發(fā)電機(jī)刷架導(dǎo)電環(huán)連接工藝改進(jìn)

刁國(guó)峰

摘 要：該文針對(duì)發(fā)電機(jī)滑環(huán)導(dǎo)電環(huán)連接端頭異常發(fā)熱問(wèn)題，在不更改原有設(shè)計(jì)的前提下，加裝導(dǎo)流部件，解決因發(fā)電機(jī)滑環(huán)導(dǎo)電環(huán)連接端固定點(diǎn)單一，致使導(dǎo)電環(huán)安裝后連接端頭導(dǎo)流面無(wú)法達(dá)到額定通流值的問(wèn)題，為后來(lái)者提供一個(gè)水電機(jī)組檢測(cè)范例。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī) 電刷裝置 導(dǎo)流環(huán)

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）12（c）-0021-02

發(fā)電機(jī)導(dǎo)電環(huán)是發(fā)電機(jī)組電能從固定位置到旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行傳輸?shù)牟考?，其接觸位置固定的電刷，若運(yùn)行中溫度一直過(guò)高，就容易造成電刷過(guò)熱，引起刷辮斷股，如處理不當(dāng)，發(fā)展成集電環(huán)環(huán)火直至燒損[1]，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)被迫停機(jī)。

某型號(hào)為SF-28/6000的發(fā)電機(jī)組（哈爾濱電機(jī)有限公司生產(chǎn)制造），自投運(yùn)以來(lái)，多次發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)滑環(huán)導(dǎo)電環(huán)連接端頭有異常發(fā)熱現(xiàn)象，經(jīng)屢次處理，均未達(dá)到理想效果。近期機(jī)組大修，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電環(huán)連接端已發(fā)生嚴(yán)重過(guò)熱，接觸面有30 mm×20 mm已熱熔，絕緣套和絕緣墊圈已碳化，如圖1所示。這嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行，必須進(jìn)行處理，以保證機(jī)組安全、可靠運(yùn)行。

1 導(dǎo)電環(huán)連接頭發(fā)熱原因分析

1.1 導(dǎo)電環(huán)連接面受力不均勻

導(dǎo)電環(huán)搭接面直徑為1 130 mm，直徑較大，由于是單一螺桿連接，連接面受力集中在中心位置，無(wú)法保證連接面均勻受力，容易形成點(diǎn)接觸或局部接觸，增大接觸電阻，造成連接處點(diǎn)發(fā)熱。

1.2 導(dǎo)電環(huán)連接處裝配設(shè)計(jì)不合理

導(dǎo)電環(huán)連接處要避免接地，穿心螺桿必須配合絕緣套和絕緣墊裝配，并且裝配時(shí)螺絲不得擰太緊，以免壓壞絕緣部件。因此，在裝配導(dǎo)電環(huán)連接點(diǎn)時(shí)容易出現(xiàn)虛緊現(xiàn)象，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行一定時(shí)間后接觸面可能錯(cuò)位，兩片導(dǎo)電環(huán)間形成點(diǎn)接觸或局部接觸，增大接觸電阻，造成發(fā)熱現(xiàn)象。

2 改進(jìn)方案的分析和選定

2.1 廠家方案分析

生產(chǎn)廠家給出的方案是對(duì)導(dǎo)電環(huán)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，有如下兩類方案。

（1）導(dǎo)電環(huán)取消兩段設(shè)計(jì)，并將其設(shè)計(jì)加工為整體半圓形式。這種方法雖能解決問(wèn)題，但考慮到發(fā)電機(jī)組此處的安裝位置狹小，整段半圓導(dǎo)電環(huán)根本無(wú)法運(yùn)輸至安裝位置進(jìn)行安裝，此種方案無(wú)法有效實(shí)施。

（2）將導(dǎo)電環(huán)兩端連接點(diǎn)重新設(shè)計(jì)并移出穿心螺桿位置。這種方案需要至少減少3組刷握才能滿足條件。原設(shè)計(jì)為每極導(dǎo)電環(huán)共均勻分布刷握30組，按機(jī)組額定勵(lì)磁電流1 278 A計(jì)算，單組刷握需平均承受42.6 A的電流；減少3組刷握后，單組刷握電流值升至47.3 A，較原先增大近5 A電流，滑環(huán)各部件由于分布電流加大，必定會(huì)造成整體溫度升高[2]。此種方案更改了刷握原設(shè)計(jì)值，造成電流過(guò)大，不建議采用。

2.2 實(shí)際采取的改進(jìn)方案

將導(dǎo)電環(huán)連接處的燒損面氧化金屬清除，然后按原圖紙進(jìn)行車削，加工處理至符合出廠設(shè)計(jì)要求，并在導(dǎo)電環(huán)連接處加裝導(dǎo)流銅板，對(duì)導(dǎo)流環(huán)進(jìn)行附加導(dǎo)流。

這種方案相對(duì)廠家改造方案優(yōu)勢(shì)凸顯，具有加工技術(shù)要求低、施工簡(jiǎn)單、針對(duì)性強(qiáng)、費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)效益明顯的優(yōu)點(diǎn)。

3 方案實(shí)施

對(duì)導(dǎo)電環(huán)燒損面進(jìn)行修復(fù)，對(duì)缺失面進(jìn)行補(bǔ)焊并機(jī)加工處理至符合出廠設(shè)計(jì)值要求。

加裝附加導(dǎo)流銅板。根據(jù)導(dǎo)電環(huán)連接面尺寸，裝設(shè)厚度為8 mm的紫銅板對(duì)導(dǎo)電環(huán)連接處進(jìn)行附加導(dǎo)流，具體加裝方式如圖2所示。

安裝后實(shí)際效果圖如圖3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電機(jī)刷架導(dǎo)電環(huán)連接處加裝導(dǎo)流銅板的方法，無(wú)需重新設(shè)計(jì)導(dǎo)流環(huán)、更改設(shè)備安裝方式；且加工方式簡(jiǎn)單，使用材料全部為常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)件。加裝導(dǎo)流銅板的過(guò)程可在設(shè)備正常檢修期限內(nèi)完成，不占用設(shè)備檢修直線工期。這種方案可在同類設(shè)計(jì)的水電機(jī)組滑環(huán)導(dǎo)電環(huán)中進(jìn)行推廣應(yīng)用，為發(fā)電機(jī)生產(chǎn)制造廠家提供了設(shè)計(jì)改進(jìn)的方向；同時(shí)提供了一個(gè)可以借鑒的水電機(jī)組檢修范例。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳三運(yùn).葛—南直流輸電系統(tǒng)單極運(yùn)行對(duì)宜昌電網(wǎng)影響情況的分析[J].湖北電力，2007，31（6）：33-34，36.

[2] 劉向祖，趙文東，王志云.發(fā)電機(jī)集電環(huán)發(fā)熱現(xiàn)象及處理方法[J].河北工業(yè)科技，2008，25（3）：6-7，21.

[3] 蒲宏彬，胡秀華.發(fā)電機(jī)集電環(huán)發(fā)熱現(xiàn)象淺析及處理意見(jiàn)[J].黑龍江科技信息，2009（26）：19.