提高在滑環部 位的空氣需求使空氣必需通過適合的過濾器輸送。由此當發電機處於汙 染的環境裡面的時候，改善滑環和滑動觸頭的磨損特性。在有利的實施例中使電機具有至少另 一設置在轉子軸上的滑環，它 尤其處於一個與位於滑環上的電位不同的電位上，其中所述抽吸裝置具 有一個垂直於滑環圓周方向延伸的且覆蓋至少一個或兩個滑環的抽吸 接管。對另一滑環以有利的方式附設至少兩個其它的滑動觸頭。其它滑 動觸頭的各滑動觸頭尤其分別設置在具有相應第一滑動觸頭的軸線上。 這些軸線以有利的方式分別平行於轉子軸的軸線。平行於轉子軸線延伸 的抽吸管由於其覆蓋多個滑環能夠特別有效地吸出在這些滑環上產生 的磨粒。尤其是這種搭接滑環的排氣也對於不同電位的滑環實現，這進 一步提高按照本發明的抽吸裝置的多種用途。為了實現最佳的排氣效果適宜的是，在抽吸裝置與滑環之間具有一 個間隙。這個間隙是抽吸裝置與滑環的徑向分隔。尤其這樣選擇間隙寬 度，使得在滑環與抽吸裝置之間抽吸的空氣保持用於攜帶位於滑環上的 磨粒的最佳氣流。在按照本發明的抽吸裝置與滑環之間的間隙還防止抽吸裝置在滑環上的滑動並由此損傷抽吸裝置或滑環。如果滑環在表面上磨損並且必需車削，由此使滑環得到一個更小的 名義直徑，可調節的間隙負責在修復後(長的運行時間)也最佳地適配 於抽吸裝置。在適宜的實施例中所述抽吸裝置具有一個徑向基於轉子軸對準的 抽吸方向。尤其是抽吸裝置具有一個對準抽吸方向的縱軸線。因此這種 抽吸裝置有利地徑向偏離轉子軸。按照本發明的實施例徑向與轉子軸對 準的抽吸方向能夠特別有效地吸出在滑環上產生的磨粒。在此磨粒如同 在吸塵器中那樣從上面從滑環上吸出。在有利的實施例中所述電機具有至少三個沿著滑環圓周設置的滑 動觸頭，以及至少另一抽吸裝置，它與第一抽吸裝置相比設置在至少兩 個滑動觸頭的每個滑動觸頭之間的另 一 中間空間上，其中 一個或多個抽 吸裝置通過管道系統與中央抽吸管連接。通過使至少兩個抽吸裝置通過保持較小。'最;通過耦聯在中^抽吸管上的負壓單元實現排氣。按照本 發明的電機最好具有多個、尤其是兩個沿著滑環圓周設置的抽吸裝置 組，它們分別與中央抽吸管連接。所述電機有利地設計成發電機。也可以選擇使所述電機設計成光電流電機(Lichtstrommaschine )。在按照本發明方法的有利實施例中所述電機具有至少另 一 個設置 在轉子軸上的滑環，它尤其處於一個與位於滑環上的電位不同的電位 上。此外抽吸裝置配有一個垂直於滑環圓周方向延伸的抽吸管，其中這 樣設置抽吸管，使得它垂直於滑環的圓周方向延伸。照本發明的用於改裝電機的方法中。因此關於按照本發明電機的有利實 施例的上述優點也涉及按照本發明方法的相應有利實施例。下面藉助於附圖詳細描述由發電機構成的電機的實施例。附圖中
圖1以從斜上方看去的立體圖示出按照本發明電機的實施例， 圖2以沿著電機轉子軸的視線方向示出按照圖1的電機的俯視圖。 圖〗和2以不同的一見圖示出按照本發明的發電機10的實施例。該 發電機10尤其用於熱力發電廠，例如蒸氣發電廠並且具有中心延伸的 轉子軸12。該轉子軸12包括轉子軸線14並且穿過支架板16延伸。在轉子軸12的表面上具有軸向錯置的兩個滑環18。兩個滑環18最好具有 不同的電位。在兩個滑環18的各自表面上延伸軸向平行間隔的滑環槽 20。在運行中多個由碳刷構成的滑動觸頭3 0沿著這些滑環槽2 0滑動。 這些滑動觸頭30均勻地沿著各滑環18的圓周設置。在滑動觸頭之間分 別具有中間空間46。所述滑動觸頭30通過插接碳刷固定體28和碳刷固 定體26固定在碳刷軸24上。在所示實施例中的五個碳刷軸24的每個 碳刷軸穿過前端和後端絕緣材料板22延伸並且分別固定兩個滑動觸頭 30、 一個用於前端的和一個用於後端的滑環18。在每個碳刷軸24上一 個固定部件32位於附屬於各滑環18的碳刷固定體26之間。在設置在碳刷軸24上的各滑動觸頭30之間在圓周方向上分別設置 抽吸裝置34。各抽吸裝置34具有一個在兩個滑環18上延伸的抽吸接管 36。 一個間隙44位於抽吸接管36與各滑環18的表面之間。在發電機 運行中由於滑動觸頭30與滑環18之間的摩擦產生的磨粒、尤其是碳粉 塵通過沿著滑環18圓周設置的抽吸裝置34吸出。這些抽吸裝置34可 以分別成對地通過各抽吸管40與中央抽吸管42連接。這些中央抽吸管 42再與用於產生抽吸作用的負壓單元連接。所述抽吸裝置34固定在圍 繞轉子軸12迴轉的固定環38上。
權利要求
1.電機(10)，具有轉子軸(12)、設置在轉子軸(12)上的滑環(18)以及至少兩個沿著滑環(18)圓周設置的用於與滑環(18)建立電連接的滑動觸頭(30)，其特徵在於一個在至少兩個滑動觸頭(30)之間直接設置在滑環(18)上的用於吸出在滑環(18)上產生的磨粒的抽吸裝置(34)。
2. 如權利要求1所述的電機(10),其特徵在於至少另一個設置在 轉子軸(12)上的滑環(28)，它尤其處於一個與位於滑環(18)上的 電位不同的電位上，其中所述抽吸裝置(34)具有一個垂直於滑環(18) 圓周方向延伸的且覆蓋至少一個或兩個滑環(18)的抽吸接管(36)。
3. 如上述權利要求中任一項所述的電機(10)，其特徵在於，在抽 吸裝置(34)與滑環(18)之間具有一個間隙(44)。
4. 如權利要求1所述的電機(10),其特徵在於，所述抽吸裝置(34) 具有一個徑向與轉子軸(12)對準的抽吸方向。
5. 如上述權利要求中任一項所述的電機(10),其特徵在於至少三 個沿著滑環(18)圓周設置的滑動觸頭(30),以及至少另一個抽吸裝 置(34),它與第一抽吸裝置(34)相比設置在至少兩個滑動觸頭(30) 的每個滑動觸頭之間的另一個中間空間(46)上，其中一個或多個抽吸 裝置(34)通過管道系統(40)與中央抽吸管(42)連接。
6. 如上述權利要求中任一項所述的電機(10),其特徵在於，所述 電機(10)設計成發電機(10)。
7. 用於改裝電機(10)的方法，它具有轉子軸(12)、設置在轉子 軸(12)上的滑環(18)以及至少兩個沿著滑環(18)圓周設置的用於 與滑環(18)建立電連接的滑動觸頭(30)，其特徵在於將用於吸出滑 環(18)上存在的磨粒的抽吸裝置(34)在至少兩個滑動觸頭(30)之 間的位置上直接布置在滑環(18)上。
8. 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述電機(10)具有至 少另一個設置在轉子軸(12)上的滑環(28),它尤其處於一個與位於 滑環(18)上的電位不同的電位上，以及抽吸裝置(34)配有一個垂直 於滑環(18)圓周方向延伸的抽吸接管(36),其中這樣設置抽吸接管(36),使得它垂直於滑環(18)的圓周方向延伸並且覆蓋至少一個或 兩個滑環(18)。
9. 如權利要求7或8所述的方法，其特徵在於，在抽吸裝置(34) 與滑環(18)之間具有一個間隙(44)。
10. 如權利要求7至9中任一項所述的方法，其特徵在於，所述抽 吸裝置(34)設置在一個徑向與轉子軸對準的抽吸方向上。
11. 如權利要求7至10中任一項所述的方法，其特徵在於至少三個 沿著滑環(18 )圓周設置的滑動觸頭(30 ),其中至少另 一抽吸裝置(34 ) 與第一抽吸裝置(34)相比設置在至少兩個滑動觸頭(30)的每個滑動 觸頭之間的另一中間空間上，其中一個或多個抽吸裝置(34)通過管道 系統(40)與中央抽吸管(42)連接。
12. 如權利要求7至11中任一項所述的方法，其特徵在於，所述電 機(10)設計成發電機(10)。
全文摘要
一種電機(10)具有一個轉子軸(12)、一個設置在轉子軸(12)上的滑環(18)以及至少兩個沿著滑環(18)圓周設置的用於與滑環(18)建立電連接的滑動觸頭(30)，按照本發明的特徵在於，使電機具有一個或多個在至少兩個滑動觸頭(30)之間直接設置在滑環(18)上的用於吸出在滑環(18)上產生的磨粒的抽吸裝置(34)。
文檔編號H02K9/28GK101273510SQ200680035761
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月20日 優先權日2005年9月27日
發明者M·霍費爾, U·溫克爾曼 申請人:西門子公司