屈氏集电器.ppt

屈氏集电器与电机创新 发明专利证书 第一部分 原理部分 什么是集电器？ 集电器是一种将旋转、运动的电极转换为静止电极的电气装置。主要用于旋转电机转子的对外电气联接。 集电器的典型应用 1）内馈调速异步机 2）绕线型异步机 3）同步发电及电动机 4）双馈型风力发电机 集电器的主要结构 集电器主要构成： 1） 集电环（简称滑环） 2） 电刷 滑环和转子相联并同步旋转，两者相对静止； 电刷和外部设备相联并绝对静止。 电刷和滑环紧密接触，形成电传导。 电流在旋转的滑环和静止的电刷之间顺利流过。 典型的传统集电器 内置型 外置型 传统集电器问题的主要原因何在？ 1 滑环抖动 造成和电刷接触不良而打火，这是影响滑环可靠性的最主要因素。滑环抖动导致和电刷接触不良，从而产生高温、高能的火花，烧蚀滑环表面，破坏光洁度。一旦火花产生，便形成恶性循环，最终导致滑环烧毁。 传统集电器问题的主要原因何在？ 2 线速度高 电刷磨损除了和光洁度（平整度）相关之外，还和相对运动的线速度平方成正比，由于滑环安装在电机轴上，直径必须大于轴径，因此线速度高是无法避免的，尤其是高转速、功率较大的电机，问题表现得尤为突出。 滑环抖动的主要原因 1）电机谐波电流产生的附加转矩，特别是径向转矩，这多产生于起动的某一转差率，而附加转矩是无法根除的。 2）滑环和轴分体加工所造成的不同轴度，受传统结构限制，很难从工艺上有效解决。 3）滑环大多以悬臂梁的结构安装在绕线电机轴的尾端，悬臂梁抗抖动能力较差。 线速度高的原因何在？ 原因是滑环的直径较大。由于传统的滑环安装在电机转子轴上，滑环的直径必须大于转子轴径，而转子轴径是由电机的功率和转矩决定的，不能因滑环线速度要求而减小。 屈氏集电器及其原理 为了解决传统绕线异步机的滑环存在的抗抖动性差、易产生打火、线速度高等可靠性问题，必须将滑环从电动机轴上分离开来，只有这样，才可以使滑环避免受电机轴抖动的刚性影响，并且滑环直径不再受电机轴的尺寸制约，为采取抗抖动的缓冲以及减小直径创立基础。 屈氏集电器是结构独立的集电装置，其内部的滑环呈双轴承支撑的简支梁，目的是加强抗抖动能力。（参见图） 屈氏集电器原理（续1） 为了使集电装置和电机同步运转，同时，克服电机轴因附加转矩或其它扰动的影响，防止抖动打火，屈氏集电器通过具有良好缓冲性能的联轴器和电机连接，电机轴的抖动将被缓冲联轴器吸收，即使仍有极小部分传递到集电器端，也无法使简支梁结构的滑环产生抖动，从而从根本上解决了因抖动力矩而引发的打火问题。 集电器的轴只承载滑环重量，因此轴径很小，滑环直径也因此减小，滑环的线速度显著降低，因此可以明显降低电刷的磨损率，大大延长了电刷的使用寿命。 屈氏集电器构造示意图 传统滑环电刷与联轴型集电器结构和工作原理对比 屈氏集电器原理（续2） 为了进一步改善装置的可靠性，集电器对轴承、集电板的温度实行极限检测，当轴承或滑环因故温度超限时，检测装置会及时报警，防止事故扩大。 集电器还设有霍尔元件的转速检测，用以测量当前电机转速。转速输出信号可以为数字量形式，也可以为模拟量4——20mA。精度等级为1.5级。 屈氏集电器外形尺寸图 电机与屈氏集电器连接图 屈氏集电器技术特点 屈氏集电器性能指标 第二部分 应用部分 屈氏集电器部分业绩 。 绕线电机的技术创新 1：YQT3型内馈调速异步机 2：YRQ型绕线异步机 3：新型风力发电机 4：新型同步电动机及发电机 创新的YRQ型绕线异步机 本产品是一种具有较大技术创新的新型绕线转子异步机，和普通绕线机相比，具有电刷寿命长，滑环不打火，可靠性高，维护量小等优点，是传统绕线异步机的更新换代产品。 YRQ型绕线异步机简介（续1） 绕线型异步机是一种转子开路式的交流感应电动机，和转子短路的鼠笼型异步机相比，绕线机可以通过转子来实现电机的起动、调速等控制，因此，避免了定子控制对电机主磁通产生影响，可以简单、经济地实现